Les mainframes dans le détail

Dans notre précédent article, nous vous avions fourni un bref aperçu de ce qu’était un mainframe. Il est cependant nécessaire de rentrer dans le détail pour mieux pouvoir appréhender les problématiques propres aux mainframes.

Un mainframe, qu’est-ce que c’est?

On définit un mainframe plus par rapport aux tâches qu’il est amené à réaliser et aux performances que l’on attend de lui, et non aux types de matériels qu’il embarque. On attend d’une telle machine plusieurs caractéristiques critiques:

  • Conception interne redondante permettant une forte fiabilité
  • Nombreux périphériques d’entrée-sortie
  • Rétrocompatibilité stricte avec les anciens logiciels
  • Accomplissement d’un taux élevé d’utilisation afin de supporter un débit important
  • Haute disponibilité:  peu de tolérance à l’immobilisation

Un assez bon résumé des caractéristiques principales d’un mainframe est contenu dans l’acronyme RAS (Fiabilité, Disponibilité, Maintenabilité), utilisé par IBM pour parler de ses produits dès 1970. Celles-ci sont fondamentales pour les applications qui sont faites des mainframes, qui impliquent plusieurs milliers d’utilisateurs simultanés tentant d’effectuer des opérations importantes.

Suite à cette définition, on pourrait se dire: “Un mainframe, c’est juste un type de super calculateur de plus, comme un ordinateur mais en bien plus puissant !”. En fait, c’est un peu plus compliqué que ça, et c’est ce que nous allons vous montrer maintenant.

Différence entre un super calculateur et un mainframe

La distinction entre les superordinateurs et mainframe n’est pas simple, mais on peut considérer que les supercalculateurs sont axés sur les problèmes limités par la vitesse de calcul alors que les mainframes sont dédiés à des problèmes limités par la fiabilité et la disponibilité.

Les mainframes sont utilisés pour effectuer des transactions [1], activités nécessitant peu de puissance tandis que les supercalculateurs sont utilisés pour effectuer des tâches (calculs) nécessitant des traitements de données très volumineux.

Les supercalculateurs sont à la pointe de la technologie disposant de grandes capacités de calculs (quantité et rapidité).

On caractérise les capacités des mainframes en évaluant le nombre d’instructions par seconde (MIPS) qu’ils sont capable de traiter. Les supero

rdinateurs sont eux, évalués en fonction du nombre d’opérations en virgule flottante effectuées par seconde (FLOPS).

En termes de capacité de calcul, les superordinateurs sont optimisés pour les calculs complexes qui ont lieu la plupart du temps dans la mémoire, tandis que les mainframes sont optimisés pour des calculs simples impliquant de grandes quantités de données externes accessibles à partir de bases de données.

Les superordinateurs exploitent souvent le parallélisme massif, avec des milliers de processeurs, alors que les mainframes ont un seul ou un petit nombre de processeurs (quelques dizaines au plus).

En raison du parallélisme invisible pour le programmeur, les supercalculateurs sont très compliqués à programmer; pour les mainframes, le parallélisme est limité (le cas échéant) et est normalement caché du programmeur.

Enfin les superordinateurs sont généralement utilisés dans le domaine de la recherche, de l’ingénierie ou de l’armée, tandis que les mainframes sont mis en place dans les entreprises et les administrations.

Comparaison des performances entre mainframe et super calculateur

[1] Dans le monde des affaires, une transaction correspond à un échange commercial de marchandises, de services ou d’argent. Le Transaction Processing Performance Council définit une transaction comme la mise à jour d’un système de base données dans le but de gérer des stocks, des services ou des comptes bancaires. Les transactions font alors appel à un certain nombre d’opérations telles que la lecture ou l’écriture de données sur disque, le transfert de donnée sur le réseau ou à un sous-système et l’utilisation des ressources système.(retour au texte)

Ce projet de veille est réalisé par Bastien Marichal et Antoine Véron, élèves à l’École Centrale de Nantes, sous la supervision de M. Jean-Yves Martin, enseignant à l’ECN.

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Licence Creative CommonsCette œuvre est mise à disposition selon les termes de la Licence Creative Commons Attribution – Pas d’Utilisation Commerciale – Pas de Modification 3.0 non transposé.

La face cachée des mainframes

Comme à nous, le terme de mainframe ne vous évoque peut-être rien de prime abord. Une image valant mieux que mille mots, en voici un exemple:

Un mainframe IBM

Exemple d'un mainframe IBM (Lawrence Livermore National Laboratory, 1964)

Nous allons cependant nous fendre d’une explication un peu plus détaillée.
Les mainframes sont des ordinateurs particulièrement puissants, de haute disponibilité, utilisés pour exécuter des applications critiques ou mettant en jeu des quantités de données importantes. Il peut par exemple s’agir de gestion de transactions financières.

Dans les articles à venir, nous tenterons d’apporter les réponses aux questions suivantes:

  •  Qu’est-ce qu’un mainframe?
  • Depuis quand sont-ils utilisés?
  • Qui les fabrique?
  • Quels sont leurs fonctions?
  • Dans quels domaines sont-ils impliqués?
  • Quelles sont les activités liées aux mainframes?
  • Quel est leur avenir?

Ce projet de veille sera réalisé par Bastien Marichal et Antoine Véron, élèves à l’École Centrale de Nantes, sous la supervision de M. Jean-Yves Martin, enseignant à l’ECN.

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