IBM AS/400 ( Application System/400 ) — это семейство компьютеров среднего класса от IBM, анонсированное в июне 1988 года и выпущенное в августе 1988 года. Оно было преемником платформ System/36 и System/38 и работало под управлением операционной системы OS/400 . Более дешевая, но более мощная, чем ее предшественники, AS/400 была чрезвычайно успешна при запуске, с предполагаемым количеством установленных 111 000 к концу 1990 года и годовым доходом, достигшим 14 миллиардов долларов в том же году, [1] увеличившись до 250 000 систем к 1994 году, [2] и около 500 000 поставленных к 1997 году. [3]
Ключевой концепцией платформы AS/400 является технологически независимый машинный интерфейс [a] (TIMI), архитектура набора инструкций, независимая от платформы (ISA), которая транслируется в собственные машинные инструкции. Платформа использовала эту возможность для изменения базовой архитектуры процессора без нарушения совместимости приложений. Ранние системы были основаны на 48-битной архитектуре набора инструкций CISC , известной как внутренний микропрограммный интерфейс (IMPI), изначально разработанной для System/38. [4] В 1991 году компания представила новую версию системы, работающую на серии 64-битных процессоров на базе PowerPC , семействе IBM RS64 . [5] Благодаря использованию TIMI приложения для исходных программ на базе CISC продолжали работать на новых системах без изменений, поскольку код TIMI можно было повторно транслировать в собственный машинный код PowerPC Power ISA новых систем . RS64 был заменен процессорами POWER4 в 2001 году, за которыми последовали POWER5 и POWER6 в более поздних обновлениях.
AS/400 прошла через несколько попыток ребрендинга, в конечном итоге став System i в 2006 году. В 2008 году IBM объединила отдельные линейки продуктов System i и System p (которые к тому моменту имели в основном одинаковое аппаратное обеспечение) [6] в единую линейку продуктов под названием IBM Power Systems . [7] [8] Название «AS/400» иногда неофициально используется для обозначения операционной системы IBM i, работающей на современном оборудовании Power Systems. [9]
В начале 1980-х годов руководство IBM стало беспокоиться о том, что большое количество несовместимых средних компьютерных систем IBM наносило ущерб конкурентоспособности компании, особенно по сравнению с VAX корпорации Digital Equipment . [10] В 1982 году начался проект под названием Fort Knox , который был направлен на объединение серий System/36 , System/38 , IBM 8100 , Series/1 и IBM 4300 в единую линейку продуктов на базе процессора IBM 801 под кодовым названием Iliad , сохраняя при этом обратную совместимость со всеми системами, которые он должен был заменить. [11] Для Fort Knox планировалось создать новую операционную систему, но операционные системы каждой платформы, которую Fort Knox должен был заменить, также были бы перенесены на процессор Iliad, чтобы позволить клиентам переносить свое программное обеспечение на новую платформу.
Проект Fort Knox оказался чрезмерно амбициозным и столкнулся с многочисленными задержками и изменениями в масштабах. По мере продвижения проекта требование поддержки программного обеспечения IBM 8100 и Series/1 было снято. [12] Когда инженеры IBM попытались перенести операционные системы и программное обеспечение своих существующих платформ, они обнаружили, что это будет невозможно без внесения существенных изменений в процессор Iliad для каждой отдельной операционной системы — изменений, которые архитекторы Iliad не хотели вносить. [11] Предлагаемое решение этой проблемы состояло в том, чтобы дополнить Iliad сопроцессорами, специфичными для операционной системы, которые обеспечивали аппаратную поддержку для одной операционной системы. Однако объем логики, необходимый для каждого сопроцессора, рос до тех пор, пока сопроцессоры не стали основными процессорами, а Iliad не был низведен до роли вспомогательного процессора — таким образом, не удалось достичь цели консолидации на архитектуре одного процессора. Проект Fort Knox был в конечном итоге отменен в 1985 году.
Во время проекта Fort Knox в IBM Rochester был начат проект skunkworks инженерами, которые считали, что провал Fort Knox был неизбежен. Эти инженеры разработали код, который позволил приложениям System/36 работать поверх System/38, [12] и когда Fort Knox был отменен, этот проект skunkworks превратился в официальный проект по замене как System/36, так и System/38 единой новой аппаратной платформой. [13] Проект стал известен как Silverlake (названный в честь Silver Lake в Рочестере, штат Миннесота ) и официально начался в декабре 1985 года. [14] Аппаратное обеспечение Silverlake по сути было эволюцией System/38, которая повторно использовала некоторые технологии, разработанные для проекта Fort Knox. [12] [15]
Целью Silverlake было предоставить замену System/36 и System/38 в максимально сжатые сроки, поскольку проект Fort Knox затормозил разработку новых продуктов в Рочестере, оставив IBM без конкурентоспособной системы среднего уровня. [16] При запуске в 1986 году IBM 9370, совместимая с System/370 , позиционировалась как предпочтительная платформа среднего уровня IBM, но не достигла коммерческого успеха, на который надеялась IBM. [11] [17] Подобно Silverlake, 9370 также повторно использовал сопроцессор, разработанный во время проекта Fort Knox, в качестве своего основного процессора и ту же шину ввода-вывода SPD, которая была получена из шины Series /1 . [11]
21 июня 1988 года IBM официально анонсировала систему Silverlake как Application System/400 (AS/400). Анонс включал более 1000 программных пакетов, написанных для нее IBM и IBM Business Partners. [18] Операционная система AS/400 была названа Operating System/400 (OS/400). [12]
Создатели AS/400 изначально планировали использовать название System/40 , но IBM примерно в то же время приняла новую номенклатуру продуктов, что привело к названию Application System/400. [13] Во-первых, IBM начала добавлять к названию продукта префикс «System» со словами, указывающими на предполагаемое использование или целевой рынок системы (например, Personal System/2 и Enterprise System/9000 ). Во-вторых, IBM решила зарезервировать одно- и двухзначные номера моделей для персональных систем (например, PS/2 и PS/55 ), трехзначные номера для систем среднего уровня (например, AS/400) и четырехзначные номера для мэйнфреймов (например, ES/9000 ). Переназначение двухзначных номеров моделей из систем среднего уровня в персональные системы было сделано для того, чтобы персональные системы не исчерпали однозначные номера для новых продуктов.
В 1990 году IBM Rochester начала работу по замене оригинальных 48-битных CISC- процессоров System/38 в AS/400 на 96-битную архитектуру, известную как C-RISC (Commercial RISC ). [11] Вместо того, чтобы быть чисто разработанным проектом, C-RISC добавил бы инструкции в стиле RISC и VLIW в процессор AS/400, сохранив при этом обратную совместимость с набором инструкций внутреннего микропрограммного интерфейса (IMPI) в стиле System/370 и микрокодом , используемым для его реализации.
В 1991 году по просьбе президента IBM Джека Кюлера группа под руководством Фрэнка Солтиса представила предложение по адаптации 64-битной архитектуры PowerPC для поддержки потребностей платформы AS/400. [19] Их расширения архитектуры PowerPC, известные как Amazon (а позже как PowerPC AS ), были одобрены руководством IBM вместо дизайна C-RISC для разработки в следующую архитектуру процессора AS/400. [20] Эти расширения включают поддержку тегированной памяти, [21] а также помощь для десятичной арифметики. [22]
IBM изначально пыталась создать единую реализацию PowerPC как для AS/400, так и для высокопроизводительных систем RS/6000, известную как Belatrix . [11] Проект Belatrix оказался слишком амбициозным и был отменен, когда стало очевидно, что он не будет доставлен в срок. Вместо этого в IBM Endicott и IBM Rochester была разработана пара процессоров, специфичных для AS/400, известных как Cobra (для низкопроизводительных систем) и Muskie (для высокопроизводительных систем) соответственно. Они стали начальными реализациями линейки процессоров IBM RS64 . Серия RS64 продолжала разрабатываться как отдельная линейка продуктов в IBM, пока POWER4 не объединил линейки продуктов RS64 и POWER. [13]
Несмотря на переход от IMPI к совершенно другой архитектуре процессора, технологически независимый машинный интерфейс (TIMI) AS/400 в основном скрывал изменения от пользователей и приложений и прозрачно перекомпилировал приложения для новой архитектуры процессора. [23] Перенос OS/400 на архитектуру PowerPC AS потребовал переписывания большей части кода ниже TIMI из-за использования микрокода IMPI для реализации значительных объемов низкоуровневого кода операционной системы. [13] Это привело к созданию системного лицензированного внутреннего кода (SLIC) — новой реализации нижних уровней операционной системы, в основном написанной на C++ .
Линейка семейства AS/400 несколько раз меняла свое название в 1990-х и 2000-х годах, поскольку IBM представила новые поколения оборудования и операционных систем. [23]
В 1994 году для новых моделей использовалось название AS/400 Advanced Series , а в 1997 году последовал ребрендинг линейки продуктов на AS/400e (буква e означает электронный бизнес ). [13]
В 2000 году в рамках инициативы по брендингу eServer был представлен eServer iSeries . [24] eServer iSeries был построен на процессоре POWER4 из процессоров RS64, используемых предыдущими поколениями, что означает, что одни и те же процессоры использовались в платформах iSeries и pSeries , последняя из которых работала под управлением AIX .
В 2004 году был представлен eServer i5 (вместе с OS/400, ставший i5/OS ), где цифра 5 обозначала использование процессоров POWER5 , заменив бренд eServer iSeries. [25] Последовательные поколения оборудования iSeries и pSeries сближались до тех пор, пока они не стали по сути одним и тем же оборудованием, продаваемым под разными названиями и с разными операционными системами. [6] Некоторые серверы i5 все еще использовали специфичный для AS/400 IBM Machine Type (MT/M 9406-520) и могли запускать AIX в LPar вместе с i5/OS, в то время как серверы p5 могли запускать i5/OS соответственно. Лицензирование для AIX и i5/OS контролировалось в прошивке гипервизором POWER.
Окончательный ребрендинг произошёл в 2006 году, когда IBM переименовала eServer i5 в System i . [26]
В апреле 2008 года IBM представила линейку IBM Power Systems , которая представляла собой конвергенцию линеек продуктов System i и System p. [7] Первые машины Power Systems использовали процессоры POWER6 ; i5/OS была переименована в IBM i , чтобы устранить связь с процессорами POWER5. [27] IBM i продается как один из вариантов операционной системы для Power Systems (наряду с AIX и Linux) вместо привязки к собственной аппаратной платформе.
Хотя AS/400 был анонсирован в 1988 году, он остаётся последним крупным архитектурным изменением IBM, которое было разработано полностью внутри компании [ требуется ссылка ] . После ухода генерального директора Джона Эйкерса в 1993 году, когда IBM, по всей видимости, должна была разделиться, Билл Гейтс прокомментировал, что единственной частью IBM, которая будет интересна Microsoft, было подразделение AS/400. (В то время многие деловые и финансовые системы Microsoft работали на платформе AS/400, которая, по слухам, прекратила своё существование около 1999 года с появлением Windows 2000. [ 28] [29] [30] )
По словам Фрэнка Солтиса , одного из архитекторов платформы AS/400, архитектура AS/400 определяется пятью архитектурными принципами. Большинство из этих принципов унаследованы от System/38. [31]
.jpg/1280px-IBM_AS-400e_Model_150_(cropped).jpg)
Набор инструкций высокого уровня (называемый IBM TIMI для "Technology Independent Machine Interface") позволяет прикладным программам использовать преимущества достижений в области аппаратного и программного обеспечения без перекомпиляции. TIMI — это виртуальный набор инструкций, независимый от базового набора машинных инструкций ЦП. Программы пользовательского режима содержат как инструкции TIMI, так и машинные инструкции ЦП, тем самым обеспечивая аппаратную независимость. Это концептуально несколько похоже на архитектуру виртуальной машины в средах программирования, таких как Java и .NET .
В отличие от некоторых других архитектур виртуальных машин, в которых виртуальные инструкции интерпретируются во время выполнения , инструкции TIMI никогда не интерпретируются. Они составляют промежуточный этап компиляции и транслируются в набор инструкций процессора в качестве конечного этапа компиляции. Инструкции TIMI хранятся в конечном объекте программы в дополнение к исполняемым машинным инструкциям. Таким образом, объекты приложений, скомпилированные на одном семействе процессоров (например, исходные 48-битные процессоры CISC AS/400), могут быть перемещены на новый процессор (например, PowerPC 64-бит) без повторной компиляции. Приложение, сохраненное со старой 48-битной платформы, можно просто восстановить на новой 64-битной платформе, где операционная система отбрасывает старые машинные инструкции и повторно транслирует инструкции TIMI в 64-битные инструкции для нового процессора.
Набор инструкций системы определяет все указатели как 128-битные. Это было изначальной особенностью дизайна System /38 (S/38) в середине 1970-х годов, планирующей будущее использование более быстрых процессоров, памяти и расширенного адресного пространства. Оригинальные модели AS/400 CISC использовали то же 48-битное адресное пространство, что и S/38. Адресное пространство было расширено в 1995 году, когда процессор RISC PowerPC RS64 64-битный заменил 48-битный CISC-процессор.
OS/400 (теперь известная как IBM i) является собственной операционной системой платформы AS/400 и была единственной операционной системой, поддерживаемой на оригинальном оборудовании AS/400. Многие из расширенных функций, связанных с AS/400, реализованы в операционной системе, а не в базовом оборудовании, которое значительно изменилось на протяжении всего срока службы платформы AS/400. Функции включают в себя RDBMS ( Db2 for i ), интерфейс на основе меню, поддержку нескольких пользователей, поддержку блочно-ориентированного терминала ( IBM 5250 ) и принтеры.
В отличие от принципа « всё есть файл » в Unix и его производных , в IBM i всё есть объект (со встроенной сохраняемостью и сборкой мусора). [ требуется ссылка ]
IBM использует архитектуру одноуровневой виртуальной памяти хранилища в платформе AS/400. Для 64-разрядных процессоров PowerPC виртуальный адрес находится в крайних правых 64 битах указателя, тогда как в S/38 и CISC AS/400 он составлял 48 бит. 64-разрядное адресное пространство ссылается на основную память и диск как на единый набор адресов, что является концепцией одноуровневой памяти хранилища.
Более поздние поколения оборудования также способны поддерживать различные гостевые операционные системы, включая SSP , AIX , Linux , Microsoft Windows 2000 и Windows Server 2003. В то время как OS/400, AIX и Linux поддерживаются на процессорах POWER на логических разделах (LPAR) , Windows поддерживается либо однопроцессорными внутренними блейд-серверами (IXS), либо внешне связанными многопроцессорными серверами (IXA и iSCSI). Гостевые SSP поддерживались с помощью эмуляции из OS/400 V3R6 по V4R4 с использованием Advanced 36 Machine facility операционной системы, функции, отличной от уровня совместимости среды System/36, который требует перекомпиляции программного обеспечения System/36.
