IBM 360 et 370

IBM 360 de l'INRA en 1980.

La série 360 se proposait d’offrir une architecture de machine unique du plus petit au plus gros ordinateur d’IBM, afin de faciliter les changements de machine d’un modèle plus petit (la plupart des 360/20 ne lisaient que des cartes perforées) vers un plus gros, voire (ce qui n’arriva que vers 1980 avec la baisse de coût des mainframes et l’invalidation de la loi de Grosch) d’un gros vers plusieurs plus petits. Le procédé employé consistait à microprogrammer les instructions sur les petites machines afin qu’elles exécutent les programmes des grandes, même si c’était de 3 à 500 fois plus lentement pour certaines instructions. Cela se justifiait d’autant plus facilement que :

• les machines des centres scientifiques utilisent très peu les instructions de calcul décimal ;
• les machines des centres de gestion n’ont pour ainsi dire pas recours aux instructions en virgule flottante ;
• il n’en est pas moins confortable de pouvoir passer ses programmes indifféremment sur l’une ou l’autre, et plus encore d’utiliser le même système d'exploitation sur les deux.

Par ailleurs la distinction tranchée entre machines « scientifiques » et « de gestion » devenait de moins en moins pertinente, la gestion demandant de plus en plus de calculs scientifiques (par exemple l'optimisation combinatoire pour la gestion prévisionnelle des stocks) et les calculs scientifiques portant sur des volumes de plus en plus importants de données structurées (économétrie, simulations complexes...).

La microprogrammation possédait deux avantages sur l’émulation plus classique par logiciel :

• exécution dans une circuiterie plus rapide ;
• possibilité d’opérations simultanées sur des portes logiques différentes.

Les machines devaient également pouvoir se reconfigurer en cas de détection d’éléments défectueux. Limitée à quelques circuits seulement au départ, cette possibilité de reconfiguration se généralisa au fil du temps, et permit d’aboutir vers la fin de la série à des modèles ne connaissant en moyenne que quelques secondes d’indisponibilité par an seulement. La génération suivante, nommée Série Z (alias S/390) depuis 2001, a repris, en l’étendant et en multipliant le nombre de processeurs, la même architecture.

Le développement de la gamme initiale coûta 5 milliards de dollars de 1964. Les machines furent copiées (sans autorisation) jusqu’en URSS sous le nom de projet Ryad. L’architecte principal du projet chez IBM, Gene Amdahl, créera six ans plus tard sa propre société, concurrente d’IBM. Outre celles de la Amdahl Corporation, des machines compatibles furent proposées aussi par d’autres constructeurs comme Itel (aujourd’hui disparu), Hitachi, et Fujitsu qui racheta plus tard Amdahl.

L’architecture 360/370, étendue depuis, est toujours utilisée sur la série Z d’IBM (systèmes zOS et Linux/390).

L’adressage mémoire était initialement sur 20 bits adressant donc au maximum un mégaoctet. Des modifications ultérieures le portèrent à 24 (16 Mo), puis à 31 bits (2 Go) et au-delà.

La gamme (limitée au départ à cinq modèles) fut annoncée le 7 avril 1964. Elle acceptait 40 modèles de périphériques dont l’imprimante 1403 introduite avec l’ordinateur commercial 1401 (et qui sera utilisée jusqu’aux années 1980). Le 360 comportait en standard un émulateur de 1401.

Le choix du nom 360 manifestait la volonté de couvrir tous les azimuts des applications informatiques. Lorsque la génération suivante, à laquelle il fallait bien donner un nom, fut annoncée sous le nom de 370, il fut souvent demandé aux commerciaux d’IBM si cette nouvelle gamme de machines entendait couvrir tous les azimuts plus dix degrés.

La norme créée pour noter les multiples de 2¹⁰ est le « kibi », qui veut dire « kilo binaire ». Ainsi, les tailles mémoire des 360 et 370 étaient souvent des puissances de 2, repérées par les lettres suivantes :

B : 4 kibioctets C : 8 kibioctets D : 16 kibioctets E : 32 kibioctets F : 64 kibioctets G : 128 kibioctets H : 256 kibioctets I : 512 kibioctets J : 1024 kibioctets K : 2048 kibioctets L : 4096 kibioctets

Un ordinateur pourvu de 768 kibioctets de mémoire était désigné par les lettres HI (512 + 256), etc.

IBM 360 modèle 20

Dérouleurs de bande de l'IBM 360

Cette série était munie de mémoires à tores de ferrite. Son numéro faisait référence aux 360° du cercle pour signifier qu'une gamme unique de machines pouvait maintenant couvrir tout l'azimut des besoins informatiques, scientifique comme gestion.

Le 360 vit l'ordinateur empiéter timidement sur le domaine des machines mécanographiques pour les applications de paie et de suivi. Il n'y eut que dans le domaine des tris que les interclasseuses et tabulatrices, traitant des bacs de taille quelconque à typiquement 1100 cartes/minute, résistèrent jusqu'au tout début des années 70 : la lenteur des bandes magnétiques, leur nature séquentielle (alors qu'une interclasseuse possédait souvent 12 bacs de sortie, permettant des tris en N log₁₀N), le prix de leur dérouleurs et leur taille, et les capacités de mémoire faibles et onéreuses, en furent une raison; néanmoins, la carte perforée assura une transition progressive entre les deux modes de traitement, non sans conflits de pouvoir dans les entreprises.

Architecture de machine virtuelle des systèmes 370

Les 370 étaient équipés de mémoires à semiconducteurs (bipolaires), et certains modèles munis d’origine de contrôleurs de communications pour le support de terminaux à écran 3270. En 1973, la mémoire virtuelle fut généralisée par une annonce unique sur toute la gamme.

Il existe d'autres produits dit « System/370 Compatible » basés sur divers processeurs[5] tels :

• processeur 3031
• processeur 3032
• processeur 3033
• processeur 3081
• processeur 3083
• processeur 3084
• processeur 3090

IBM pensa quelque temps à remplacer sa ligne 360/370 par le projet FS, mais y renonça pour des raisons de coût, performances, efficacité, continuité (difficulté de reprendre l’existant) et marketing (le marché aurait mal admis un brutal changement de cap après avoir investi dans une technologie annoncée comme destinée à durer). FS fut abandonné et une partie de ses techniques reprises dans le simple cadre classique, sans la grande refonte imaginée au départ : imprimante à laser 3800, bibliothèque automatique 3850, écrans mixtes textes et graphiques 3278/3279, logiciel GDDM, migration de fichiers HFS, réseau SNA, bases de données relationnelles DB2, etc. Ce furent le système 38, puis l'AS/400, n'entrant pas en compétition avec les mainframes, qui héritèrent le plus des avancées de FS.

Amdahl ayant pris de vitesse IBM en nommant sa série 470, le plan de nommage d’IBM change et devient moins clair. Au début, le haut de gamme occupe les numéros 3031, 3032 et 3033, mais rapidement sont introduits des 4331 et 4341 de puissance inférieure, puis un 3081 et un 3083 difficiles à situer. L’image claire et nette de la série 360/370 se brouille totalement pendant cette période, ce qui coïncide avec un début de déclin de la position dominante d’IBM vers 1987.

L'architecture ESA/390 (Enterprise Systems Architecture/390) a été annoncée le 5 septembre 1990[6]. Les ordinateurs basés sur cette architecture ont été commercialisés sous la dénomination System/390 (S/390). Lors de leur introduction, ils intègrent 18 processeurs ES/9000[7]

Les nouveautés de ces modèles intègrent :

• 1995 : technologie CMOS plus économique ;
• 1999 :
  • technologie de processeurs à substrat de cuivre (mieux refroidis et donc plus rapides),
  • disponibilité et prise en charge officielle de Linux,
  • capacity upgrade on demand (CUOD) ou possibilité de moduler dynamiquement le nombre de processeurs en fonction des besoins, pour écluser par exemple les pointes de charge venant d’Internet.

La notion de mainframe tend à s’effacer derrière celle de serveur, boîte noire dont l’architecture importe peu dès lors qu’elle répond dans les délais voulus aux transactions demandées.

• Liste de produits IBM
• zSeries

• Manuels des IBM 360 et 370 sur Bitsavers
• Histoire des mainframes IBM