IBM システム / 360 | 1964

 IBM System/360（S/360）は、1964年4月7日にIBMによって発表されたメインフレームコンピュータシステムのファミリーです。1965年から1978年まで提供されました。System/360は、商業および科学的アプリケーションの両方を網羅するように設計された最初のコンピュータファミリーであり、小型から大型までの完全なアプリケーション範囲をカバーしています。この設計により、IBMはアーキテクチャと実装を分離し、異なる価格の互換性のある設計コレクションをリリースできるようになりました。部分的に互換性のあるModel 44と最も高価なシステムを除いて、すべてのシステムは命令セットを実装するためにマイクロコードを使用し、8ビットバイトアドレッシング、固定小数点バイナリ、固定小数点十進数、および16進数浮動小数点計算を特徴としています。

System/360ファミリーは、IBMのソリッドロジックテクノロジー（SLT）を導入し、回路カードにより多くのトランジスタを集積することで、より強力でありながら小型のコンピュータを実現しました。

1964年に発表された最も遅いSystem/360モデルであるModel 30は、最大34,500命令を毎秒実行でき、メモリは8KBから64KBまで可能でした。高性能モデルは後に登場しました。1967年には、IBM System/360 Model 91が最大1,660万命令を毎秒実行できました。より大きな360モデルは最大8MBの主メモリを持つことができましたが、そのような大きなメモリはまれであり、大規模なインストールは通常256KBの主ストレージを持ち、512KB、768KB、または1024KBがより一般的でした。一部のモデルには、最大8メガバイトの遅い（8マイクロ秒）大容量ストレージ（LCS）も提供されました。

IBM 360は非常に成功し、顧客がより小さなシステムを購入し、必要が増加した場合にアプリケーションソフトウェアを再プログラムしたり周辺機器を交換したりせずに拡張できるようにしました。これはコンピュータ設計に数年間影響を与え、多くの人々がこれを歴史上最も成功したコンピュータの1つと見なしています。

System/360の主任設計者はジーン・アムダールであり、プロジェクトはフレッド・ブルックスが管理しており、彼は会長のトーマス・J・ワトソン・ジュニアに報告していました。商業的な発売は、ワトソンの別の部下であるジョン・R・オペルが主導し、彼は1964年にIBM System 360メインフレームファミリーの発売を管理しました。

アプリケーションレベルの互換性（いくつかの制限を含む）は、現在までSystem zメインフレームサーバーと共に維持されています。

1960年代初頭、IBMは5つの別々のコンピュータラインをサポートし、アップグレードする負担に苦しんでいました。これらは異なる市場セグメントをターゲットにしており、完全に異なっていました。会計処理のためにIBM 1401のような機械を購入した顧客が、今やIBM 7040のような工学計算のための機械を探している場合、IBMを選ぶ理由はありませんでした。7040は1401と互換性がなく、まるで異なる会社から来たかのように見えました。顧客は、小さな性能改善が必要なときに、しばしば完全に新しい機械とプログラムへの大規模な投資が必要であることに不満を感じていました。

1961年、IBMは1960年代の開発を計画するためにSPREADというタスクフォースを結成しました。SPREADはシステムプログラミング、研究、エンジニアリング、開発を意味します。コネチカット州グリニッジのニューヨークモーターホテルで開催された会議で、SPREADはIBM機械の次世代のための新しい概念を開発しました。当時、個々のトランジスタを小規模集積回路に置き換える新しい技術と、6ビット指向ワードから8ビットバイトへの移行が市場に登場していました。これは、今日知られている第3世代と呼ばれる新しい機械の世代につながるものでした。

SPREADが以前の概念と大きく異なっていた点は、どの機能がサポートされるかということでした。異なる市場ニッチをターゲットにした機械の代わりに、新しい概念はこれらすべての設計の組み合わせでした。単一の命令セットアーキテクチャ（ISA）は、バイナリ、浮動小数点および十進数の算術、文字列処理、文字セット間の変換（ASCIIの広範な使用以前の主要な問題）、およびファイル処理に対する広範なサポートを含む命令を含んでいました。

これは、IBMが別の機械ラインを導入することを意味しており、再び以前の機械とは互換性がありませんでした。しかし、新しいシステムは、以前に異なる機械が必要だったすべてのプログラムを実行できるはずでした。顧客が別の新しい非互換プラットフォームを購入しなければならない状況に直面した場合、他の供給業者を選ぶリスクがあるという懸念がありました。それにもかかわらず、この概念は着実に支持を得て、結成から6か月後、会社はSPREADの概念を実装することを決定しました。

新しいチームはボブ・エバンスの指揮の下に組織され、彼は個人的にCEOのトーマス・J・ワトソン・ジュニアに新しいシステムの開発を説得しました。ジーン・アムダールはコンピュータ自体の主任設計者であり、フレッド・ブルックスはソフトウェアプロジェクトの責任者であり、エリッヒ・ブロッホはIBMのハイブリッド集積回路設計であるソリッドロジックテクノロジーの開発を指導しました。

すべての機能をサポートする単一の機械を生産することはほぼ不可能でした。代わりに、SPREADの概念は定義された機能セットと内部動作を分離することに基づいており、異なる性能と内部設計を持つ機械のファミリーを構成しました。具体的には、機械によっては、一部の命令がハードウェアで直接サポートされない場合があり、その代わりに読み取り専用メモリに保存された内部機械専用コードで書かれた小さなプログラムを使用して完了することができます。これは今日、マイクロコードとして知られています。

たとえば、会計用に設計されたモデルは、十進数の数学をハードウェアで直接実装し、浮動小数点命令をサブプログラムとして処理することを選択できます。これにより、そのシステムでの浮動小数点演算は（かなり）遅く実行されますが、重要なのは実行が可能であるという点です。同様に、工学支援のためのシステムを購入する会社は、浮動小数点ハードウェアを持つモデルを選択し、時には給与処理に使用することができます。以前の設計を使用すると、浮動小数点を実行するシステムは通常、十進数の数学に対するサポートがなく、顧客はそのようなパッケージを作成するか、他の機械を購入する必要がありました。

これは、単一のラインアップが以前に完全に別のコンピュータシステムを要求していた価格および性能のニッチに合わせて調整された機械を持つことができることを意味しました。この柔軟性は、参入障壁を大幅に低下させました。ほとんどの他の供給業者とともに、顧客は成長できる機械と、潜在的に強力すぎてコストがかかりすぎる機械の間で選択しなければなりませんでした。実際、これは多くの会社がコンピュータを購入しないようにさせました。今や顧客は特定の要件を解決する機械を購入でき、必要に応じてモデルを変更できることを知っていました。すでに実行中のプログラムに対するサポートを失うことなく。

たとえば、会計システムを購入した会社が、今や工学支援のためにコンピュータサポートを拡張しようとする場合、これは彼らがすでに使用している機械で工学プログラムを開発およびテストできることを意味しました。もし彼らがより多くの性能が必要になった場合、浮動小数点ハードウェアを持つ機械を購入でき、他のすべては変わらず単に速くなることを知っていました。同じ周辺機器も使用でき、たとえば工学システムのデータをテープに記録し、その後すでに会計システムに接続されている高速ラインプリンターを使用して印刷することができました。または、両方の作業を実行できる性能を持つシステムで会計システムを完全に置き換えることもできました。

単一の設計が機械が使用されるさまざまな方法をすべて解決できるというアイデアは、「360」という名前を生み出しました。これは円の360度に対する参照であり、機械と構成要素の円がIBMの広告で際立っていました。

IBMは最初に6台のコンピュータと40の共通周辺機器を発表しました。最終的にIBMはNASAのための希少な一回限りのモデルを含む14のモデルを提供しました。最も安価なモデルはModel 20で、4096バイトのコアメモリを持ち、他のSystem/360モデルの32ビットレジスタ16個の代わりに16ビットレジスタ8個を備え、他のモデルで使用される命令セットのサブセットを含んでいました。

1964年の初期発表には、モデル30、40、50、60、62、70が含まれていました。最初の3モデルはIBM 1400シリーズ市場をターゲットにした低価格から中価格帯のシステムでした。これらの3モデルはすべて1965年中頃に出荷されました。最後の3モデルは7000シリーズ機械を置き換える予定でしたが、出荷されず、代わりに1965年11月と1966年1月にそれぞれ最初に出荷された65と75に置き換えられました。

低価格モデルに対する後続の追加には、モデル20（1966年、上記参照）、22（1971年）、25（1968年）が含まれました。Model 20は複数のサブモデルを持ち、サブモデル5はモデルの上位バージョンでした。Model 22は、最大メモリ構成が制限され、遅いI/Oチャネルが小さくなり、30よりも遅く、容量が低いディスクおよびテープデバイスに制限された再利用されたModel 30でした。

Model 44（1966年）は、科学計算およびリアルタイム計算、プロセス制御のために設計された専門モデルであり、いくつかの追加命令を特徴とし、すべてのストレージ間命令と5つの複雑な命令が削除されました。

高級機械の連続には、Model 67（1966年、以下で言及、しばらくは64および66として予想されていました）、85（1969年）、91（1967年、92として予想されていました）、95（1968年）、195（1971年）が含まれました。85の設計はSystem/360ラインとその後のSystem/370の間の中間段階であり、370/165の基礎となりました。195のSystem/370バージョンがありましたが、動的アドレス変換（DAT）は含まれていませんでした。

実装はかなり異なり、異なる基本データパス幅とマイクロコードの存在に応じて異なりましたが、非常に互換性がありました。特に文書化された場合を除いて、モデルはアーキテクチャ的に互換性がありました。たとえば、91は科学計算のために設計されており、非順次命令実行を提供し（複数の命令が読み取られている間にプログラムトラップが発生すると「不正確な割り込み」を発生させる可能性があります）、商業アプリケーションで使用される十進数命令セットは不足していました。新しい機能はアーキテクチャ定義を違反することなく追加できました：65はCPU間信号拡張のためのデュアルプロセッサバージョン（M65MP）を持ち、85はキャッシュメモリを導入しました。Model 44、75、91、95および195は、他のすべてのモデルとは異なり、ハードワイヤロジックで実装されました。

1965年8月に発表されたModel 67は、時間共有をサポートするために動的アドレス変換（仮想メモリ）ハードウェアを提供した最初の生産IBMシステムでした。「DAT」は現在MMUとしてより一般的に知られています。実験的な一回限りのデバイスがモデル40を基に製造されました。67以前にIBMは60および62のDATバージョンであるモデル64および66を発表しましたが、ほぼ即座に67に置き換えられ、60および62は65に置き換えられました。DATハードウェアは1972年のS/370シリーズで再登場しましたが、最初はシリーズから省略されました。65と密接に関連する67もデュアルCPUを提供しました。

IBMは1977年末までにすべてのSystem/360モデルのマーケティングを中止しました。