IBM AS/400

A principios de la década de 1980, la dirección de IBM se preocupó porque la gran cantidad de sistemas informáticos de gama media incompatibles de IBM estaba perjudicando la competitividad de la empresa, en particular frente al VAX de Digital Equipment Corporation . ^{[ 10 ]} En 1982, se inició un proyecto llamado Fort Knox , que tenía como objetivo consolidar el System/36 , el System/38 , el IBM 8100 , la Serie/1 y la serie IBM 4300 en una única línea de productos basada en un procesador basado en IBM 801 con nombre en clave Iliad , manteniendo la retrocompatibilidad con todos los sistemas que pretendía reemplazar. ^{[ 11 ]} Se crearía un nuevo sistema operativo para Fort Knox, pero los sistemas operativos de cada plataforma que Fort Knox pretendía reemplazar también se portarían al procesador Iliad para permitir a los clientes migrar su software a la nueva plataforma.

El proyecto Fort Knox resultó ser demasiado ambicioso y sufrió múltiples retrasos y cambios de alcance. A medida que avanzaba el proyecto, se eliminó el requisito de compatibilidad con el software IBM 8100 y Series/1. ^{[ 12 ]} Cuando los ingenieros de IBM intentaron portar los sistemas operativos y el software de sus plataformas existentes, descubrieron que sería imposible sin realizar cambios sustanciales en el procesador Iliad para cada sistema operativo individual, cambios que los arquitectos de Iliad no estaban dispuestos a realizar. ^{[ 11 ]} La solución propuesta fue complementar Iliad con coprocesadores específicos para cada sistema operativo que proporcionaran soporte de hardware para un único sistema operativo. Sin embargo, la cantidad de lógica necesaria en cada coprocesador aumentó hasta que estos se convirtieron en el procesador principal, y Iliad quedó relegado al rol de procesador de soporte, fracasando así el objetivo de consolidar una arquitectura de procesador único. El proyecto Fort Knox finalmente se canceló en 1985.

Durante el proyecto Fort Knox, un grupo de ingenieros de IBM Rochester inició un proyecto secreto que creía que el fracaso de Fort Knox era inevitable. Estos ingenieros desarrollaron código que permitía ejecutar aplicaciones System/36 sobre System/38, ^{[ 12 ]} y cuando se canceló Fort Knox, este proyecto secreto evolucionó hasta convertirse en un proyecto oficial para reemplazar tanto System/36 como System/38 con una única plataforma de hardware nueva. ^{[ 13 ]} El proyecto se conoció como Silverlake (en honor a Silver Lake en Rochester, Minnesota ) y comenzó oficialmente en diciembre de 1985. ^{[ 14 ]} El hardware de Silverlake era esencialmente una evolución del System/38 que reutilizaba parte de la tecnología desarrollada para el proyecto Fort Knox. ^{[ 12 ] [ 15 ]}

El objetivo de Silverlake era entregar un reemplazo para el System/36 y el System/38 en el menor tiempo posible, ya que el proyecto Fort Knox había estancado el desarrollo de nuevos productos en Rochester, dejando a IBM sin un sistema de gama media competitivo. ^{[ 16 ]} En su lanzamiento en 1986, el IBM 9370 compatible con System/370 se posicionó como la plataforma de gama media preferida de IBM, pero no logró el éxito comercial que IBM esperaba. ^{[ 11 ] [ 17 ]} Al igual que Silverlake, el 9370 también reutilizó el coprocesador desarrollado durante el proyecto Fort Knox como su procesador principal y el mismo bus de E/S SPD que se derivó del bus Series/1 . ^{[ 11 ]}

El 21 de junio de 1988, IBM anunció oficialmente el sistema Silverlake como Application System/400 (AS/400). El anuncio incluyó más de 1000 paquetes de software desarrollados para él por IBM y sus socios comerciales. ^{[ 18 ]} El sistema operativo AS/400 se denominó Operating System/400 (OS/400). ^{[ 12 ]}

Los creadores del AS/400 originalmente planearon usar el nombre System/40 , pero IBM había adoptado una nueva nomenclatura de productos por la misma época, lo que llevó al nombre Application System/400. ^{[ 13 ]} Primero, IBM comenzó a anteponer "System" en los nombres de los productos con palabras para indicar el uso previsto o el mercado objetivo del sistema (por ejemplo, Personal System/2 y Enterprise System/9000 ). Segundo, IBM decidió reservar números de modelo de uno y dos dígitos para sistemas personales (por ejemplo, PS/2 y PS/55 ), números de tres dígitos para sistemas de gama media (por ejemplo, AS/400) y números de cuatro dígitos para mainframes (por ejemplo, ES/9000 ). La reasignación de números de modelo de dos dígitos de los sistemas de gama media a los sistemas personales fue para evitar que los sistemas personales se quedaran sin números de un dígito para nuevos productos.

IBM anunció RS/6000 en febrero de 1990. Su tecnología RISC ofrecía una relación precio/rendimiento mucho mejor que AS/400. Los analistas dijeron que IBM pretendía que el sistema propietario AS/400 y el RS/6000 basado en Unix compitieran entre sí por los clientes de gama media. ^{[ 19 ] [ 20 ]} Según se informa, IBM Rochester intentó hacer que RS/6000 fuera menos atractivo en comparación con AS/400. ^{[ 20 ]}

En 1990, IBM Rochester comenzó a trabajar para reemplazar los procesadores CISC de 48 bits derivados del System/38 originales del AS/400 con una arquitectura de 96 bits conocida como C-RISC (Commercial RISC). ^{[ 11 ]} En lugar de ser un diseño completamente nuevo, C-RISC habría añadido instrucciones de estilo RISC y VLIW al procesador del AS/400, manteniendo la compatibilidad con versiones anteriores con el conjunto de instrucciones de la Interfaz Microprogramada Interna (IMPI) de estilo System/370 y el microcódigo utilizado para implementarlo.

En 1991, a petición del presidente de IBM, Jack Kuehler , un equipo liderado por Frank Soltis presentó una propuesta para adaptar la arquitectura PowerPC de 64 bits a las necesidades de la plataforma AS/400. ^{[ 21 ]} Sus extensiones a la arquitectura PowerPC, conocidas como Amazon (y posteriormente como PowerPC AS ), fueron aprobadas por la dirección de IBM en lugar del diseño C-RISC para su desarrollo en la siguiente arquitectura de procesador AS/400. ^{[ 22 ]} Estas extensiones incluyen soporte para memoria etiquetada, ^{[ 23 ]} así como asistencia para aritmética decimal. ^{[ 24 ]}

IBM intentó inicialmente crear una única implementación de PowerPC para los sistemas AS/400 y RS/6000 de gama alta, conocida como Belatrix . ^{[ 11 ]} El proyecto Belatrix resultó ser demasiado ambicioso y se canceló cuando se hizo evidente que no cumpliría con los plazos previstos. En su lugar, se diseñaron dos procesadores específicos para AS/400 en IBM Endicott e IBM Rochester, conocidos como Cobra (para sistemas de gama baja) y Muskie (para sistemas de gama alta), respectivamente. Estos se convirtieron en las implementaciones iniciales de la línea de procesadores IBM RS64 . La serie RS64 continuó desarrollándose como una línea de productos independiente en IBM hasta que POWER4 fusionó las líneas de productos RS64 y POWER. ^{[ 13 ]}

A pesar del cambio de IMPI a una arquitectura de procesador completamente diferente, la Interfaz de Máquina Independiente de Tecnología (TIMI) del AS/400 ocultó en gran medida los cambios a los usuarios y las aplicaciones, y recompiló transparentemente las aplicaciones para la nueva arquitectura de procesador. ^{[ 25 ]} La portabilidad de OS/400 a la arquitectura PowerPC AS requirió una reescritura de la mayor parte del código por debajo de TIMI debido al uso de microcódigo IMPI para implementar cantidades significativas del código de bajo nivel del sistema operativo. ^{[ 13 ]} Esto llevó a la creación del Código Interno Licenciado del Sistema (SLIC), una nueva implementación de los niveles inferiores del sistema operativo escrita principalmente en C++ .

La línea de la familia AS/400 fue renombrada varias veces en las décadas de 1990 y 2000 a medida que IBM introducía nuevas generaciones de hardware y sistemas operativos. ^{[ 25 ]}

En 1994, se utilizó el nombre AS/400 Advanced Series para los nuevos modelos, seguido del cambio de marca de la línea de productos a AS/400e (la e significa e-business ) en 1997. ^{[ 13 ]}

En 2000, se presentó el eServer iSeries como parte de su iniciativa de marca eServer . ^{[ 26 ]} El eServer iSeries se construyó sobre el procesador POWER4 de los procesadores RS64 utilizados por las generaciones anteriores, lo que significa que se utilizaron los mismos procesadores tanto en las plataformas iSeries como pSeries , esta última ejecutando AIX .

En 2004, se introdujo eServer i5 (junto con OS/400, que pasó a llamarse i5/OS ), donde el 5 indicaba el uso de procesadores POWER5 , reemplazando la marca eServer iSeries. ^{[ 27 ]} Las sucesivas generaciones de hardware iSeries y pSeries convergieron hasta convertirse esencialmente en el mismo hardware vendido bajo diferentes nombres y con diferentes sistemas operativos. ^{[ 6 ]} Algunos servidores i5 seguían utilizando el tipo de máquina IBM específico de AS/400 (MT/M 9406–520) y podían ejecutar AIX en una partición lógica junto con i5/OS, mientras que los servidores p5 podían ejecutar i5/OS, respectivamente. El licenciamiento para AIX e i5/OS se controlaba en el firmware mediante el hipervisor POWER.

El cambio de marca final se produjo en 2006, cuando IBM cambió el nombre del eServer i5 a System i . ^{[ 28 ]}

En abril de 2008, IBM presentó la línea IBM Power Systems , que fue una convergencia de las líneas de productos System i y System p. ^{[ 7 ]} Las primeras máquinas Power Systems usaban los procesadores POWER6 ; i5/OS pasó a llamarse IBM i para eliminar la asociación con los procesadores POWER5. ^{[ 29 ]} IBM i se vende como una de las opciones de sistema operativo para Power Systems (junto con AIX y Linux) en lugar de estar vinculado a su propia plataforma de hardware.

Aunque se anunció en 1988, el AS/400 sigue siendo el cambio arquitectónico más reciente de IBM desarrollado íntegramente de forma interna . Tras la salida del CEO John Akers en 1993, cuando parecía probable la división de IBM, Bill Gates comentó que la única parte de IBM que interesaría a Microsoft era la división AS/400. (En aquel momento, muchos de los sistemas empresariales y financieros de Microsoft se ejecutaban en la plataforma AS/400, cuyo fin, según los rumores, se produciría alrededor de 1999 con la introducción de Windows 2000. ^{[ 30 ] [ 31 ] [ 32 ]} )

El conjunto de instrucciones de alto nivel (denominado TIMI por IBM, por sus siglas en inglés de "Technology Independent Machine Interface") permite que los programas de aplicación aprovechen los avances en hardware y software sin necesidad de recompilación. TIMI es un conjunto de instrucciones virtual independiente del conjunto de instrucciones de máquina subyacente de la CPU. Los programas en modo usuario contienen tanto instrucciones TIMI como las instrucciones de máquina de la CPU, lo que garantiza la independencia del hardware. Esto es conceptualmente similar a la arquitectura de máquina virtual de entornos de programación como Java y .NET .

A diferencia de otras arquitecturas de máquinas virtuales en las que las instrucciones virtuales se interpretan en tiempo de ejecución , las instrucciones TIMI nunca se interpretan. Constituyen un paso intermedio en tiempo de compilación y se traducen al conjunto de instrucciones del procesador como paso final de compilación. Las instrucciones TIMI se almacenan dentro del objeto de programa final, además de las instrucciones de máquina ejecutables. De esta manera, los objetos de aplicación compilados en una familia de procesadores (por ejemplo, los procesadores CISC AS/400 originales de 48 bits) podían transferirse a un nuevo procesador (por ejemplo, PowerPC de 64 bits) sin necesidad de recompilación. Una aplicación guardada de la plataforma anterior de 48 bits puede simplemente restaurarse en la nueva plataforma de 64 bits, donde el sistema operativo descarta las antiguas instrucciones de máquina y retraduce las instrucciones TIMI a instrucciones de 64 bits para el nuevo procesador.

El conjunto de instrucciones del sistema define todos los punteros como de 128 bits. Esta fue la característica de diseño original del System/38 (S/38) a mediados de la década de 1970, con miras al uso futuro de procesadores más rápidos, memoria y un espacio de direcciones ampliado. Los modelos originales AS/400 CISC utilizaban el mismo espacio de direcciones de 48 bits que el S/38. El espacio de direcciones se amplió en 1995 cuando el procesador RISC PowerPC RS64 de 64 bits reemplazó al procesador CISC de 48 bits.

OS/400 (ahora conocido como IBM i) es el sistema operativo nativo de la plataforma AS/400 y fue el único compatible con el hardware original de AS/400. Muchas de las funciones avanzadas asociadas con AS/400 se implementan en el sistema operativo, en lugar de en el hardware subyacente, que cambió significativamente a lo largo de la vida útil de la plataforma AS/400. Entre estas funciones se incluyen un sistema de gestión de bases de datos relacionales ( Db2 para i ), una interfaz basada en menús, soporte para múltiples usuarios, soporte para terminales orientados a bloques ( IBM 5250 ) e impresoras.

A diferencia del principio de " todo es un archivo " de Unix y sus derivados , en IBM i todo es un objeto (con persistencia y recolección de basura integradas).

IBM utiliza una arquitectura de memoria virtual de almacenamiento de un solo nivel en la plataforma AS/400. En los procesadores PowerPC de 64 bits, la dirección virtual reside en los 64 bits más a la derecha de un puntero, mientras que en los AS/400 S/38 y CISC ocupaba 48 bits. El espacio de direcciones de 64 bits hace referencia a la memoria principal y al disco como un único conjunto de direcciones, lo que constituye el concepto de almacenamiento de un solo nivel.

Las generaciones posteriores de hardware también son capaces de admitir varios sistemas operativos invitados, incluidos SSP , AIX , Linux , Microsoft Windows 2000 y Windows Server 2003. Si bien OS/400, AIX y Linux son compatibles con los procesadores POWER en LPAR (particiones lógicas) , Windows es compatible con servidores blade internos de un solo procesador (IXS) o servidores multiprocesador vinculados externamente (IXA e iSCSI). Los invitados SSP eran compatibles mediante emulación desde OS/400 V3R6 hasta V4R4 utilizando la función Advanced 36 Machine del sistema operativo, una característica distinta de la capa de compatibilidad System/36 Environment, que requiere que el software System/36 se vuelva a compilar.