Sistema IBM/390

Dieciocho modelos ^{[ b ]} fueron anunciados ^{[ 11 ]} el 5 de septiembre de 1990 para el ES/9000 en tres formatos; el 9021 refrigerado por agua para suceder al IBM 3090 , y el 9121 independiente refrigerado por aire y el 9221 montado en rack para suceder al IBM 4381 y 9370 respectivamente. El modelo más grande anunciado tenía un rendimiento 100 veces mayor que el modelo más pequeño, y la frecuencia de reloj variaba de 67-111  MHz (15-9 ns ) en el 9021 y 67 MHz en el 9121 a 26-33 MHz (38-30 ns) en el 9221. Los modelos 9221 120, 130 y 150 inicialmente solo estaban disponibles con la "Opción base del sistema/370"; La "Opción ESA" se lanzó en julio de 1991. Los procesadores 9221 estaban fabricados con chips VLSI CMOS diseñados en Böblingen , Alemania, de donde posteriormente se originó la línea 9672 .    

Los 6 modelos inferiores de los 8 modelos refrigerados por agua (nombre en clave H0) estaban disponibles de inmediato, pero usaban el mismo procesador que el 3090-J, todavía a la frecuencia máxima de 69  MHz (14,5 ns) y, por lo tanto, con un rendimiento sin cambios. La principal diferencia de esos modelos con respecto al 3090-J era la adición opcional de ESCON , Sysplex y la función criptográfica integrada. Solo los modelos 900 y 820 tenían un diseño completamente nuevo (nombre en clave H2), ^{[ c ]} que presentaba cachés L1 de 128+128 KB de I+D divididas privadas y una caché L2 compartida de 4 MB (2 MB por lado) con una latencia de 11 ciclos, interconexiones más directas entre los procesadores, TLB multinivel , búfer de destino de rama y frecuencia de reloj de 111 MHz (9 ns ). Estos fueron los primeros modelos con ejecución fuera de orden desde el System/370-195 de 1973. Sin embargo, a diferencia de los antiguos sistemas derivados del S/360-91 , los modelos 900 y 820 tenían ejecución fuera de orden completa tanto para unidades enteras como de punto flotante, con manejo preciso de excepciones y una arquitectura de pipeline totalmente superescalar . Los modelos 820 y 900 se enviaron a los clientes en septiembre de 1991, un año después que los modelos con tecnología anterior. Posteriormente, estas nuevas tecnologías se utilizaron en los modelos 520, 640, 660, 740 y 860. ^{[ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] [ 13 ] [ 17 ]}     

Las tres líneas recibieron adiciones y actualizaciones hasta 1993-1994. En febrero de 1993, se lanzó el modelo 982 de 8 procesadores y 141  MHz (7,1 ns ), seguido en marzo por los modelos 972, 962, 952, 942, 941, 831, 822, 821 y 711. Estos modelos, con nombre en clave H5, tenían el doble de caché L2 y un rendimiento por procesador un 30 % superior al de la línea H2, además de compresión de datos por hardware . ^{[ 18 ] [ 19 ]} La compresión también se incluyó en los nuevos modelos 9121, un 50 % más rápidos. ^{[ 20 ]} En abril de 1994, junto con la nueva serie 9672 basada en CMOS y los modelos 9221 mejorados (con un tiempo de ciclo y compresión de datos un 40 % más rápidos), ^{[ 21 ]} IBM anunció también su modelo bipolar definitivo , el modelo 9X2 de 10 procesadores con una velocidad nominal de 468 MIPS, ^{[ d ]} que estaría disponible en octubre. ^{[ 37 ] [ 38 ] [ 39 ]}

Lanzado en 1994 inicialmente como el "Servidor de Transacciones Paralelas" (junto con el "Servidor de Consultas Paralelas" 9673), ^{[ 53 ]} absorbido por el "Servidor Empresarial Paralelo" lanzado más tarde ese mismo año, ^{[ 54 ]} las seis generaciones de las máquinas IBM 9672 hicieron la transición de los mainframes de IBM completamente a los microprocesadores CMOS , ya que por decisión estratégica no se lanzarían más modelos ES/9000 ( basados ​​en bipolares , excepto el 9221) después de 1994. Las generaciones iniciales del 9672 eran más lentas que el ES/9000 más grande vendido en paralelo, pero la quinta y sexta generación fueron las máquinas ESA/390 más potentes y capaces construidas por IBM. ^{[ 55 ]}

En el transcurso de las generaciones, las CPU añadieron más instrucciones y aumentaron el rendimiento. Las tres primeras generaciones (G1 a G3) se centraron en el bajo coste. ^{[ 57 ]} La cuarta generación tenía como objetivo igualar el rendimiento del último modelo bipolar , el 9021-9X2. Se decidió lograrlo buscando altas frecuencias de reloj. El G4 podía alcanzar una frecuencia un 70% mayor que el G3 con paridad de proceso de silicio, pero sufrió una reducción del 23% en IPC con respecto al G3. ^{[ 57 ]} Los primeros modelos basados ​​en G4 estuvieron disponibles en junio de 1997, ^{[ 58 ]} pero no fue hasta que el modelo RY5 de 370 MHz (con una "Unidad de Refrigeración Modular") estuvo disponible a finales de año que un 9672 casi igualaría el rendimiento del modelo 9X2 de  141 MHz. ^{[ 61 ]} A 370 MHz era el segundo microprocesador con mayor frecuencia de reloj en ese momento, después del Alpha 21164 de DEC . Las unidades de ejecución en cada procesador G4 están duplicadas con el propósito de detección y corrección de errores . ^{[ 62 ]} Llegando a finales de septiembre de 1998, ^{[ 63 ]} el G5 duplicó con creces el rendimiento de cualquier mainframe IBM anterior, ^{[ 59 ] [ 60 ]} y restauró el liderazgo de rendimiento de IBM que se había perdido frente a los mainframes Skyline de Hitachi en 1995. ^{[ 64 ] [ 65 ]} El G5 operaba hasta 500 MHz, nuevamente segundo solo por los DEC Alpha hasta principios de 1999. El G5 también agregó soporte para los formatos de punto flotante IEEE 754. ^{[ 66 ] [ 67 ]} El sistema G5 número mil se envió menos de 100 días después de que comenzara la fabricación; el mayor aumento de producción en la historia de S/390. ^{[ 68 ]} A finales de mayo de 1999 llegó el G6 con interconexiones de cobre , elevando la frecuencia a 637 MHz, más alta que las máquinas DEC más rápidas de la época.    

Las primeras distribuciones de Linux fueron compatibles con G5, Multiprise 3000 y G6. ^{[ 69 ]}

En septiembre de 1996, IBM lanzó el S/390 Multiprise 2000 , posicionado por debajo del 9672. ^{[ 70 ] [ 71 ] [ 72 ]} Utilizaba la misma tecnología que el 9672 G3, pero admitía la mitad de procesadores (hasta cinco) y sus cachés externas eran más pequeñas. El 9672 G3 y el Multiprise 2000 fueron las últimas versiones en admitir el modo pre-XA System/370 . En octubre de 1997 se lanzaron modelos del Multiprise 2000 con un rendimiento un 11% superior. ^{[ 73 ]} El Multiprise 3000 , basado en el 9672 G5, estuvo disponible en septiembre de 1999, con buses PCI . ^{[ 74 ] [ 75 ]}

El servidor integrado S/390 , un sistema S/390 de gama aún más baja que el Multiprise, se comercializó a finales de 1998. Surgió de una línea de tarjetas de compatibilidad/coprocesador S/390 para PC, pero es un verdadero sistema S/390 capaz de funcionar como servidor, habiendo relegado el Pentium II al rol de coprocesador de E/S. Fue el primer servidor S/390 en admitir PCI. Tenía el mismo rendimiento y la misma  capacidad máxima de memoria de 256 MB que el modelo 170 9221 de gama baja, siete años anterior. ^{[ 76 ] [ 77 ]}

Desde 1997, IBM también ofreció un "S/390 Application StarterPak", concebido como un kit de desarrollo de software para desarrollar y probar software para mainframes. ^{[ 78 ]}