IBM System/360

La première machine qui vient à l’esprit en matière d’histoire des serveurs est un des IBM 360, probablement l’architecture informatique la plus importante crée jusqu’ici. A bien des égards, celle-ci est comparable aux processeurs 8086 dans le sens où tous deux instaurèrent un nouveau standard pour l’industrie avant d’engendrer une lignée de descendants, laquelle est encore florissante de nos jours. A contrario, IBM comptait frapper fort dès le début avec le 360, tandis que le 8086 a pris une importance que son créateur ne pouvait pas prévoir. Comme vous le savez peut-être, Intel a même essayé de tuer ce jeu d’instructions avec l’Itanium.

Revenons à nos moutons : avant le lancement du 360, IBM avait crée tout un ensemble de machines qui étaient incompatibles entre elles. Non seulement la mise à niveau était donc plus ardue pour les clients, mais en plus IBM se trouvait en plein cauchemar logistique à force de gérer tous ces systèmes d’exploitation sur autant de configurations différentes. La marque décida alors de créer quelque chose qui semble tout à fait banal aujourd’hui : une gamme d’ordinateurs compatibles entre eux, avec des fréquences et capacités différentes, mais tous en mesure de faire marcher les mêmes logiciels. Ainsi, IBM annonça six modèles dans cette gamme en avril 1964 avec un écart de performances d’environ 50 % entre les modèles entrée de gamme et haut de gamme. Cet écart a été problématique à bien des égards puisqu’il ne devait initialement pas excéder 25 % . Un échelonnement des performances de cette ampleur était vu comme impossible, même par quelqu’un d’aussi brillant et polémique que Gene Amdahl (à qui l’on doit une loi fondamentale dans la théorie du calcul parallèle et ses limites), et nécessitait une ré-implémentation pièce par pièce des composants.

Aujourd’hui, on ne s’étonne pas de la désactivation de certains composants d’un processeur ou bien du sous-fréquençage pour distinguer les modèles au sein d’une même gamme, mais a l’époque, le fait de créer un processeur haut de gamme pour ensuite diminuer artificiellement ses performances à des fins commerciales n’était pas une option économiquement viable. IBM décida donc d’ajouter la microprogrammation à son 360 de façon à ce que tous les autres membres de la famille puissent utiliser le même jeu d’instructions (exception faite du modèle entrée de gamme, le 20, qui pouvait exécuter un sous-jeu d’instructions). Ces instructions étaient déclinées en une série de « micro-opérations », spécificité de cette implémentation système. Grâce à cela, la différence d’un processeur à l’autre pouvait être considérable, permettant ainsi à IBM l’échelonnement envisagé, et même deux fois mieux.

Tout ceci nous est probablement familier dans la mesure où des similitudes ont été implémentées sur les processeurs x86 depuis le pentium Pro (ou plutôt le NexGen Nx586 pour être exact). IBM est donc le pionnier en la matière. Les concepteurs de l’x86 ont procédé de la sorte parce que le jeu d’instructions était si pauvre qu’il ne pouvait pas être exécuté directement de façon efficace. Toutefois, cette microprogrammation qui était compliquée à implémenter sur un microprocesseur présentait un avantage indéniable : grâce à la création de ces nouveaux modules de microprogrammation, le 360 pouvait être compatible avec le 1401 dont la réputation n’était plus à faire, et même des 7070 et 7090 pour les 360 haut de gamme. Vu que ceci était fait au niveau des composants, le résultat était bien plus rapide que toute émulation logicielle au point que les anciens programmes tournaient plus vite sur le 360 que sur leur machine d’origine.

Certaines de ces avancées nous suivent encore aujourd’hui : le 360 à standardisé le byte à 8 bits et utilisait des termes de 32 bits ce qui permit de simplifier la conception vu que tous deux sont des puissances de 2. Exception faite du modèle entrée de gamme, tous les 360 avaient 16 registres généralistes (idem pour l’x86-64) tandis que la plupart des ordinateurs précédents avaient un accumulateur, voir un registre indexé et parfois d’autres registres spécifiques. Le 360 pouvait en outre adresser 16 Mo de mémoire, une quantité si énorme pour l’époque qu’on ne pouvait tout simplement pas trouver autant de mémoire. Le processeur du modèle haut de gamme atteignait 5 MHz, un chiffre très honorable (ce fut précisément la fréquence du 8086 à son lancement 14 ans plus tard), tandis que les processeurs entrée de gamme tournaient à 1 MHz. Par ailleurs, les versions qui sortirent en 1966 étaient basées sur une architecture en pipeline.

Si le 360 explorait de nouveaux domaines, il passait à côté de technologies importantes. Son défaut le plus criant de ce point de vue était l’absence de translation dynamique des adresses (corrigé par le modèle 67). Non seulement la mémoire virtuelle était impensable, mais en plus le 360 était mal armé pour le temps partagé, ce qui devenait alors une possibilité vu l’augmentation de la performance et du nombre d’ordinateurs. IBM esquiva les circuits intégrés pour utiliser la « solid-logic technology  », qui peut en gros être considéré comme étant à mi-chemin entre les circuits intégrés et les simples transistors. A l’opposé, IBM a peut-être été un peu trop ambitieux avec OS/360, un des systèmes d’exploitation conçus pour le 360. En plus d’être sorti tardivement, il était gourmand en mémoire, rempli de bugs, manquait de certaines des fonctionnalités qui avaient été promises et resta buggué bien après sa sortie pour ne rien gâcher. OS/360 a donc été un échec retentissant, mais IBM a su le faire évoluer pour obtenir des descendants d’un tout autre niveau.

Malgré ces problèmes, le 360 fut incroyablement accueilli : 1100 unités trouvèrent acquéreur dès le premier mois, surpassant  de loin les prévisions de la marque et sa capacité de production. Le succès du 360 ne s’est pas démenti sur le long terme, puisqu’une vague de clones suivit, dont certains furent conçus dans l’ex-URSS. La gamme 360 avait été conçue pour être très souple et adaptable, ce qui lui a permis d’œuvrer dans bien des secteurs, notamment le programme spatial Apollo.

Mais au-delà de ça, le 360 initia une lignée d’ordinateurs qui constitue en quelque sorte l'épine dorsale de l’informatique depuis presque cinquante ans, et représente un des succès commerciaux et une des conceptions les plus endurantes du secteur.