大型主機（Mainframe）問市至今已五十年，歷經不同世代變遷與挑戰，至今仍持續不斷地進化中。在IBM任職逾二十年並擁有「IBM傑出工程師」頭銜的IBM全球主機技術研究院院長傅毓勤博士說，有些人一聽到大型主機就會直覺想到昂貴，而不想深入了解，可是真正應用後才會發現，將許多主機系統整合到單一大型主機，像是電力、空間、管理等方面，其實往往更能節省開支。
對於市場上不時傳出「大型主機將死」的論調，在IBM任職逾二十年並擁有「IBM傑出工程師」頭銜的IBM全球主機技術研究院院長傅毓勤博士，認為正是由於多數人對大型主機的陌生所導致，當然也是IBM跟市場溝通方面可以努力的空間。
「溝通確實不容易，多數人聽到大型主機就會直覺想到昂貴，而不想深入了解，可是真正應用後才會發現，將許多主機系統整合到單一大型主機，像是電力、空間、管理等方面，其實往往更能節省開支。」傅毓勤強調。
回顧主機系統的歷史，早在五十年前，多數企業還沒有自動化概念的年代，第一台商用電腦System 360，就已具備處理線上交易（On-line Transaction Process，OLTP）的能力，因此直到現今的銀行核心業務系統、航空公司訂票系統、火車訂票系統、證券交易等，都是仰賴OLTP技術運行，可說是影響深遠。
Hypervisor技術開始萌芽
當時的商用電腦開始上線應用後，企業端應用又產生新的需求，考量因素是主機價格不斐，每一種應用都要獨立一台運行，成本過高；或是在單台主機上架設多種應用系統，運行後卻發現，每一種應用，像是個人銀行（Retail Banking）業務亦提供貸款服務，其實是分屬於不同部門負責，若應用系統皆架設在單一台伺服器上運行，一旦應用服務的高峰期重疊，運算效能將不堪負荷。雖然共享資源效益較高，但是無法保證每筆交易完成時間下，於是出現了虛擬化（Hypervisor）技術，也就是現在所謂雲端運算的底層機制。
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| ▲ IBM全球主機技術研究院院長傅毓勤博士指出，大型主機可以分割成幾百個虛擬主機，硬體運算能力較快確實有幫助，更重要的價值是穩定性，也就是System Z當運算使用率高達95%至98%時，仍可確保系統正常運行。 |
大型主機發展虛擬化技術必須建構在幾個條件下，才得以完整獨立運行互不影響。傅毓勤說明，由於虛擬化的目的是為了共享資源、提高效益，但潛在的問題是對於ELA（Enterprise License Agreement）中提及的服務品質、回應速度皆無法保證，因此除了共享資源以外，必須還要讓不同應用同時在單一主機系統上執行時，能夠定義優先執行順序的控管機制，才得以依照政策配置自動化調整。
傅毓勤解釋，從技術層面來看，多核心處理器、記憶體、儲存容量要能夠被切割，也就是從硬體層定義主機，處理器可選擇共用或單獨配置，並且主機之上各自獨立運行不同作業系統，其實就是現在所謂的虛擬主機，當時的技術名稱為LPAR（Logical Partition）。
在控管平台方面具有Workload Manager，可藉此定義資源優先使用政策，以免互搶，讓資源不僅得以有效運用，且可根據控管政策定義調整配置。例如線上交易系統正需要運算資源以加快回應速度時，卻遇到批次寫入的應用系統也開始執行，即可自動讓線上交易先處理，或是只配置少量運算資源給批次處理即可。「此機制經過四十年後至今，仍舊是備受關注與討論的話題。」
資料庫系統的興起
在硬體與系統平台皆進步、穩定之後，緊接著即是應用軟體（或中介軟體）的變化，其中最重要的莫過於資料庫系統的興起。由於線上交易系統後端資料存取皆是仰賴資料庫，以IBM的發展而言，剛開始提供處理資料方式是以非結構化為主的IMS（Information Management System），之後才發展可處理結構化資料的DB2，兩者皆為資料庫，發展目的是用來簡化應用開發繁瑣的程序，處理、儲存、管理資料的行為，都交由資料庫系統來執行，尤其是可透過權限管理來保護重要資料不被隨意查看。
傅毓勤回想，DB2真正商品化是在1981年左右，其核心技術正是當初來自IBM研究院的專案原型（Prototype）稱為System R，可說為全球的關聯式資料庫系統（RDBMS）奠定了基礎。「有點年紀的IT人或許在學校也學過。」他笑著說。
如今市場上所見的資料庫技術大多源起於System R，後來IBM把此原型商業化，即成為DB2。而IMS是比DB2先被提出的資料庫系統，但屬於階層式（Hierarchical）處理，則是現在的No-SQL、XML模式，主要描述的是資料之間的關係，以階層方式表達，所以尋找資料也是根據資料模式（Data model）的設計運行。
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| ▲ IBM zEnterprise增加zBX，亦可混合運行Power處理器架構與Intel技術的Blade。（資料來源：IBM） |
「坦白說，階層式資料庫仍然是運行速度最快的系統，可惜不利於開發，因為資料結構較原始，要掌握細節過多；相對的，當知道的細節愈多，撰寫實作的程式碼自然愈有效率。」傅毓勤說明。而關聯式資料庫的好處是，不需要明白細節。其採用的SQL語法，最基本常用的查詢語法不外乎「Select…From…Where…」，細看可發現該語法類似於英文描述法，跟一般的程式語言撰寫方式完全不同。
程式碼執行著重程序（Procedure），開發者必須撰寫每個步驟執行方法、自訂資料結構，若程式開發技術能力夠強，將有助於整體運行效率；但SQL陳述式則不同，其實是在說明「What」，而非「How」，也就是直接跟資料庫系統拿資料即可，因此較為簡單、容易理解，才得以演變成為主流。除非對於需要很快速、變化不多的作業模式，才會沿用階層式實作。
當資訊科技走入人們生活，逐漸促使企業營運日漸仰賴應用系統，例如銀行業的ATM服務，攸關金錢交易，於是產業之間的競爭項目開始出現核心系統穩定性的比較，當機、斷線的次數必須設法降到最低，確保系統運行具高可用性。此階段，IBM又專注於硬體層研發，提出Parallel Sysplex，也就是後來的叢集（Cluster）概念，來降低無法預期的事件造成的影響。
硬體實作高可用性 減緩效能負擔
「軟體沒有Bug其實都是騙人的，」傅毓勤不諱言，只是程度上不同。就是基於這種「一定會出事」的概念，才衍生出冗餘（Redundancy）的作法，當問題發生時得以轉移（Failover）至另一端繼續運行。但冗餘最大的缺點是浪費，所以IBM才會提出Parallel Sysplex，不只是單純叢集，讓多台主機整合運行，而是Data Sharing，意思是多台主機整合運行是為了服務共同的資料庫，較偏向Share Everything技術，資料一致性可說是其中關鍵。只是如此一來，即無法避免遭遇到效能問題，因此IBM設計以硬體方式來實作，解決效能上的負擔。