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[技術解説]

【メインフレーム編】時代を先取りするメインフレームの仮想化技術 - 進化するITプラットフォーム Part5

2009年6月16日(火)

仮想化の起源は40年以上前のメインフレームにある。時代背景こそ違うが、ハードウェア資源をいかに有効に活用するかという狙いは、最近オープン系サーバーで普及し始めた仮想化を先取りしたものだ。オーバーヘッド対策など、メインフレームが培ってきた仮想化技術を解説する。

仮想化技術はメインフレームの進化とともに開発され、熟成されてきたと言っても過言ではない。その歴史は、40年以上も前にさかのぼる。

当時はコンピュータが非常に高価だったため、限られたハードウェア資源をいかに効率的に使うか、あるいは複数ユーザーが同時並行的に使えるかが課題だった。それを解決する方法の1つが、1960年頃から研究が本格化していた「タイム・シェアリング(時分割)処理」である。これによってCPUのアイドル時間を減らし、稼働率を大幅に高められるようになった。

もう1つが、高価ゆえ小容量しか搭載できなかったメモリーを、あたかも大量に搭載しているかのように見せる「仮想記憶」である。仮想記憶を実現するには実(物理)メモリー空間と仮想メモリー空間のアドレス変換を効率よく行う必要がある。そこでIBMは、S/360モデル67に「DAT(Dynamic Address Translation)」と呼ばれるアドレス変換用ハードウェアを実装。アドレス変換のオーバーヘッドを減らすことに成功した。S/370以降はDATが標準になっている。

こうした機能をサポートする仮想化ソフトが1967年にリリースされた、System/360向けの「CP-67/CMS」(Control Program-67/Cambridge Monitor System)である(CMSは後にConversational Monitor Systemに改称)。CP-67は、現在のメインフレーム用ハイパーバイザであるz/VMの源流に相当する。

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