Apa itu mainframe?

Pada intinya,  mainframe adalah komputer berkinerja tinggi dengan memori dan prosesor data dalam jumlah besar yang memproses miliaran perhitungan dan transaksi sederhana secara real-time. Komputer mainframe sangat penting untuk basis data komersial, server transaksi, dan aplikasi yang membutuhkan ketahanan, keamanan, dan ketangkasan yang tinggi.

Sejak bangkitnya internet dan munculnya komputasi cloud, sebagian orang mungkin menganggap mainframe sebagai dinosaurus teknologi. Sebaliknya, mainframe berevolusi untuk mengimbangi teknologi lain dan terus memainkan peran penting dalam infrastruktur TI.

Dalam laporan IBM® baru-baru ini, 45 dari 50 bank teratas, 4 dari 5 maskapai teratas, 7 dari 10 pengecer global teratas dan 67 dari perusahaan Fortune 100 memanfaatkan mainframe sebagai platform inti mereka. Selain itu, sebuah studi dari IBM® Institute of Business Value (IBV) menunjukkan bahwa mainframe menangani hampir 70% beban kerja IT produksi dunia dan 70% eksekutif yang disurvei percaya bahwa aplikasi berbasis mainframe adalah pusat strategi bisnis mereka.

Istilah mainframe awalnya merujuk pada kabinet besar atau 'rangka utama' yang menampung unit pemrosesan pusat (CPU) dari sistem komputer awal. Mainframe berfungsi sebagai penyimpanan data pusat atau 'hub' yang menghubungkan stasiun kerja atau terminal di pusat pemrosesan data suatu organisasi. Lingkungan komputasi terpusat telah digantikan oleh distributed computing environment karena mainframe menjadi lebih kecil dan memperoleh daya pemrosesan yang lebih besar sehingga lebih fleksibel dan serbaguna. Mainframe masa kini memproses dan menyimpan data dalam jumlah besar dan disebut server perusahaan (atau server data).

Sistem mainframe awal memenuhi bingkai logam seukuran ruangan yang dapat menempati antara 2.000 hingga 10.000 kaki persegi. Mesin-mesin yang sangat besar ini membutuhkan daya listrik, pendingin udara dan perangkat input/output (I/O) yang sangat besar. Mainframe saat ini lebih kecil dari mesin “Besi Besar” awal dan seukuran kulkas besar. Model terbaru (misalnya, sistem kerangka tunggal IBM® z16™ dengan rak standar 19 inci) dibangun untuk mudah diintegrasikan dengan infrastruktur dan sistem TI lainnya di pusat data modern, baik di pusat data secara lokal di lokasi fisik perusahaan atau di pusat data cloud.

Dirancang pada tahun 1937, Harvard Mark I, atau IBM® Automatic Sequence Controlled Calculator, memegang perbedaan sebagai komputer mainframe pertama. Navy Bureau of Ships AS menggunakan mesin ini selama bagian terakhir dari Perang Dunia II untuk tujuan militer guna memecahkan masalah matematika dengan cepat.

Pada tahun 1951, Eckert-Mauchly Computer Corporation (EMCC) mulai membangun mainframe komersial pertama, UNIVAC. Segera setelah itu, pada tahun 1953, IBM® memperkenalkan mainframe pertamanya yang dirancang untuk penggunaan bisnis komersial— IBM® Model 701 Electronic Data Processing Machine. Komputer elektronik pertama perusahaan, 701 sekitar 25 kali hingga 50 kali lebih cepat daripada pendahulunya, dengan kemajuan pesat dalam daya komputasi, kapasitas memori, dan ukuran yang lebih kecil.

Produsen komputer komersial berskala besar lainnya di AS selama tahun 1950-an termasuk Burroughs, Datamatic, GE, RCA, dan Philco.

Mainframe modern pertama, IBM® System/360, memasuki pasar pada tahun 1964. Dalam dua tahun, System/360 mendominasi pasar komputer mainframe sebagai standar industri. Sebelum mesin ini, perangkat lunak harus ditulis khusus untuk setiap mesin baru dan tidak ada perusahaan perangkat lunak komersial. System/360 memisahkan perangkat lunak dari perangkat keras dan untuk pertama kalinya, perangkat lunak yang ditulis untuk satu mesin dapat berjalan di mesin lain di lini tersebut.

Meskipun banyak yang mengasosiasikan virtualisasi dengan komputasi awan, teknologi virtualisasi komersial dimulai pada mainframe sebagai cara untuk membagi sumber daya sistem secara logis untuk dibagi di antara sekelompok besar pengguna. Sebelum virtualisasi, profesional TI mainframe menggunakan keypunch, batch jobs, dan satu OS untuk melakukan operasi TI. Pada tahun 1964, IBM® meluncurkan CP/CMS. Sistem operasi pengguna tunggal yang ringan ini berisi hypervisor pertama yang menciptakan mesin virtual (VM), yang memvirtualisasi perangkat keras yang mendasarinya—meningkatkan efisiensi dan mengurangi biaya.

Diperkenalkan pada tahun 1970, IBM® System/370 menandai keberangkatan pertama IBM dari teknologi inti ferit besi magnetik ke chip memori silikon untuk menyimpan data dan instruksi karena mereka menghasilkan kecepatan operasi yang lebih cepat dan membutuhkan ruang yang jauh lebih sedikit. Enam bulan setelah System/370 diluncurkan, frasa “Silicon Valley” pertama kali muncul di media cetak dalam edisi Electronic News.

Produsen penting lainnya di pasar mainframe selama tahun 70-an dan 80-an termasuk Fujitsu, Hewlett-Packard, Hitachi, Honeywell, RCA, Siemens, dan Sperry Univac. Selama masa ini, industri mainframe terus berkembang dengan mesin yang lebih kecil, peningkatan kinerja I/O, memori yang lebih signifikan, dan beberapa prosesor, yang memungkinkan fungsionalitas dan kapasitasnya untuk tumbuh.

Pada tahun 1990-an, seiring dengan percepatan penggunaan komputer pribadi dan teknologi lainnya, beberapa analis meramalkan akhir dari mainframe. Pada tahun 1991, analis InfoWorld, Stewart Alsop, secara terkenal mengatakan, "Saya memprediksi bahwa mainframe terakhir akan dicabut pada tanggal 15 Maret 1996".

Namun penggunaan mainframe bertahan sebagai infrastruktur TI inti di seluruh industri. Pada bulan April tahun ini (2025), IBM® meluncurkan IBM® Z generasi terbaru—the z17, yang menampilkan prosesor IBM® Telum® II, mengintegrasikan AI ke dalam hybrid cloud untuk mengoptimalkan kinerja, keamanan dan ketahanan di mana data berada.

Mainframe awal seperti S/360 memiliki prosesor tunggal atau central processing unit (CPU), sedangkan mainframe saat ini memiliki central processor complex (CPC) yang terdiri dari prosesor khusus yang didesain untuk tujuan tertentu.

Mainframe modern berisi kartu jaringan, kripto, penyimpanan, dan kompresi dengan prosesor dan memori mereka sendiri. Selain itu, juga merupakan tempat prosesor bantuan sistem (SAP) yang mempercepat transfer data antara sistem operasi dan I/O (perangkat input/output) dan prosesor untuk menjalankan Linux, Java dan beban kerja lainnya. Pengaturan ini memungkinkan mainframe untuk memberikan pemanfaatan puncak secara terus menerus sambil menangani volume throughput yang tinggi.

Sejumlah besar prosesor dalam teknologi mainframe mendukung bisnis di seluruh industri (misalnya, lembaga pemerintah, perusahaan utilitas, lembaga keuangan, organisasi perawatan kesehatan) yang mengandalkan pemrosesan transaksi skala besar untuk menangani beban kerja data yang sangat besar, transaksi keuangan bervolume besar, dan banyak lagi. Solusi mainframe saat ini juga dirancang untuk mendukung komputasi awan, manajemen data, big data dan analitik, kecerdasan buatan (AI), dan komputasi quantum, dengan ekstensi dan lapisan integrasi yang terintegrasi dengan sistem inti.

Nilai jangka panjang yang terkait dengan mainframe berpusat pada keandalan, ketersediaan, dan kemudahan servis (RAS).

Komputer mainframe modern juga memberikan manfaat unik berikut.

Mainframe bertindak sebagai server untuk menyimpan dan memproses data dengan kecepatan tinggi dan dapat menjalankan jutaan instruksi secara bersamaan. Sebaliknya, superkomputer jauh lebih cepat, mampu mengeksekusi miliaran operasi floating-point dalam satu detik. Superkomputer dapat melakukan pekerjaan perhitungan intensif yang masif untuk prakiraan cuaca, penelitian iklim, pemodelan molekuler, simulasi fisik, dan banyak lagi.

Organisasi saat ini merangkul cloud dan arsitektur terdistribusi yang mendukung inovasi digital untuk menciptakan keunggulan kompetitif. Lingkungan berbasis cloud bukan pengganti mainframe.

Sebaliknya, kedua sistem bergabung untuk membentuk strategi transformasi digital holistik. Untuk itu, memodernisasi aplikasi berbasis mainframe telah menjadi bagian penting dari pendekatan hybrid cloud perusahaan saat ini, yang menggabungkan dan menyatukan pengaturan lokal, cloud publik, cloud privat, dan edge untuk menciptakan infrastruktur IT tunggal yang fleksibel.

Dengan mengintegrasikan dan memperluas kemampuan mainframe ke dalam lingkungan hybrid cloud, perusahaan dapat memilih lingkungan terbaik untuk beban kerja mereka (baik di cloud maupun on premises) guna memaksimalkan inovasi, kemajuan teknis, keamanan, dan ketahanan setiap platform. Sebagai contoh, perusahaan penerbangan dapat membuat aplikasi bagi pelanggan untuk mengelola informasi perjalanan mereka, seperti informasi reservasi berbasis cloud. Layanan ini juga dapat mengakses data yang disimpan di mainframe, seperti perubahan waktu kedatangan dan keberangkatan penerbangan. Layanan ini tidak menggantikan atau meningkatkan kemampuan mainframe yang ada. Sebaliknya, ini memungkinkan pelanggan untuk mengambil dari yang terbaik dari kedua dunia: data yang berada di cloud dan on premises.

Modernisasi aplikasi, proses mengubah aplikasi lama yang monolitik menjadi aplikasi cloud yang dibangun di atas arsitektur layanan mikro, dimulai dengan menilai aplikasi, data, dan infrastruktur lama yang ada saat ini, serta menerapkan strategi modernisasi yang tepat untuk mencapai hasil yang diinginkan. Meskipun dimungkinkan untuk mengangkat dan mengalihkan aplikasi, merestrukturisasi aplikasi untuk memanfaatkan teknologi cloud native (misalnya, kontainer dan Kubernetes) seringkali dapat memberikan lebih banyak nilai bisnis.

Saat ini, modernisasi aplikasi mainframe bekerja sama dengan DevOps, serangkaian proses dan praktik untuk mengotomatiskan pekerjaan pengembangan perangkat lunak dan tim operasi IT . Dalam survei baru-baru ini yang disurvei, 82% organisasi melaporkan mengambil langkah untuk memprioritaskan penggunaan alat pengembangan aplikasi yang sama di lingkungan mainframe dan cloud-native. Tim pengembangan memanfaatkan praktik DevOps dan DevSecOps dan mengirimkan aplikasi melalui pipeline otomatis dan terintegrasi untuk pengiriman rilis dan pembaruan perangkat lunak yang lebih cepat dan tangkas di seluruh lingkungan hybrid cloud yang ditargetkan.

Keberlanjutan telah menjadi keharusan bisnis. Dengan pusat data yang menyumbang sekitar 1% dari konsumsi energi global (tautan berada di luar ibm.com), organisasi-organisasi besar mencari cara untuk mengurangi penggunaan energi IT sebagai bagian dari inisiatif ESG mereka. Mainframe modern menggunakan lebih sedikit energi dan mengurangi jejak real estat, membantu meningkatkan efisiensi pusat data.

Dalam laporan dari Allied Market Research (tautan berada di luar ibm.com), pasar mainframe global bernilai 2,9 miliar USD pada tahun 2022 dan diproyeksikan mencapai 5,6 miliar USD pada tahun 2032, tumbuh pada CAGR 7,3%.

Berikut adalah beberapa contoh industri yang bergantung pada mainframe.