메인프레임이란 무엇인가요?

메인프레임은 수십억 개의 간단한 계산과 트랜잭션을 실시간으로 처리하는 대용량 메모리와 데이터 프로세서를 갖춘 고성능 컴퓨터라는 것이 핵심입니다. 메인프레임 컴퓨터는 높은 복원력, 보안 및 민첩성을 요구하는 상업용 데이터베이스, 트랜잭션 서버 및 애플리케이션에 매우 중요합니다.

인터넷의 등장과 클라우드 컴퓨팅의 부상 이후 메인프레임을 기술 공룡이라고 생각하는 사람들도 있을 것입니다. 하지만 반대로 메인프레임은 다른 기술과 보조를 맞추기 위해 발전해왔으며 IT 인프라에서 계속해서 중요한 역할을 하고 있습니다.

최근 IBM 보고서에 따르면 상위 50개 은행 중 45개, 상위 5개 항공사 중 4개, 상위 10개 글로벌 소매업체 중 7개사, Fortune 100대 기업 중 67개 기업이 메인프레임을 핵심 플랫폼으로 활용하고 있다고 합니다. 또한 IBM 비즈니스 가치 연구소(IBV)의 연구에 따르면 메인프레임이 전 세계 프로덕션 IT 워크로드의 거의 70%를 처리하고 있으며, 설문조사에 참여한 경영진의 70%가 메인프레임 기반 애플리케이션이 비즈니스 전략의 핵심이라고 생각하는 것으로 나타났습니다.

메인프레임이라는 용어는 초기 컴퓨터 시스템의 중앙 처리 장치(CPU)를 보관하던 대형 캐비닛 또는 '메인 프레임'을 가리켰습니다. 메인프레임은 조직의 데이터 처리 센터에 있는 워크스테이션 또는 터미널을 연결하는 중앙 데이터 저장소 또는 '허브' 역할을 했습니다. 메인프레임이 더 작아지고 처리 능력이 향상되어 유연성과 다목적성이 높아지면서 중앙 집중식 컴퓨팅 환경이 보다 분산된 컴퓨팅 환경으로 바뀌고 있습니다. 오늘날의 메인프레임은 대량의 데이터를 처리하고 저장하며 엔터프라이즈 서버(또는 데이터 서버)라고 불립니다.

초기 메인프레임 시스템은 2,000~10,000평방피트를 차지할 수 있는 방 크기의 금속 프레임을 가득 채웠습니다. 이 거대한 기계에는 막대한 양의 전력, 에어컨 및 수많은 입력/출력(I/O) 장치가 필요했습니다. 오늘날의 메인프레임은 초기의 '빅 아이언' 머신보다 작으며 대형 냉장고 크기 정도입니다. 최신 모델(예: 표준 19인치 랙이 있는 IBM z16 단일 프레임 시스템)은 회사의 물리적 위치에 있는 온프레미스 데이터 센터 또는 클라우드 데이터 센터 등 최신 데이터 센터의 다른 IT 인프라 및 시스템과 쉽게 통합되도록 구축되었습니다.

1937년에 설계된 Harvard Mark I 또는 IBM Automatic Sequence Controlled Calculator는 최초의 메인프레임 컴퓨터로 명성을 얻었습니다. 제2차 세계대전 막바지에 미 해군 함정국은 이 기계를 군사적 목적으로 사용하여 수학 문제를 빠르게 풀었습니다.

1951년에 Eckert-Mauchly Computer Corporation(EMCC)이 최초의 상업용 메인프레임인 UNIVAC를 개발하기 시작했습니다. 얼마 지나지 않아 1953년에 IBM은 상업적 비즈니스 용도로 설계된 최초의 메인프레임인 IBM Model 701 전자 데이터 처리 기계를 출시했습니다. IBM 최초의 전자 컴퓨터인 701은 이전 제품보다 약 25배에서 50배까지 빨랐으며 컴퓨팅 성능과 메모리 용량이 빠르게 발전하고 크기는 더 작아졌습니다.

1950년대 미국의 다른 대규모 상업용 컴퓨터 제조업체로는 Burroughs, Datamatic, GE, RCA, Philco 등이 있습니다.

최초의 현대식 메인프레임인 IBM System/360은 1964년에 시장에 출시되었습니다. 2년 만에 System/360은 메인프레임 컴퓨터 시장을 업계 표준으로 장악했습니다. 이 기계가 등장하기 전에는 새로운 기계마다 소프트웨어를 맞춤형으로 작성해야 했으며 상용 소프트웨어 회사가 없었습니다. System/360은 하드웨어에서 소프트웨어를 분리했으며, 처음으로 한 기계용으로 작성된 소프트웨어를 라인의 다른 모든 기계에서 실행할 수 있게 되었습니다.

많은 사람들이 가상화를 클라우드 컴퓨팅과 연관시키지만, 상용 가상화 기술은 대규모 사용자 그룹 간에 공유할 시스템 리소스를 논리적으로 분할하는 방법으로 메인프레임에서 시작되었습니다. 가상화 이전에는 메인프레임 IT 전문가들이 키펀치, 배치 작업 및 단일 OS를 사용하여 IT 운영을 수행했습니다. 1964년, IBM은 CP/CMS를 출시했습니다. 이 경량 단일 사용자 운영 체제에는 가상 머신(VM)을 생성한 최초의 하이퍼바이저가 포함되어 있었으며, 이 하이퍼바이저는 기본 하드웨어를 가상화하여 효율성을 높이고 비용을 절감했습니다.

1970년에 출시된 IBM System/370은 IBM이 자성 철 페라이트 코어 기술에서 데이터와 명령을 저장하는 실리콘 메모리 칩으로 전환한 최초의 제품으로, 작동 속도가 빠르고 훨씬 적은 공간을 필요로 하는 실리콘 메모리 칩이 등장했습니다. System/370이 출시된 지 6개월 후, '실리콘 밸리'라는 문구가 Electronic News에 처음 등장했습니다.

70년대와 80년대 메인프레임 시장의 다른 주요 제조업체로는 Fujitsu, Hewlett-Packard, Hitachi, Honeywell, RCA, Siemens 및 Sperry Univac이 있습니다. 이 기간 동안 메인프레임 산업은 더 작은 기계, I/O 성능 개선, 더 중요한 메모리 및 다중 프로세서를 통해 계속 발전하여 기능과 용량을 확장했습니다.

1990년대에 개인용 컴퓨터 및 기타 기술의 사용이 가속화됨에 따라 일부 분석가들은 메인프레임의 종말을 예측했습니다. 1991년 InfoWorld의 애널리스트인 Stewart Alsop은 "1996년 3월 15일에 마지막 메인프레임의 전원이 꺼질 것으로 예상합니다."라는 유명한 말을 남겼습니다.

그러나 메인프레임은 산업 전반에 걸쳐 핵심 IT 인프라로 여전히 사용되고 있습니다. 올해 4월(2025년)에IBM은 최신 세대 IBM Z인 z17을 공개했습니다. z17은 IBM Telum II 프로세서를 탑재하고 AI를 하이브리드 클라우드에 통합하여 데이터의 성능, 보안 및 복원력을 최적화합니다.

S/360과 같은 초기 메인프레임에는 단일 프로세서 또는 중앙 처리 장치(CPU)가 있었지만 오늘날의 메인프레임에는 특정 목적을 위해 설계된 특수 프로세서로 구성된 중앙 프로세서 컴플렉스(CPC)가 있습니다.

최신 메인프레임에는 자체 프로세서와 메모리를 갖춘 네트워크, 암호화, 스토리지 및 압축 카드가 포함되어 있습니다. 또한 운영 체제와 I/O(입력/출력 장치) 간의 데이터 전송 속도를 높이는 시스템 지원 프로세서(SAP)와 Linux, Java 및 기타 워크로드를 실행하기 위한 프로세서를 탑재하고 있습니다. 이 설정을 통해 메인프레임은 높은 처리량을 처리하면서 지속적으로 최대 사용률을 제공할 수 있습니다.

메인프레임 기술의 수많은 프로세서는 대규모 데이터 워크로드, 대용량 금융 거래 등을 처리하기 위해 대규모 트랜잭션 처리에 의존하는 산업 전반의 비즈니스(예: 정부 기관, 유틸리티 회사, 금융 기관, 의료 기관)를 지원합니다. 오늘날의 메인프레임 솔루션은 또한 코어 시스템과 통합되는 확장 및 통합 계층을 통해 클라우드 컴퓨팅, 데이터 관리, 빅 데이터 및 분석, 인공 지능(AI) 및 양자 컴퓨팅을 지원하도록 설계되었습니다.

메인프레임과 관련된 오랜 가치는 신뢰성, 가용성 및 서비스 가능성(RAS)에 중점을 두고 있습니다.

최신 메인프레임 컴퓨터는 다음과 같은 고유한 이점도 제공합니다.

메인프레임은 데이터를 고속으로 저장하고 처리하기 위한 서버 역할을 하며 수백만 개의 명령을 동시에 수행할 수 있습니다. 반면, 슈퍼컴퓨터는 훨씬 빠르며 1초에 수십억 개의 부동 소수점 연산을 실행할 수 있습니다. 슈퍼컴퓨터는 일기 예보, 기후 연구, 분자 모델링, 물리적 시뮬레이션 등을 위해 계산 집약적인 대규모 작업을 수행할 수 있습니다.

오늘날의 조직은 경쟁 우위를 확보하기 위해 디지털 혁신을 지원하는 클라우드 및 분산 아키텍처를 채택하고 있습니다. 클라우드 기반 환경은 메인프레임을 대체할 수 없습니다.

대신 두 시스템이 통합되어 전체적인 디지털 혁신 전략이 형성되었습니다. 이를 위해 메인프레임 기반 애플리케이션을 현대화하는 것은 온프레미스, 퍼블릭 클라우드, 프라이빗 클라우드 및 엣지 설정을 결합하고 통합하여 유연한 단일 IT 인프라를 구축하는 오늘날 엔터프라이즈 하이브리드 클라우드 접근 방식의 필수적인 부분이 되었습니다.

메인프레임 기능을 하이브리드 클라우드 환경으로 통합하고 확장함으로써 기업은 워크로드(클라우드 또는 온프레미스)에 가장 적합한 환경을 선택하여 각 플랫폼의 혁신, 기술 발전, 보안 및 복원력을 극대화할 수 있습니다. 예를 들어 항공사는 고객이 클라우드 기반 예약 정보와 같은 여행 정보를 관리할 수 있는 애플리케이션을 만들 수 있습니다. 또한 이 서비스는 항공편 도착 및 출발 시간 변경과 같이 메인프레임에 보관된 데이터에 액세스할 수 있습니다. 이 서비스는 기존 메인프레임 기능을 대체하거나 개선하지 않습니다. 대신 고객은 클라우드와 온프레미스에 있는 데이터의 두 가지 장점을 모두 활용할 수 있습니다.

모놀리식 레거시 애플리케이션을 마이크로서비스 아키텍처에 구축된 클라우드 애플리케이션으로 전환하는 프로세스인 애플리케이션 현대화는 현재의 레거시 애플리케이션, 데이터 및 인프라를 평가하고 원하는 결과를 달성하기 위해 올바른 현대화 전략을 적용하는 것으로 시작됩니다. 애플리케이션을 리프트 앤 시프트할 수 있지만, 클라우드 네이티브 기술(예: 컨테이너 및 Kubernetes)을 활용하도록 애플리케이션을 재구성하면 더 많은 비즈니스 가치를 제공할 수 있는 경우가 많습니다.

오늘날 메인프레임 애플리케이션 현대화는 IT 운영 및 소프트웨어 개발 팀의 작업을 자동화하기 위한 일련의 프로세스 및 관행인 DevOps와 함께 작동합니다. 최근 IDC 설문조사에 따르면 82%의 조직이 메인프레임과 클라우드 네이티브 환경에서 동일한 애플리케이션 개발 툴을 우선적으로 사용하기 위한 조치를 취하고 있다고 답했습니다. 개발팀은 DevOps 및 DevSecOps 관행을 활용하고, 자동화되고 통합된 파이프라인을 통해 애플리케이션을 제공하여 대상 하이브리드 클라우드 환경 전반에서 소프트웨어 릴리스 및 업데이트를 더 빠르고 민첩하게 제공합니다.

지속가능성은 비즈니스의 필수 요소가 되었습니다. 데이터 센터가 전 세계 에너지 소비의 약 1%를 차지함에 따라 대규모 조직은 ESG 이니셔티브의 일환으로 IT 에너지 사용량을 줄일 방법을 찾고 있습니다. 최신 메인프레임은 에너지 사용량이 적고 설치 공간이 줄어들어 데이터 센터의 효율성을 개선하는 데 도움이 됩니다.

Allied Market Research의 보고서에 따르면, 글로벌 메인프레임 시장의 2022년 가치는 29억 달러에 달했으며 2032년에는 56억 달러에 달해 연평균 7.3% 성장할 것으로 예상됩니다 .

다음은 메인프레임에 의존하는 산업의 몇 가지 예입니다.