Es un conjunto de Mainframes o servidores de datos encargados de procesar transacciones a gran escala y de ejecutar aplicaciones críticas. Nació en 1964 y fue desarrollado por la empresa estadounidense de IBM.

Se caracteriza por tener:

1. Alta seguridad, ofreciendo cifrado de datos en tiempo real a nivel de hardware, con CryptoExpress y CPACF.

2. Escalabilidad y rendimiento, procesando millones de transacciones por día y siendo capaz de ejecutar simultáneamente miles de aplicaciones bajo diferentes cargas de trabajo OLTP o Batch Processing (procesamiento por lotes) que, no pueden permitirse fallos, pérdidas de datos o tiempos de espera.

3. Alta disponibilidad, funcionando con una disponibilidad cercana al 100% y soportando operaciones ininterrumpidas, incluso durante mantenimiento y actualizaciones.

4. Virtualización, contenedores y microservicios, ejecutando varios Sistemas Operativos al mismo tiempo y ofreciendo virtualización de recursos.

5. Compatibilidad con Linux, Kubernetes y Docker.

6. Capacidades de multiprogramación y multiprocesamiento, siendo capaz de ejecutar varios programas a la vez.

7. Capacidad de dar soporte a miles de usuarios simultáneos.

8. Importancia histórica y empresarial.

9. Fiabilidad y estabilidad.

10. Capacidad de desarrollar operaciones de E/S.

Su uso se da en:

1. Bancos, para procesar millones de transacciones diarias.

2. Aerolíneas, para gestionar reservas y sistemas de embarque en tiempo real.

3. Gobiernos, para gestionar los sistemas de la administración.

4. Ventas, comercio y logística, para llevar a cabo la trazabilidad y la facturación a gran escala.

5. La integración con sistemas modernos y APIs.

Cuenta con diferentes tipos, de acuerdo a su evolución en el tiempo:

1. z9 EC (2005), es el primer escalado a nivel de sistema. Rendimiento de 1.7 GHz.

2. z10 EC (2008), es el primero con núcleo de alta frecuencia y caché a 3 niveles. Rendimiento de 4.4 GHz.

3. z196 (2010), incluye caché eDRAM, memoria RAIM e integración zBX. Rendimiento de 5.2 GHz.

4. zEC12 (2012), centrado en mejorar la caché y en extender la arquitectura para ser más escalable. Rendimiento de 5.5 GHz.

5. z13 (2015), centrado en analítica en tiempo real y movilidad. Rendimiento de 5.0 GHz, pero más potente, consiguiendo a partir de entonces en adelante, más potencia con menos rendimiento/GHz.

6. z14 (2017), incluye cifrado total de datos o pervasive encryption. Rendimiento de 5.2 GHz.

7. z15 (2019), enfocado en nube híbrida y privacidad de datos. Rendimiento de 5.2 GHz.

8. z16 (2022), es el primer Mainframe con IA integrada acelerada por hardware. Rendimiento de 5.2 GHz. Aparición del Telum II como procesador

9. z17 (2025), orientado a IA generativa, aceleración cuántica y seguridad Zero Trust.

Aunque históricamente también existen otros sistemas, como el IBM 701, el IBM 704, el IBM 1401 o el System/360 que, fue el primero que definió una arquitectura estándar para toda una línea de computadores y es considerado como el primer Mainframe moderno de IBM.

La arquitectura del sistema Z permite escalar horizontal y verticalmente sin pérdida de rendimiento y es híbrida, es decir, la arquitectura software y la de hardware están conectadas entre sí.

La arquitectura hardware se compone de:

2 o 4 switches internos que interconectan:

1. Los Drawers/Frames/Módulos de procesadores.

2. El hardware de soporte.

3. Los canales de E/S en modo dúplex que pueden ser de tres tipos:
A) CSS, canal que delega cuando detecta alguna E/S.
B) LCSS, canal virtual lógico.
C) PR/SM, virtualizador del hardware.

1 procesador central que contiene hasta 4 chips Telum con 8 núcleos físicos cada uno.

Hasta 6 procesadores físicos y distribuidos, si la configuración del procesador central es Multi-drawer, para mayor escalabilidad. Si los 6 están activos (6de6), asignados a una partición lógica (LPAR) y disponibles para su procesamiento, tienen una Latencia menor o igual a 18 microsegundos (L <= 18 microseg).

Hasta 2 elementos de soporte o terminales locales embebidos que permiten gestionar IPLs, supervisar el estado del sistema y realizar tareas de diagnóstico y actualización.

Direccionamiento basado en 64 bits.

Subsistemas de canal de E/S, como OSA (Adaptador de sistemas abiertos) y FICON, para conectar el sistema con dispositivos DASD para almacenamiento y redes TCP/IP de alta velocidad.

Un software de gestión de hardware basado en consola (HMC) para controlar:

1. La creación y administración de particiones lógicas (LPARs).

2. La ejecución de IPLs.

3. La supervisión de logs y alertas.

4. La gestión de seguridad y actualizaciones.

La arquitectura software soporta una variedad de Sistemas Operativos (cada uno de ellos en una partición diferente) especializados y diseñados para cubrir distintos tipos de cargas de trabajo:

El z/OS, o también conocido como MVS, es el Sistema Operativo principal, con alta disponibilidad, seguridad, escalabilidad, capacidades avanzadas de virtualización y orientado a cargas de trabajo críticas Batch Processing (procesamiento por lotes) y online. Su software interactivo es el TSO, basado en paneles.

El z/VM, es un Sistema Operativo que permite la creación y gestión de múltiples máquinas virtuales, donde se ejecutan distintos Sistemas Operativos simultáneamente.

El z/VSE, es un Sistema Operativo ligero, pensado para entornos empresariales de menor tamaño que, requieren alta fiabilidad, pero menor complejidad. No cuenta con DB2, sino otro parecido. Sí cuenta con MQ y CICS.

El z/TPF, es un Sistema Operativo optimizado para el procesamiento ultra rápido de transacciones de alta frecuencia, usado en sectores como aerolíneas y banca. Se usa mucho en Francia.

Linux on Z, son implementaciones de Linux adaptadas al Sistema Z de IBM, combinando la robustez del Mainframe, con la flexibilidad del software abierto.