天天看點

華為「鴻蒙」出世:全球首個微核心全場景分布式OS,可取代安卓,釋出即開源

這是華為曆史上規模最大的一次開發者大會,除了萬衆矚目的鴻蒙系統之外,華為 EMUI10 系統、搭載海思鴻鹄 818 智能晶片的「榮耀智慧屏」也會在大會上陸續亮相。

「未來 5 到 10 年華為的消費者戰略是:全場景智慧生活。我們要提供全場景、全連接配接的智慧生活體驗,而 AI 将是其核心驅動力。」華為消費者業務 CEO 餘承東表示。

作為華為研發七年之久、作為殺手锏存在的「鴻蒙」系統,旨在替代并革新被廣泛采用的安卓,實作更佳性能及安全性。

以鴻蒙為景柱:面向所有智能裝置

餘承東首先表示,鴻蒙是全球第一個微核心、面向 AI 全場景的分布式 OS。

作業系統是軟體架構的核心。在計算機上,微軟一家獨大,而在移動裝置上,安卓和蘋果占據了手機作業系統市場,形成了雙頭壟斷的格局。華為的鴻蒙系統,則面向物聯網和 5G 時代。餘承東表示,為了研發鴻蒙系統,華為投入了約 4000 人的開發力量。

華為「鴻蒙」出世:全球首個微核心全場景分布式OS,可取代安卓,釋出即開源

鴻蒙 OS 打通了手機、電腦、平闆、電視、汽車、智能穿戴,在所有裝置上使用統一的作業系統,與此同時,新系統還相容全部安卓應用和所有 Web 應用。

華為「鴻蒙」出世:全球首個微核心全場景分布式OS,可取代安卓,釋出即開源

「為了打造屬于未來的全場景互聯時代,我們要有全新的作業系統。過去的 Linux、Windows、Mac 等是為 PC 時代準備的,手機時代安卓和 IOS 逐漸流行。而在未來,萬物互聯的形式對于應用的開發壓力很大,而生态的協同工作也将變得非常困難。」餘承東表示。

華為将鴻蒙系統的英文名字定為 Harmony,希望能夠為這個世界帶來更多的和諧。

更安全、可擴充的微核心

華為「鴻蒙」出世:全球首個微核心全場景分布式OS,可取代安卓,釋出即開源

目前,安卓等作業系統采用的都是宏核心,所有系統服務都被集中在核心裡,包括檔案系統、裝置驅動、虛拟記憶體管理、網絡協定棧等。由于代碼量龐大,這種形式面臨着安全漏洞多、可擴充性差等問題。

據餘承東介紹,安卓作業系統的代碼超過 1 億行,光核心這一項超過了 2000 萬行,但使用者真正調用到的代碼隻有其中的 8%。如此龐大備援的設計需要非常高的硬體消耗,這不符合 IoT 裝置的要求。

今天的作業系統中,軟體生态和硬體綁定,每個軟體的開發需要和相應的硬體平台綁定,這樣不利于開發者開發統一功能的應用,也降低了使用者在不同平台上獲得統一的使用體驗。

而在物聯網時代,多種終端的出現也提高了硬體的要求。多種多樣的終端裝置中,每一種裝置對系統、記憶體、能耗等的需求都不同,缺乏一種統一的核心架構統一所有的終端裝置。此外,各種各樣終端互聯對裝置提出了更高的安全要求。

以上問題說明,以微核心為核心的下一代作業系統的開發勢在必行。是以,各大公司都希望通過使用微核心開發的作業系統,實作一套軟體架構在多種硬體平台上進行運作。例如,今天以 Linux 為核心的宏核心系統,正逐漸轉變為谷歌 Fuchsia 這樣的微核心系統。

然而,即使 Fuchsia 也不是分布式的,在性能上仍不能達到最極緻的高效。

餘承東在大會上表示:「我們要提供全場景的未來 OS,我們希望系統和硬體解耦,能夠彈性部署,我們希望應用能夠一次開發多次部署。」

華為「鴻蒙」出世:全球首個微核心全場景分布式OS,可取代安卓,釋出即開源

是以,采用微核心的鴻蒙 OS 橫空出世。相比于宏核心,微核心隻提供最基礎的系統服務,而其他功能都在核心之外以使用者态來實作。

華為「鴻蒙」出世:全球首個微核心全場景分布式OS,可取代安卓,釋出即開源

鴻蒙 OS 實作了軟體系統和硬體平台的子產品化解耦,可以應對不同的裝置進行部署。

例如,個人電腦、手機、可穿戴裝置、智能音箱、物聯網傳感器目前是無法使用同一個作業系統的,因為這些硬體平台的實體記憶體、依賴環境、基礎服務等完全不同。

使用鴻蒙 OS,可以根據裝置的記憶體和運作環境進行加載。

華為「鴻蒙」出世:全球首個微核心全場景分布式OS,可取代安卓,釋出即開源

不管是硬體能力強還是硬體能力弱的硬體平台,都可以在統一的系統上加載和部署。這種系統可以在數 Gb 記憶體的手機上部署,也可以在隻有 Kb 記憶體上的傳感器上部署。

使用微核心還可以提高系統的安全性,也降低了維護難度,提升了可擴充性。因為使用者态服務子產品是獨立的,微核心系統天然支援分布式運算。

華為「鴻蒙」出世:全球首個微核心全場景分布式OS,可取代安卓,釋出即開源

華為鴻蒙 OS 是非常安全的系統,首次通過形式化方法顯著提升了 TEE 的核心安全。「我們希望所有作業系統在未來都可以使用微核心,」餘承東表示。「通過數學方法來驗證可以保證絕對的安全。」

形式化驗證是是非常耗費算力的——一行程式代碼需要約 100 行代碼進行形式化驗證。有了微核心的設計,形式驗證變得更加可行。另外,微核心的外核服務互相隔離,無需 Root 權限,即使部分元件被破解也不會攻破整個系統。

華為「鴻蒙」出世:全球首個微核心全場景分布式OS,可取代安卓,釋出即開源

盡管現在的鴻蒙仍然保持了 Linux 核心,支援所有傳統應用。但在未來,餘承東表示,鴻蒙希望能夠使用微核心代替所有核心,使用統一的架構在所有裝置上運作同樣的程式。

分布式架構作業系統

相比谷歌的 Fuchsia,鴻蒙是全球第一個基于微核心的全場景分布式 OS。這一系統有分布式的架構制程,能夠帶來核心級的天生流暢。

華為「鴻蒙」出世:全球首個微核心全場景分布式OS,可取代安卓,釋出即開源

鴻蒙 OS 是怎樣實作分布式工作的?據介紹,鴻蒙 OS 可以借助「軟總線」實作多終端硬體能力的跨裝置調用。

硬體能力虛拟化為共享資源,分布式軟總線可以連接配接不同終端。一個作業系統可以讓同一使用者賬戶實作硬體能力的跨裝置之間的排程。「這是業界作業系統上從來沒有的能力,」餘承東表示。

「極簡協定」是分布式軟總線的核心技術。它将四層協定棧精簡為一層,能夠提升有效載荷。

華為「鴻蒙」出世:全球首個微核心全場景分布式OS,可取代安卓,釋出即開源

分布式軟總線可以讓時延小于 20ms,在丢包率 25% 的時候也能保證使用者體驗。這是如何做到的?餘承東表示,鴻蒙能夠實作實時的負載預測,确定時延引擎可以讓速度快的程序和速度慢的程序互相不幹擾,進而提高效率。

華為「鴻蒙」出世:全球首個微核心全場景分布式OS,可取代安卓,釋出即開源

同時在加載程式的過程中,使用确定時延引擎,根據不同應用的負載提供相應的計算資源進行工作,而非像安卓系統那樣為所有應用提供一樣的資源。

華為「鴻蒙」出世:全球首個微核心全場景分布式OS,可取代安卓,釋出即開源

華為還表示,鴻蒙 OS 的高性能 IPC 讓程序間通信效率,相比 Fuchsia 速度可以提升 5 倍。

方舟編譯器加持,比正常安卓快 60%

今年 4 月,華為在釋出 P30 系列手機時推出了「方舟編譯器」它随着 EMUI 9.1 一同放出,據稱能夠改善安卓應用編譯效率,讓 APP 從原先的邊解釋邊執行轉變為全程機器碼高效運作程式。

如果程式本身對華為的 EMUI 和麒麟處理器進行了特别優化,顯然可以獲得更好性能。華為宣稱,方舟編譯器可讓系統操作流暢度提升 24%,系統響應速度提升 44%,第三方應用重新編譯後流暢度可提升 60%。餘承東表示,這是安卓系統曆史上重要的一步。

華為「鴻蒙」出世:全球首個微核心全場景分布式OS,可取代安卓,釋出即開源

另外,鴻蒙 OS 也支援一次開發,全場景部署。憑借多終端開發 IDE,多語言統一編譯,分布式架構 Kit 提供螢幕布局控件以及互動的自動适配,支援控件拖拽,面向預覽的可視化程式設計,進而使開發者可以基于同一工程高效建構多端自動運作 App,實作真正的一次開發,多端部署,在跨裝置之間實作共享生态。

餘承東表示,華為方舟編譯器是首個取代 Android 虛拟機模式的靜态編譯器,可供開發者在開發環境中一次性将進階語言編譯為機器碼。此外,方舟編譯器未來将支援多語言統一編譯,可大幅提高開發效率。

今天所有的安卓應用都是 Java 的 DEX code 和 C/C++庫的檔案(APK),在運作時還需要手機再度編譯為機器碼再進行執行。而方舟編譯器可以混編不同的語言,可以統一表示和優化 Java 和 C++,同時形成的可執行程式不需要手機再做編譯。這種過程擯棄了安卓系統迄今已來的短闆,極大提高了應用流暢度。

華為表示,方舟編譯器的架構将在今年 9 月開源。而在 2020 年,華為将會開源方舟編譯器的所有代碼。

華為「鴻蒙」出世:全球首個微核心全場景分布式OS,可取代安卓,釋出即開源

華為試圖以物聯網作為突破口的方向或許是正确的:目前智能手機領域已經成熟,未來最大的機會在于物聯網。根據軟銀總裁孫正義的預測,到 2035 年,預計每個人需要 100 個物聯網裝置,全球物聯網裝置數量将達到 1 萬億個。而物聯網裝置和手機有巨大的差異,需要新的作業系統的支撐。

華為一直在測試鴻蒙作業系統與安卓應用程式的相容性。鴻蒙系統還具有加密功能,能夠更好地保護個人資料以及防止使用者隐私遭到侵犯。

華為「鴻蒙」出世:全球首個微核心全場景分布式OS,可取代安卓,釋出即開源

在大會上,華為還公布了鴻蒙核心及 OS 的演進路标。首先,華為将在今年首發的智慧屏産品中率先使用鴻蒙 OS 1.0。未來三年,除完善相關技術外,鴻蒙 OS 會逐漸應用在可穿戴、智慧屏、車機等更多智能裝置中。

華為「鴻蒙」出世:全球首個微核心全場景分布式OS,可取代安卓,釋出即開源

除了明天即将釋出的「電視」榮耀智慧屏,鴻蒙什麼時候能用在手機上?餘承東表示:随時可用。

「我們優先使用谷歌生态,如果安卓作業系統無法使用了,我們就随時可用鴻蒙。我們的鴻蒙是面向未來的作業系統,具有速度更快、更安全、具有完善可擴充性等特性。」

此前有消息人士表示:「華為推出的搭載鴻蒙系統的手機将于 2019 年第四季度上市,備貨量将達到數百萬部,并預計将與華為 Mate 30 系統同時在消費者面前亮相。」

搭載鴻蒙系統的手機預計定價在 2000 元左右,主要面向中低端手機使用者。這樣一來,華為就可以更快更便捷地在手機市場鋪展開這款手機,同時也不會為使用者造成經濟負擔。

最後,為了讓更多的開發者可以使用先進的下一代作業系統,餘承東宣布鴻蒙系統開源:「我們相信鴻蒙 OS 的推出會極大地提升産業的活力和生态的豐富性,希望鴻蒙 OS 的推出能夠為全場景時代帶來更加豐富多彩的體驗。我們歡迎全球開發者積極支援鴻蒙 OS 生态建設,共同為消費者打造全場景智慧化生活體驗。」