原標(biāo)題：決戰(zhàn)未來(lái)，華為鴻蒙與Google Fuchsia？ 來(lái)源：興業(yè)計(jì)算機(jī)團(tuán)隊(duì)

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5G，開啟萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代

不久前，賽迪《2019-2021年中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)預(yù)測(cè)與展望數(shù)據(jù)》報(bào)告，對(duì)中國(guó)市場(chǎng)作出分析，預(yù)計(jì)未來(lái)三年，中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)規(guī)模將保持 20% 以上增長(zhǎng)速度，到2021年，市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到2.6萬(wàn)億元。什么是物聯(lián)網(wǎng)？物聯(lián)網(wǎng)，指通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接入，實(shí)現(xiàn)物與物、物與人的泛在連接。典型物聯(lián)網(wǎng)分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺(tái)層和應(yīng)用層。相關(guān)應(yīng)用，則主要體現(xiàn)在智能工業(yè)、智能安防、智慧電力、智慧交通、智慧醫(yī)療、智慧物流、智能家居等領(lǐng)域。

什么是5G？5G，指第五代移動(dòng)通信技術(shù)，具備高速率（10Gbit/秒）、低時(shí)延（1ms）、大連接服務(wù)（一百萬(wàn)/平方公里 ）等特性，可以有效提高人與物、物與物之間信息傳遞效率，是實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物互聯(lián)的必備條件。

圖1、通信技術(shù)發(fā)展史

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每一次技術(shù)的迭代與更新，都將極大地促進(jìn)操作系統(tǒng)的發(fā)展，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)誕生了 Android/Linux，而 5G 的到來(lái)，智能物聯(lián)的爆發(fā)，又將為 OS 提出哪些訴求？

為迎接IoT時(shí)代，華為與Google各自發(fā)起“微內(nèi)核”計(jì)劃，試圖打造下一代操作系統(tǒng)，它們分別叫做鴻蒙與Fuchsia。

物聯(lián)網(wǎng) OS 先行者，Linux 操作系統(tǒng)

正如桌面PC機(jī)催生了Windows 與 OS X，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生了蘋果iOS 與谷歌 Android一樣，5G帶來(lái)的低時(shí)延與高速率，以及廣闊的萬(wàn)物互聯(lián)設(shè)備，也迫切地需要一款輕巧、可擴(kuò)展、結(jié)構(gòu)單一的操作系統(tǒng)。盡管Linux操作系統(tǒng)可以通過(guò)裁剪與修改，適配多數(shù)時(shí)下硬件，但其先天的宏內(nèi)核體系，與龐大的內(nèi)核結(jié)構(gòu)，注定為其在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的應(yīng)用，打上折扣。根據(jù)官網(wǎng)顯示，Linux內(nèi)核最新版本，V5.4.13，壓縮后大小在104MB，代碼行數(shù)超過(guò)2700萬(wàn)行，內(nèi)核包括系統(tǒng)進(jìn)程、線程管理、內(nèi)存管理、文件系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等部分。

圖2、Linux Kernel

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內(nèi)核，宏內(nèi)核與微內(nèi)核？

內(nèi)核，即操作系統(tǒng)的核心部分，負(fù)責(zé)管理系統(tǒng)各種資源。我們可以將內(nèi)核看成連接應(yīng)用程序和硬件的一座橋梁，是硬件上的第一層軟件實(shí)體。宏內(nèi)核Macrokernel，指用戶服務(wù)和內(nèi)核服務(wù)在同一空間中實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)內(nèi)核典型：Unix/Linux/DOS/Windows 9x/MacOS優(yōu)點(diǎn)：易設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、硬件性能高缺點(diǎn)：維護(hù)成本高、容錯(cuò)機(jī)制差

微內(nèi)核Microkernel，則是用戶服務(wù)和內(nèi)核服務(wù)不在同一空間中實(shí)現(xiàn)

典型：Minix、QNX、Fuchsia、鴻蒙優(yōu)點(diǎn)：模塊化、安全性、靈活、硬件要求低、分布式缺點(diǎn)：IPC額外開銷、Cache命中率低、內(nèi)存復(fù)制

圖3、微內(nèi)核與宏內(nèi)核

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鴻蒙 OS：微內(nèi)核、全場(chǎng)景、分布式2019年8月9日華為開發(fā)者大會(huì)，華為消費(fèi)者業(yè)務(wù)CEO余承東正式發(fā)布鴻蒙OS，是由華為開發(fā)，第一個(gè)基于微內(nèi)核的全場(chǎng)景分布式架構(gòu)操作系統(tǒng)。鴻蒙，最早可追溯至2012年，任正非表示“出于戰(zhàn)略考慮，做終端操作系統(tǒng)”。該項(xiàng)目由上海交通大學(xué)陳海波教授領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行研發(fā)，陳教授，中國(guó)操作系統(tǒng)領(lǐng)域頂級(jí)人才，首位在SOSP發(fā)表論文的亞洲科學(xué)家，SOSP 2017主席，華為鴻蒙OS首席科學(xué)家。

圖4、SOSP 2017

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圖5、鴻蒙時(shí)間表

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在物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)開發(fā)方面，華為擁有豐富經(jīng)驗(yàn)，其在鴻蒙之前，即已有一套Lite OS——基于實(shí)時(shí)內(nèi)核的輕量級(jí)物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)，應(yīng)用范圍包括可穿戴設(shè)備、智能家居、車聯(lián)網(wǎng)、LPWA等領(lǐng)域，其Kernel僅10k大小，也是鴻蒙內(nèi)核目前的組成之一。根據(jù)開發(fā)者大會(huì)披露的方案，華為計(jì)劃通過(guò)漸進(jìn)方式，將Android/Linux內(nèi)核過(guò)渡至鴻蒙微內(nèi)核上，逐步將宏內(nèi)核中的文件系統(tǒng)、內(nèi)存管理系統(tǒng)，移植到鴻蒙內(nèi)核之外。鴻蒙有三種架構(gòu)，第一層是內(nèi)核，第二層是基礎(chǔ)服務(wù)，第三層是程序框架。其特點(diǎn)是，基于微內(nèi)核全場(chǎng)景分布式操控，系統(tǒng)快速、安全、低時(shí)延，“比Android、iOS更先進(jìn)”。

圖6、鴻蒙的規(guī)劃

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Google Fuchsia，與鴻蒙同初心的下一代操作系統(tǒng)

2019年6月28日，F(xiàn)uchsia開發(fā)者網(wǎng)站Fuchsia.dev正式上線。事實(shí)上，在2016年，就已有消息傳出，Google正在研發(fā)Fuchsia——這是一個(gè)類似AOSP的開源項(xiàng)目，該系統(tǒng)基于Zircon微內(nèi)核，受Little Kernel啟發(fā)，用于嵌入式系統(tǒng)，主要使用C語(yǔ)言和C++編寫。Fuchsia最初定位，是一個(gè)可以運(yùn)行在手機(jī)、電腦以及智能家居設(shè)備等的全能型操作系統(tǒng)，兼容安卓系統(tǒng)。

Google物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略1、5G時(shí)代將至，應(yīng)對(duì)IoT提前布局物聯(lián)網(wǎng)是未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)公司發(fā)展方向之一，隨著5G商用的推進(jìn)，物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展進(jìn)一步提速，智能家居等產(chǎn)品都將包含智能終端，以實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一發(fā)展。而智能終端皆需要操作系統(tǒng)，這對(duì)谷歌來(lái)說(shuō)是一塊很大的市場(chǎng)，雖然Android也可以勉強(qiáng)實(shí)現(xiàn)，但物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備復(fù)雜，對(duì)速度和安全要求更嚴(yán)格，Android難以全面應(yīng)對(duì)。2、建立生態(tài)壁壘，整合自身業(yè)務(wù)對(duì)Google來(lái)說(shuō)，一方面，蘋果對(duì)于iOS掌控力度高，且App Store僅由Apple運(yùn)營(yíng)，而相比之下，部分應(yīng)用上線Android之后，就被急速破解，應(yīng)用商店被各大手機(jī)廠商瓜分，渠道分成，難以獲得相應(yīng)營(yíng)收。因此，Google需要一款新的操作系統(tǒng)來(lái)幫助其建立一整套完整的生態(tài)系統(tǒng)。另一方面，Android在流暢性、速度等方面具有先天缺陷，盡管ART已經(jīng)取代Dalvik，但仍難以實(shí)現(xiàn)內(nèi)部業(yè)務(wù)的整合，所以有必要為日后萬(wàn)物互聯(lián)生態(tài)做準(zhǔn)備。

圖7、Android ART 架構(gòu)

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從宏內(nèi)核，走向微內(nèi)核

微內(nèi)核ZirconFuchsia拋棄了Linux Kernel，采用微內(nèi)核架構(gòu)Zircon。Fuchsia的UI 框架使用Flutter，可以實(shí)現(xiàn)HTML5 應(yīng)用和手機(jī)原始應(yīng)用共享。同時(shí)，它還支持ARM 和 Intel芯片。由于Android 和 Chrome OS 生態(tài)的不同，二者融合難度較大，F(xiàn)uchsia目標(biāo)專為現(xiàn)代化、高處理器的設(shè)備，并支持嵌入式設(shè)備、智能手機(jī)和桌面計(jì)算機(jī)，市場(chǎng)預(yù)期其有望代替Android 和 Chrome OS 成為下一代Google統(tǒng)一操作系統(tǒng)。Fuchsia分層蛋糕模型? Zircon:微內(nèi)核，基礎(chǔ)服務(wù)進(jìn)程? Peridot: 用戶體驗(yàn)基礎(chǔ)層，模塊，用戶，存儲(chǔ)服務(wù)等? Garnet:設(shè)備層面系統(tǒng)服務(wù)，軟件安裝、通信、媒體、圖形、包管理等? Topaz:系統(tǒng)的基礎(chǔ)應(yīng)用，Web, Dart, Flutter圖8、Fuchsia OS 蛋糕層

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圖9、Fuchsia OS預(yù)計(jì)發(fā)布時(shí)間

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跨設(shè)備，云生態(tài)與鴻蒙的目標(biāo)一致，Google Fuchsia同樣也是一個(gè)瞄準(zhǔn)多設(shè)備，跨平臺(tái)的一個(gè)操作系統(tǒng)，引用Fuchsia China的說(shuō)法，即在當(dāng)今世界，很多人不只有一臺(tái)設(shè)備，而是多種設(shè)備，如手機(jī)，臺(tái)式機(jī)，筆記本電腦，平板電腦等等。根據(jù)這種現(xiàn)狀，谷歌似乎正在努力使Fuchsia在所有設(shè)備上運(yùn)行一致，這樣要解決的問題是去維護(hù)進(jìn)程和上下文。一旦你登入谷歌賬戶，你的應(yīng)用可以自動(dòng)跨設(shè)備存儲(chǔ)。谷歌將Ledger描述為Fuchsia的分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)，所有內(nèi)容都將存儲(chǔ)在云中。

解決OEM統(tǒng)一升級(jí)問題Android與Chrome OS都是基于Linux，Android的問題是，在Treble之前，最新Linux內(nèi)核補(bǔ)丁的更新依賴于設(shè)備OEM，但很少有廠商這樣做，因此Android設(shè)備用戶不能即時(shí)更新補(bǔ)丁。Fuchsia使用定制的、可被持續(xù)更新的內(nèi)核Zircon來(lái)避免這種陷阱。幾乎沒有應(yīng)用能直接訪問內(nèi)核，這提供一個(gè)額外的安全層，并防止像Android，在系統(tǒng)更新后出現(xiàn)應(yīng)用不兼容的情況。

圖10、Fuchsia 的跨平臺(tái)

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決戰(zhàn)未來(lái)，鴻蒙vs Fuchsia

縱觀歷史，每一種技術(shù)的出現(xiàn)與更新，都必然伴隨著新興系統(tǒng)的出現(xiàn)，大型機(jī)誕生了Unix，集成電路與互聯(lián)網(wǎng)誕生了Windows/Linux，3G/4G移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生了Android與iOS，未來(lái)，隨著5G的迅速推廣與落地，設(shè)備愈來(lái)愈多的智能化將對(duì)新興的操作系統(tǒng)提出更多需求。微內(nèi)核是一種趨勢(shì)，也是一個(gè)必然要求。作為世界級(jí)巨頭的Google與華為，布局之戰(zhàn)已經(jīng)悄然開始，而中美之間的博弈，也只是盡快的將戰(zhàn)爭(zhēng)擺上臺(tái)面。

圖11、Fuchsia 與鴻蒙

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華為優(yōu)勢(shì)在硬件與通信，Google則在軟件領(lǐng)域具有無(wú)可匹敵的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，未來(lái)，拭目以待！

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視頻：Google Fuchsia 體驗(yàn)

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聯(lián)系人蔣佳霖 18614021551徐聰 18018726086孫乾 15201966173吳鳴遠(yuǎn) 15601668682馮欣怡 15109111151