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萬物互聯時代的操作系統在哪里?

2020-04-01 10:53
億歐網
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每到技術發展的關鍵節點,總會出現相配套的操作系統

回顧歷史,ICT行業的發展歷程中出現過一代代符合當時軟硬件需求的操作系統,可以說操作系統的形態體現了歷史階段下對軟硬件服務的集中承載。從大型機時代IBM的系統,到PC互聯網時代的Windows、Mac以及Linuxs系統,再到移動互聯網時代的Android、iOS及WP系統,每一個大時代中往往只有少數的操作系統可以脫穎而出形成不可逆轉的生態。

我們發現,在歷史發展的關鍵節點上,往往會出現最符合當下需求的操作系統,使得ICT技術的進步可以影響到更廣泛的用戶群體和更廣泛的應用空間。

在1984年前,基于命令行終端的操作系統限制了不懂編程語言的普通人接觸個人電腦,計算機技術被鎖在科研機構和企業級別的應用中。而在蘋果(Mac OS 1.0)和微軟(Windows 1.0)分別推出可視化圖形操作的操作系統后,圖形化界面極大的降低了普通人使用電腦的門檻,促進了個人電腦的普及。

而在移動端,2007年前后的諾基亞、 三星、索愛等頭部公司的手機形態發展已經到了一種無法進步的狀態。蘋果并沒有發明智能機,但蘋果首創的iOS操作系統和電容屏交互真正定義了智能機之后的發展形態。在蘋果iOS系統之后,谷歌以Android系統開源的形式廣泛聯合硬件開發商、軟件開發商及電信運營商,搶占了除蘋果外的大部分智能機市場,成為全球范圍內手機及平板等硬件背后搭載最多的操作系統。可以說,適應了移動設備的安卓及iOS系統極大的促進了手機的進化,對移動互聯網時代的到來有很大的貢獻。而傳統PC時代的操作系統霸主微軟也于2010年推出了Windows Phone(簡稱WP)手機操作系統進行追趕,但由于在生態層面落后的太多,沒有硬件廠商支持和軟件生態薄弱,終究無法實現對安卓和iOS系統的追趕。

AI+云計算+5G帶來的萬物互聯場景革命,會需要什么樣的操作系統?

從本地電腦到PC互聯網,再到移動互聯網時代,技術的每次提升都在加強人與人之間信息交流的效率和。而5G時代的到來,很可能將徹底改變人與終端設備之間的關系。數據傳輸速率提升百倍,可接入的終端設備數量大大提升,以及更可靠的連接和低時延,將使得人類進入到萬物互聯時代。因此我們認為新技術需要下一代操作系統的出現。

同時,云計算、人工智能以及大數據等一批新技術的逐漸完善,正開始改變人機交互模式和使用場景的擴展。大數據使得海量數據得以沉淀,云計算使得海量數據的運算可以不僅僅依靠終端設備的有限算力,人工智能則通過數據積累,賦予了機器接近于人類的思考能力。

那么AI+云計算+5G對下一代操作系統提出了哪些方面的需求?

首先,這種操作系統要有多終端部署的彈性能力。萬物互聯時代,手機將會是最主要的交互入口,結合智能手表、耳機、眼鏡等可穿戴設備作為輔助入口,汽車、大屏、音箱、攝像頭及智能家居等都會不同程度的受到操作系統的覆蓋,這就需要操作系統具備跨終端的部署能力。這一點需要分布式軟總線及微內核來予以實現。

其次,物聯網使用場景下提高了操作系統在時延及多任務處理方面的要求。在某些對交互質量要求較高的使用場景下(比如AR/VR),硬實時,低時延是必需達到的條件。

第三點,多終端互動下,安全問題比以前更突出,操作系統需要在底層確保受到網絡攻擊時的安全性。目前行業內認可的解決多終端安全問題的方式是微內核+可信執行環境(TEE,Trusted Execution Environment)。微內核結構將操作系統劃分成小的、良好定義的模塊,只有其中一個模塊–微內核運行在內核態上,顯著降低被攻擊的可能。可信執行環境則是開辟出移動設備主處理器上的安全區域,其通過提供一個隔離的執行環境,運用形式化數學方法,達到從源頭驗證系統正確、無漏洞的目的。

最后,萬物互聯的終端設備根本無法由有限的幾家廠商來提供軟硬件生態,開發者及應用生態的建立對操作系統提出了新的挑戰。開源是毋庸置疑的,封閉式系統開發的商業模式在移動互聯時代就被推翻。下一代操作系統一定會需要遠超出移動互聯時代的生態協同能力。開源基金會、開源社區、技術標準、領先的編譯器一個都不可少。

市場掃描,誰最有可能在下一代操作系統中占據領先

操作系統市場的競爭非常殘酷,從歷史數據來看,服務器端操作系統Linux占據大壁江山,微軟Windows Server位居第二;PC端Windows占據80%的市場份額,MacOS幾乎占據了剩余的20%;手機端Android占據76%的市場份額,iOS占據22%。無一例外的,各場景下的操作系統市場都呈現出第一名遙遙領先的形態。

根據Fuchsia中文社區信息,截止3月31日距離其發布還有38天

萬物互聯時代的操作系統在哪里?

下一代操作系統首先還是得看目前領先者谷歌的反應和布局。谷歌目前正致力于提供將安卓和ChromeOS合二為一的系統——Fuchsia OS。而距離Fuchsia OS 的預期發布也僅剩下38天的時間。據此前透露出來的信息,谷歌Fuchsia面向大一統的全應用領域,以 Zircon 為微內核,底層系統模塊化,具備原生進程沙箱,Vulkan 圖形接口,3D 桌面渲染 Scenic。截止目前,已經有索尼、三星、華為、OPPO、Vivo、夏普、ARM、高通、聯發科、Imagination Technologies、意法半導體、小米、清華紫光展訊、GlobalEdge Software這14家手機和智能終端相關產品廠商宣布加入到Fuchsia OS生態中。

另一個值得關注的操作系統是華為于2019年8月推出的鴻蒙OS(HarmonyOS)。據華為官方稱,鴻蒙OS是第一款基于微內核的全場景分布式OS,將會以開源的形式部署在華為1+8+N的萬物互聯戰略中。該項目從2012年開始在上海交通大學規劃,并于2019年完成百萬部搭載有自研“鴻蒙”操作系統的手機進行了測試。另外,在2020年鴻蒙OS會實現全面開源。

從鴻蒙目前發布的架構圖來看,其內核部分還是部分依賴于Linux內核和此前華為推出輕量版物聯網系統LiteOS,但其也表示在之后的開發迭代中將逐漸用自己的華為微內核替代掉冗余問題嚴重的Linux內核,以及融合現有的物聯網系統LiteOS。

鴻蒙OS發布會上提及的微內核擴展計劃

萬物互聯時代的操作系統在哪里?

在配合操作系統的生態建設上,華為的工具主要集中在華為HiAI核心驅動、華為Hilink智能家居平臺以及華為快服務智慧平臺Ability Gallery 上。華為作為國內對“云-管-端”全面覆蓋戰略執行意志最堅強的公司,全面融合的操作系統將會是其服務輸出的必須載體。但究竟能發展的如何還有待時間。

蘋果作為PC和移動時代市場的領先者,在物聯網時代也有新的操作系統出現,比如基于iOS系統適配智能手表的watchOS,適配平板的iPadOS,以及即將于2020年發布的SiriOS。此外,蘋果在智能家居領域也布局了HomeKit平臺。但HomeKit相對封閉的特征也導致了在兼容數量上落后于谷歌及亞馬遜,截止2019年10月,HomeKit可接入450余種設備,而谷歌及亞馬遜的智能家居平臺則支持上萬種設備連入。但截止目前, 并沒有發現關于蘋果有基于物聯網的統一操作系統信息。

互聯網公司阿里巴巴也有一款面向多終端的物聯網操作系統AliOS。其中AliOS主要面向于汽車TVPAD智能手機等對CPU運算要求較高的IoT設備,從YunOS發展而來。AliOS Things則以低功耗、低內存的特點應用于各類小型IoT設備上,支持終端設備連接到 阿里云link上。目前AliOS的最主要發力點在車載智能系統上,希望占據智能汽車時代的入口。AliOS Things 3.0也于2019年9月在云棲大會上發布,具備全新開發模式、在線裁剪工具、應用與內核分離、腳本語言支持、本地AI框架等特性。

另一家互聯網巨頭,騰訊也在2019年推出了其面向物聯網領域開發的實時操作系統TencentOS Tiny,采用精簡的 RTOS 內核,內核組件可裁剪可配置,可快速移植到多種主流 MCU上,同時也幫助物聯網終端設備及業務快速接入騰訊云物聯網平臺。根據TencentOS Tiny在Github上的信息,其優勢體現在小體積(RAM 0.6KB,ROM 1.8KB)、低功耗(休眠最低功耗低至2 uA )、集成主流IoT協議棧 多種通信模組SAL層適配框架、可移植性高(內核及IoT組件高度解耦,提供標準適配層 提供自動化移植工具,提升開發效率)、安全架構可靠上。

總結

萬物互聯時代將至未至,我們明顯的感知到無論是消費電子巨頭、通信巨頭還是互聯網巨頭都在加速布局下一個時代的操作系統,這里面還有非常多面向物聯網時代的操作系統在前文中沒能提及(比如百度研發的基于語音交互、知識圖譜的對話式AI操作系統DuerOS,以及眾多存在已久的開源物聯網操作系統)。

在下一個時代真正到來之前,技術的發展往往會經歷徘徊,必須得承認下一代的操作系統的研發難度和生態建立過程都是充滿了挑戰和不確定性的。

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