金准产业研究 鸿蒙系统两大核心技术分析报告

  • 2个月前发布
  • 发布人:行业研究

前言

操作系统是软件行业的核心。PC时代,微软一家独大,是最大赢家。而到了移动互联网时代,安卓和苹果占据了手机操作系统市场,形成了双寡头格局。手美国制裁的影响,近期,华为加快推出了自主研发的操作系统“鸿蒙”。鉴于华为强大的技术能力和国产手机第一大厂商的行业地位,人们对鸿蒙系统的推出充满了期待。

一、鸿蒙系统两大技术优势

从目前已知信息,华为鸿蒙系统有两个核心技术优势,分别是微内核和方舟编译器。

1.1微内核的技术优势

要理解微内核,首先要明确什么是宏内核,宏内核是把所有系统服务都放到内核里,包括文件系统、设备驱动等。安卓系统就是宏内核。

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宏内核和微内核系统的技术架构差异

但宏内核有着无法调和的矛盾,那就是随着操作系统越来越复杂,内核里面的东西也越来越多。这样会产生以下两个问题:

首先,操心系统代码量庞大,漏洞无法避免。以linux2.6内核为例,它有着超过1100万行代码,其中的潜在漏洞可想而知。

其次,大量服务、硬件驱动都在内核中,导致操作系统可扩展性差。由于所有系统服务都在宏内核系统中,要适应不同的硬件需要修改许多系统服务。这导致宏内核系统的适配性很差,尤其是在硬件规格差异极大的物联网终端上。

于是,微内核应运而生,其核心思想是简化内核,使内核成为一个只提供最基础的系统服务的东西,其他统统都放在内核之外。比如内核中只保留多进程调度、多进程通信(IPC)等服务。其他系统服务例如文件系统、POSIX服务、网络协议栈甚至外设驱动都放在了用户态中来实现。

华为鸿蒙系统采用的是微内核。相比于宏内核,微内核带来了以下五个优势:1)、高安全性。2)、高可靠。3)、高扩展性。4)、高可维护性。5)、支持分布式计算。

1.2方舟编译器

当前安卓平台的绝大多数应用是使用Java语言写的,但CPU只能理解汇编指令,因此需要一个虚拟机(Virtual Machine,简称VM)来把Java高级语言转换成机器能懂的语言。但是,VM的存在会导致程序运行变慢甚至卡顿。

华为编译器最大的优势在于,它绕过了VM。换句话说,通过方舟编译器,开发者的应用在下载之前就已经转化成为机器可以识别的代码,因而可以在手机上快速安装、启动和运行,而无需再经过VM的编译——某种程度上,方舟编译器是将编译过程提前到应用开发阶段,从而大幅度减少了智能手机和操作系统的运行负担。

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现有安卓和方舟编译器的差异

按照华为方面的说法,采用方舟编译器之后,提升效果如下:EMUI9.1仅仅对系统组件System Server应用了方舟编译器之后,系统流畅速度提升了24%,系统响应速度提升了44%;第三方应用的操作流畅度提升了60%。

总之,方舟编译器的价值是提升了为安卓系统编写的Java代码的运行效率。如果华为要另起炉灶做新的操作系统,仍然需要第三方应用开发者做大量的代码重新编译。因此,金准产业研究团队认为,希望依靠方舟编译器实现新操作系统的无缝对接是不可能的。

另外,就算在安卓系统内,要想实现方舟编译器的理想效果,仍然需要一定量的代码改造。首先需要第三方的应用开发者采用方舟编译器对自家的App提前进行改造,从而能够上架华为应用商店。

二、如何战胜安卓

华为的鸿蒙系统比现有安卓系统具有一定的技术优势。金准产业研究团队认为,操作系统最重要的是整个生态系统的搭建,这需要大量第三方软件厂商、开发者和用户的彼此互动才行。

因此,华为鸿蒙系统如何依托技术优势搭建起战胜安卓的生态体系呢?对此,可以从操作系统的历史发展中寻找借鉴之处。

2.1 IBM和微软的操作系统之争:OS/2的失败

1981年,IBM发布了PC机,并开放了整个软硬件架构。那时,IBM是事实上的PC机行业标准。

然而,IBM最大的败笔是操作系统外包给微软等公司去做。微软逐渐在操作系统之争中胜出,成为几乎所有IBM兼容机的操作系统提供者。

后来,IBM逐步意识到微软的威胁,希望能够收回对操作系统的控制权。当时的IBM是PC机行业标准的制定者。有众多的软件厂商愿意追随它,在新推出的操作系统上编写软件。当时看起来,IBM有很大希望能够拿下操作系统的控制权。

除此之外,IBM的新操作系统还有一项微软没有的杀手锏:图形用户界面(GUI)。微软的操作系统MS-DOS采用输入指令方式操作,复杂难用。1984年,苹果率先推出了GUI操作系统,受到了用户的热捧。如果能够抓住机会推出用户都喜欢的GUI操作系统,将带给了IBM一个超越的机会。

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终于,到了1987年,IBM推出了自己的首个操作系统OS/21.0,并在1988年推出了OS/21.1,采用了类似于Mac的华丽GUI。市场反应非常强烈,初始购买量猛增,OS/2似乎大有起飞之势。

然而,人们很快发现了OS/2的众多问题:

1)、OS/2许多基本功能都很欠缺。比如,OS/2居然不支持打印。

2)、虽然有许多软件厂商跟随IBM推出了基于OS/2的第三方软件,但是由于改写代码工作量庞大,众多软件厂商都没有选择跟进。

3)、IBM和康柏、戴尔等IBM兼容机厂商有直接竞争关系。新的OS/2试图强化IBM的控制权,其他IBM兼容机厂商都没有跟进IBM的OS/2,而是依然和微软站在了一起。

在经历了初期的热潮之后,OS/2并没有得到用户的认可,人们依然在购买微软的Windows。1992年,IBM发布了OS/22.0。OS/22.0系统强于同时期的windows, 拥有32位的操作系统,强大的面向对象的用户界面。然而,OS/2的生态系统依然嬴弱,销量不见起色。

等到1995年,微软推出划时代的Windows95,将OS/2彻底击败。微软的Windows95占据了超过95%的市场份额,苹果占据了4%,包括IBM的OS/2在内的其他操作系统仅占据了1%的市场份额。IBM的OS/2操作系统以失败告终。

2.2 IBM和微软之争的启示

IBM的OS/2失败带来的启示就是:后来者基本不可能颠覆掉一个已经构建完整的操作系统生态。

因此,我们判断在整个智能手机市场已经进入成熟期时候,推出一个新操作系统会非常困难。既然拥有更强大竞争优势的IBM仍然输给了原有操作系统霸主微软。那么华为鸿蒙系统用于手机操作系统,该怎样才能成功呢?

三、鸿蒙未来的机遇在哪?

3.1谷歌让如日中天的微软也黯然失色

在微软已经霸占了PC机操作系统的时候,后来者如何去做呢?谷歌给出了一个绝佳的答案:寻找新机会,弯道超车,成就自己的伟业。

2006年,中国提出“核高基”专项,重点之一就是操作系统,希望能够打破微软的垄断。一帮国内公司利用Linux为基础开发出了许多国产操作系统,如红旗、普华、中标麒麟、思普等,但都以失败告终。

与此同时,谷歌同样利用Linux在开发一套叫做Android操作系统。开发安卓系统的原来公司名字就叫做Android,谷歌公司在2005收购了这个仅成立22月的公司。

当时市场份额最高的手机操作系统是塞班(Symbian)操作系统。塞班系统创始于1999年,对手机配置要求不高,省电。金准产业研究团队根据Gartner的数据,2006年全球交付的智能手机数量达到了7290万部,运行塞班的手机占比高达70%。

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2007年,苹果公司发布了iPhone,智能手机开启了新的时代。iPhone手机的大屏、可触控、上网方便和大量的第三方应用,极大地提升了用户体验,彻底颠覆了塞班系统。然而,苹果并没有开发自家的操作系统给第三方手机厂商,众多第三方手机厂商迫切需要一款能够提供类似iPhone体验的手机操作系统。

谷歌的Android恰好能够满足第三方手机厂商的这些需求,它不但能够提供类似于苹果手机的用户体验,而且Android是开源免费的操作系统,软件开发者可以自由开发需要的软件。谷歌还让android平台手机可以无缝结合它推出的其他服务,地图、邮件、搜索等。

2007年11月5日这天,谷歌公司正式向外界展示了这款名为安卓的操作系统,并且宣布建立一个全球性的开放手机联盟,该联盟里面包括了Google、中国移动、摩托罗拉、英特尔、高通、三星、意大利电信、西班牙电信、T-Mobile、德州仪器、博通、宏达、NTT DoCoMo等34家厂商。联盟里面包括了全球知名的手机制造商、软件开发商、电信运营商以及芯片制造商。这一联盟将支持谷歌发布的手机操作系统以及应用软件,将共同开发安卓系统的开放源代码。

2008年10月份,全球首款Android旗舰智能手机T-MobileG1首次正式上市。开放手机联盟成员Google,T-mobile、HTC共同促成了这款手机的诞生,显示出联盟的价值。而后,安卓智能手机迎来爆发式增长。连原来青睐塞班的摩托罗拉、索尼都纷纷抛弃了塞班,彻底投入了安卓的怀抱。在谷歌和众多合作伙伴的共同努力下,安卓很快成为了最主流的操作系统,最终占据了手机操作系统超过80%的市场份额 。

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智能手机出货量及同比增速(按操作系统分类)

PC操作系统的霸主微软在此过程中是如何表现的呢?金准产业研究团队分析,从实际表现来看,微软在整个手机时代都是一路处于跟随者的地位。在塞班系统占据优势的时候,微软推出了手机操作系统Windows Mobile(简称为WM),基本按照Windows的PC版来设计,并将电脑软件导入到该系统。用户对此并不太认可,WM处于劣势地位,塞班凭借70%的份额处于市场领导地位。

iPhone发布后,微软发现WM不能满足需求,将其抛弃,研发了一套新的操作系统。然而,新操作系统姗姗来迟。直到2010年10月21日,微软才发布了Windows Phone(简称为WP)。此时,Android已经占据了明显优势,包括第三方手机厂商和软件厂商的生态布局已经成型。WP并没有取得多大进展,就以失败告终。

在手机操作系统的战争中,微软惨败给了安卓,基本错过了整个移动互联网时代。比尔·盖茨后来认为这是他一生中犯得最大的错误。正是他的管理不善,给了谷歌推出安卓系统的机会,让微软损失了4000亿美元。

3.2华为鸿蒙系统的未来在于物联网时代

通过操作系统的历史,金准产业研究团队发现:操作系统是一个赢家通吃的行业。后来者基本没有机会通过复制前者取得胜利。所以要想取得成功,必须像谷歌那样找新机会。

当前,整个智能手机行业已经进入成熟期,所以,智能机操作系统的机会已经不多,未来最大的机会在于物联网。根据孙正义的预测,2010年,平均每个人需要2个物联网设备,而到了2035年,预计每个人需要100个物联网设备,总的物联网设备数量将达到1万亿个。而物联网设备和手机有巨大的差异,需要新的操作系统的支撑。

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物联网时代的设备连接将达到1万亿

之前,金准产业研究团队分析过华为鸿蒙系统采用的是微内核及其优势,目前来看,微内核系统的这些优势:高安全性、高可靠、高扩展性、高可维护性和支持分布式计算,对物联网设备非常重要,而且是宏内核系统无法满足的。因此,微内核系统很有可能成为物联网时代的操作系统。

随着5G的部署,物联网、人工智能、区块链为代表的新技术正加速融合发展。新技术的应用已经或者即将落地。华为鸿蒙系统已经蓄势待发,寻找新的应用场景落地,预计未来将首先在自动驾驶、工业自动化等场景应用。未来,华为鸿蒙系统的最大挑战在于构建开放的生态系统。从谷歌当年构建安卓开放手机联盟可以看出,一个开放的产业联盟对操作系统是至关重要的。在全球产业链一体化的今天,争取全球厂商的鼎力支持,将成为操作系统构建成功的关键。虽然华为面临着美国制裁的不利局面,但是只要它坚持开放共赢的精神,仍然有可能赢下新操作系统之战。

总结

金准产业研究团队认为,华为的新操作系统一曝光就赚足了热度,微内核和方舟编译器现在看来确实是两大先进的技术。但是,在微软和谷歌这两大巨头的阴影下,如果把目光仅仅瞄向安卓和windows这种操作系统一定是无法生存下来的。未来想要超越,一定是在某个新领域下的弯道超车,按照余承东的说法:“鸿蒙可以支持手机、电脑、汽车等设备,是一个大的操作系统。”说明华为已经在为即将到来的5G万物互联时代做布局,而鸿蒙OS或许就是这个生态的核心。


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