本文来自微信公众号“建投海外研究”,作者是武超则,金戈。
概要
华为鸿蒙系统(HongmengOS),是华为开发的自有操作系统,鸿蒙操作系统可以将手机、电脑、平板、电视、汽车、智能穿戴等设备打通,统一成一个操作系统,兼容全部安卓应用和所有Web应用。目前该系统获得了教育部技术发明一等
以及国家技术进步二等奖。
PC、手机端操作系统竞争格局已固化,物联网端操作系统成为下一个战场。目前PC端操作系统主要被海外巨头所垄断,主要有微软(MSFT.US)Windows和苹果(AAPL.US)Mac,2017年Windows、Mac操作系统市占率分别为91.4%、6.3%。手机端操作系统同样被海外巨头所垄断,主要有谷歌(GOOG.US)安卓和苹果IOS,2018年安卓、IOS操作系统市占率分别为69.4%、29.1%。
物联网操作系统目前分为三大阵营:1)终端厂商,例如华为鸿蒙、三星Tizen;2)互联网巨头,例如阿里AliOS-Things、谷歌Fuchsia;3)软件开发商,例如微软Windows10IoT Core,ARM公司的mbed OS。目前多数终端还是沿用手机端安卓操作系统,例如智能电视、智能手表,但是安卓系统在物联网端应用存在众多问题,例如碎片化问题严重、卡顿问题严重、大屏设备表现差等,因此基于微内核架构的操作系统将在物联网端解决这些问题,包括谷歌本身也在开发专门基于物联网端的操作系统(Fuchsia)。
华为鸿蒙跟安卓有三大差异:1)针对领域不同,鸿蒙针对物联网,安卓以手机为主;2)鸿蒙采用的方舟编译器使得运行性能大幅提升;3)鸿蒙采用微内核,比安卓采用的宏内核拓展性以及可靠性强。
当前物联网领域操作系统仍以安卓为主,但我们认为鸿蒙系统更加适合未来物联网场景。首先,因为物联网的终端类别众多且对响应速度要求较高,所以面向单一硬件类别的IOS系统以及处理速度较慢的安卓系统都不适合物联网环境,鸿蒙系统既能满足多终端对接又能在速度上优于安卓;其次,物联网终端并不像手机承载大量功能,因此微内核架构就能满足;最后,物联网领域还未形成成熟生态,因此不存在后进入者颠覆先进入者的可能,各厂商属于同一起跑线。
正文
物联网端操作系统成为下一个战场
华为鸿蒙系统(HongmengOS),是华为开发的自有操作系统,鸿蒙操作系统可以将手机、电脑、平板、电视、汽车、智能穿戴等设备打通,统一成一个操作系统,兼容全部安卓应用和所有Web应用。目前该系统获得了教育部技术发明一等奖以及国家技术进步二等奖。
PC、手机端操作系统竞争格局已固化,物联网端操作系统成为下一个战场
目前PC端操作系统主要被海外巨头所垄断,主要有微软Windows和苹果Mac;国内PC操作系统基本都是基于Linux内核,主要有中标麒麟、深度、红旗等。2017年Windows、Mac操作系统市占率分别为91.4%、6.3%,此外Linux操作系统市占率为2.27%(主要应用于服务器);国产操作系统主要市场为党政军。
手机端操作系统同样被海外巨头所垄断,主要有谷歌安卓和苹果IOS;国内手机端操作系统基本都是基于安卓系统进行修改,例如小米MIUI、华为EMUI。2018年安卓、IOS操作系统市占率分别为69.4%、29.1%。
物联网操作系统目前分为三大阵营:1)终端厂商,例如华为鸿蒙、三星Tizen;2)互联网巨头,例如阿里AliOS-Things、谷歌Fuchsia;3)软件开发商,例如微软Windows10 IoT Core,ARM公司的mbed OS。目前多数终端还是沿用手机端安卓操作系统,例如智能电视、智能手表,但是安卓系统在物联网端应用存在众多问题,例如碎片化问题严重、卡顿问题严重、大屏设备表现差等,因此基于微内核架构的操作系统将在物联网端解决这些问题,包括谷歌本身也在开发专门基于物联网端的操作系统(Fuchsia)。
华为鸿蒙更适合尚未成熟的物联网领域
华为鸿蒙系统是一款主要针对物联网领域的操作系统,此前由于中美贸易战的因素,谷歌曾宣布对华为断供,对华为影响最大的部分就是安卓操作系统,迫使华为将鸿蒙系统作为手机操作系统的备选方案,但后续随着中美贸易缓和,谷歌恢复了与华为的合作,华为手机将继续沿用安卓系统。我们认为华为鸿蒙系统在性能上具备替换安卓的能力,但是操作系统最关键的是需要建立生态,至少需要2-3年左右时间,因此我们认为鸿蒙系统在生态尚未成熟的物联网领域竞争更具优势。
当前虽然物联网领域有众多操作系统,但仍以安卓为主,通过将鸿蒙系统与安卓进行对比,我们认为鸿蒙将会是未来物联网领域的较好选择。华为鸿蒙跟安卓有三大差异:1)针对领域不同,鸿蒙针对物联网,安卓以手机为主;2)鸿蒙采用的方舟编译器使得运行性能大幅提升;3)鸿蒙采用微内核,比安卓采用的宏内核拓展性以及可靠性强。
具体来看:
1)鸿蒙系统不仅限于手机、平板、电视,还面向电脑以及更广阔的物联网领域,而安卓系统主要应用于手机、平板和电视,在物联网领域谷歌没有沿用安卓,而是单独开发了Fuchsia系统;
2)速度大幅提升。通过华为的方舟编译器开发的应用在鸿蒙操作系统运行时,比在安卓系统上运行性能提升60%,但是这个效果需要重新构建生态才能达到。
具体来讲:
由于安卓系统要面向不同的硬件厂商,因此采用了跨平台能力强的Java语言,但是Java语言在面向不同平台时需要将语言翻译成对应设备可理解的语言(基于x86芯片和基于ARM芯片能理解的语言格式是不一样的),因此在此过程中需要通过java虚机针对不同设备对代码进行一次处理,从而导致:在读取应用、使用应用的时候必须进行两道程序,效率较低;
方舟编译器将上述安卓系统在java进行虚机处理的过程提前到了开发阶段,从而在程序运行的时候直接跳过该步骤使得运行效率大幅提升,但需要三方应用开发者做大量代码重构,换而言之,需要构建生态环境;
IOS由于是封闭环境,不需要跨平台,因此转化出的机器码可以直接由CPU运算,从而使得运行效率大大提升。
3)拓展性以及可靠性强。鸿蒙系统采用微内核技术,而安卓系统采用宏内核技术。宏内核系统相关的服务基本都是放于内核态内核中,例如文件系统、设备驱动、虚拟内存管理、网络协议栈等;而微内核则把更多的系统服务(例如文件系统、POSIX服务、网络协议栈甚至外设驱动)放到用户态应用,形成一个个服务,等待其他应用的请求。
因此相对于宏内核,微内核安全性、拓展性以及可靠性强,具体原因如下:
I. 从拓展性来看,微内核可以多套系统服务并存,因此横向拓展能力强,而宏内核只有一套系统服务,若想拓展功能需要兼容系统内部其他功能;
II.从可靠性来看,由于宏内核代码庞大,因此出现漏洞的可能性相对于微内核要高,此外,微内核的代码更加精简,可以进行形式化验证,利用数学证明内核的安全性。
综上对比,我们认为鸿蒙系统更加适合未来物联网场景。首先,因为物联网的终端类别众多且对响应速度要求较高,所以面向单一硬件类别的IOS系统以及处理速度较慢的安卓系统都不适合物联网环境,鸿蒙系统既能满足多终端对接又能在速度上优于安卓;其次,物联网终端并不像手机承载大量功能,因此微内核架构就能满足;最后,物联网领域还未形成成熟生态,因此不存在后进入者难以颠覆先进入者的困境,各厂商属于同一起跑线。