人工智能+云计算+大数据+5G带来(lái)的万物互联的操作系(xì)统的怎样(yàng)的?
我们(men)发现在历史发展的(de)关键节点上(shàng),往往会出现最符合当(dāng)下需求的操(cāo)作系(xì)统(tǒng),使(shǐ)得ICT技(jì)术的进步(bù)可(kě)以影响到更广泛(fàn)的用户(hù)群体和更广泛的(de)应用空间。
回望过去,ICT行业的(de)发展历程中出现(xiàn)过(guò)一代代符合当时(shí)软(ruǎn)硬件需(xū)求(qiú)的操作系(xì)统,可以说(shuō)操作(zuò)系统的形态(tài)体现了历(lì)史阶(jiē)段下(xià)对软硬件服务的(de)集中(zhōng)承载(zǎi)。从大型机时(shí)代IBM的(de)系统,到PC互联网(wǎng)时代的Windows、Mac以及Linuxs系统,再到移动互联网时代的(de)androids、ioses及WP系统,每一个大时代中往(wǎng)往只有(yǒu)少数的操(cāo)作系统可以脱颖而出形(xíng)成不可逆转的(de)生态。
在1984年(nián)前,基于命令(lìng)行终端的操作系统限制了不懂编程语言的普通人接(jiē)触个人电(diàn)脑,计算(suàn)机技术被锁在(zài)科研机构和(hé)企业级别的应用中。而在苹果(Mac OS 1.0)和微软(ruǎn)(Windows 1.0)分别推出(chū)可(kě)视化图(tú)形操(cāo)作的操作系(xì)统后,图形化(huà)界面极(jí)大的(de)降低了普通人使(shǐ)用(yòng)电脑的门槛,促(cù)进了个人电脑的(de)普(pǔ)及(jí)。
而在(zài)移动端,2007年前后的诺基亚、 三星、索(suǒ)爱等头部公司的手机形态发展(zhǎn)已(yǐ)经到了一种无法(fǎ)进(jìn)步的状态(tài)。苹果并没有发明智能机(jī),但苹果首创的(de)ioses操作(zuò)系统和电容屏交互真正定(dìng)义了智能机之后的发展形态。在(zài)苹果ioses系(xì)统之后,谷歌以androids系(xì)统(tǒng)开源的(de)形式广泛联合(hé)硬件(jiàn)开发商、软(ruǎn)件开发商及电信运营(yíng)商(shāng),抢占了除苹果外的大部分智(zhì)能机市场(chǎng),成为全球范(fàn)围内手机及平板(bǎn)等硬件背后搭载(zǎi)最多的操作系统。可以说(shuō),适应了移动(dòng)设备的安卓及ioses系统极大的(de)促进了手(shǒu)机的进(jìn)化,对移动互联网时(shí)代的到来有很大(dà)的贡献。而传统(tǒng)PC时代(dài)的操作(zuò)系统霸主微软也于(yú)2010年推出了Windows phones(简称WP)手机(jī)操作系统进行追赶,但由于在生态层面落后的太多,没有硬件厂(chǎng)商支(zhī)持和软件生态薄弱,终究无法实现对安卓和ioses系统的追(zhuī)赶。
AI+云计算+5G带来的万物互联场景革命,会(huì)需要什(shí)么样的操作系统?
从本地电脑到PC互(hù)联网,再到(dào)移动(dòng)互联(lián)网时代,技术的每次(cì)提升都在加强(qiáng)人与人之间(jiān)信息(xī)交流的效率(lǜ)和(hé)。而5G时代的到(dào)来,很可能将彻底改变人与终端(duān)设备之间的关系。数据传(chuán)输速率提升(shēng)百倍,可接入的终(zhōng)端设备数量大大提升,以及更可靠(kào)的连(lián)接和低时延,将使得人类(lèi)进入到(dào)万物互联时代。因此我们认为(wéi)新(xīn)技术需要下一代操作系统的出现。
同时,云计(jì)算、人工智能以及大数据等一批新技术的逐渐完善,正开始改变人机交互模式和使(shǐ)用场(chǎng)景(jǐng)的扩展。大数据使得海量数据得以沉淀,云计算使得海(hǎi)量(liàng)数据的运算可(kě)以不仅仅依靠终端设(shè)备的(de)有限(xiàn)算(suàn)力(lì),人(rén)工(gōng)智(zhì)能则(zé)通过数据积累(lèi),赋(fù)予了机器(qì)接近于人类的思考能力。
那么(me)AI+云计算+5G对(duì)下一代操作系统(tǒng)提出了哪(nǎ)些方面(miàn)的需求?
首先,这种操作系统(tǒng)要(yào)有多终端部署的弹性能力。万物互(hù)联时(shí)代,手机(jī)将会是(shì)最主要的交互入口(kǒu),结(jié)合智能(néng)手(shǒu)表、耳(ěr)机、眼镜等可穿(chuān)戴(dài)设备作为(wéi)辅助入口(kǒu),汽车、大屏、音箱、摄像头及智能(néng)家(jiā)居等都会不同程度的受到操作系统的覆盖,这就需要操作系统具(jù)备跨(kuà)终端(duān)的部署能(néng)力。这(zhè)一点需要分布(bù)式(shì)软总线(xiàn)及微(wēi)内核来(lái)予以实现(xiàn)。
其次(cì),物(wù)联网使用场(chǎng)景下提(tí)高了操作(zuò)系统在(zài)时延及多任(rèn)务处理方面(miàn)的要求。在某些对交互质(zhì)量要求较(jiào)高的使用场(chǎng)景下(比如(rú)AR/VR),硬(yìng)实时,低(dī)时延是必需达到的条(tiáo)件。
第三点,多终端(duān)互动下,安全问题(tí)比(bǐ)以前更突出(chū),操作(zuò)系统(tǒng)需要在(zài)底(dǐ)层确保(bǎo)受到网络攻击时(shí)的安全(quán)性。目前行业内认可的解决多终(zhōng)端(duān)安全问题的方式(shì)是微内核+可信执行(háng)环境(TEE,Trusted Execution Environment)。微内核结(jié)构将操作系统划分成小的、良好定义(yì)的模块,只(zhī)有其中一(yī)个(gè)模块–微内(nèi)核(hé)运(yùn)行在内核态(tài)上,显著降低(dī)被(bèi)攻击(jī)的可能(néng)。可信执行环境则是开辟(pì)出移(yí)动设备主处理器上的安全区(qū)域,其(qí)通过提供一个隔离的执(zhí)行环(huán)境,运用形式化数学方法,达到从源头验证系统正确、无漏洞(dòng)的(de)目的。
最后,万(wàn)物互(hù)联的终端设备根(gēn)本无法由有限(xiàn)的(de)几家厂商来提供软(ruǎn)硬件生态(tài),开(kāi)发者及应用生态的建立(lì)对操作系统提出(chū)了新的挑战。开源是毋庸置疑的,封闭式系统开发的商业模式在移动(dòng)互联时代就被推翻(fān)。下一代操作系统一定会需要(yào)远超(chāo)出移动互联时代的生态协同能力。开源基金会、开源社区(qū)、技术标(biāo)准、领先(xiān)的编译器(qì)一(yī)个都不可少。
市场扫描,谁最有可能在下(xià)一代操作系统中占据领先
操作(zuò)系(xì)统市场的竞争(zhēng)非常残酷,从历史数(shù)据(jù)来看,服务(wù)器端操作(zuò)系统(tǒng)Linux占据(jù)大(dà)壁江(jiāng)山,微软Windows Server位居第二;PC端(duān)Windows占(zhàn)据(jù)80%的市场份额,MacOS几乎占据(jù)了剩余的20%;手机端androids占据76%的(de)市场份额,ioses占据22%。无(wú)一(yī)例(lì)外的,各(gè)场景下(xià)的操作系统(tǒng)市场都呈现出第一名遥遥领先的(de)形态。
根据(jù)Fuchsia中文社区信息,截止3月31日距离其发布还有38天
下一(yī)代(dài)操作系统首(shǒu)先还是得(dé)看目前领先者谷歌的反应和布局(jú)。谷歌目(mù)前正致力(lì)于(yú)提(tí)供将(jiāng)安卓和ChromeOS合(hé)二为一的系统——Fuchsia OS。而距离Fuchsia OS 的预(yù)期发布也仅(jǐn)剩下38天(tiān)的时间。据此前透露出来的信息,谷歌(gē)Fuchsia面向大(dà)一统的全应用领域,以 Zircon 为微(wēi)内核,底层系统模块化,具备(bèi)原生进(jìn)程(chéng)沙(shā)箱,Vulkan 图(tú)形接口(kǒu),3D 桌面渲染 Scenic。截止目(mù)前,已经有(yǒu)索尼、三星、华为、OPPO、Vivo、夏普、ARM、高(gāo)通(tōng)、联发科、Imagination Technologies、意法半导体、小米、清华紫光展讯、GlobalEdge Software这14家手机和智能终端相关产品厂商宣布加入到Fuchsia OS生态中(zhōng)。
另一(yī)个值得关注的操(cāo)作(zuò)系(xì)统是华为于2019年8月推出的(de)鸿蒙OS(HarmonyOS)。据华为官方称,鸿蒙OS是第(dì)一款(kuǎn)基于微内核的全场景分布式OS,将会以开源(yuán)的形式(shì)部署在华为1+8+N的万物互(hù)联战略中。该项(xiàng)目(mù)从2012年开始在(zài)上海交通大学规划,并于2019年完(wán)成百万部搭载有自研“鸿蒙”操作系统的手机进行了测试。另外,在2020年鸿蒙OS会(huì)实现全面开源(yuán)。
从鸿蒙(méng)目前发布的(de)架(jià)构图来看,其内核部分(fèn)还(hái)是(shì)部分依赖于Linux内(nèi)核和此前华为(wéi)推(tuī)出轻(qīng)量版物联网系统LiteOS,但其也(yě)表示在之后(hòu)的开发迭代中(zhōng)将逐渐(jiàn)用自(zì)己的华为微(wēi)内(nèi)核替代掉冗余问题(tí)严(yán)重的(de)Linux内核,以及(jí)融合现(xiàn)有的(de)物(wù)联(lián)网系统LiteOS。
鸿(hóng)蒙OS发(fā)布会上提及的微(wēi)内核扩展计划
在配合操作系统的(de)生态建设(shè)上,华为的(de)工具主要集中在华为HiAI核心驱动(dòng)、华为Hilink智能家居平(píng)台以及(jí)华(huá)为快服务智慧平台Ability Gallery 上。华(huá)为作为(wéi)国内对“云-管(guǎn)-端(duān)”全面覆盖战略执(zhí)行意志最(zuì)坚强的公司(sī),全面融合的(de)操(cāo)作系(xì)统将会是其服务输出(chū)的必须载体(tǐ)。但究竟能发展的如(rú)何还有待时间。
苹果作(zuò)为PC和移动时代市场的(de)领先者,在物联网时(shí)代也(yě)有新的(de)操作(zuò)系统出(chū)现,比如基于ioses系(xì)统(tǒng)适配智能(néng)手(shǒu)表(biǎo)的watchOS,适配平(píng)板的ipadsOS,以及即将(jiāng)于2020年发(fā)布的(de)Sirioses。此外,苹果在智能家居领域也布局了HomeKit平台。但HomeKit相对(duì)封闭的特征也导致了在兼容数量(liàng)上落(luò)后于谷歌及亚马逊,截止2019年(nián)10月,HomeKit可接入(rù)450余种设备,而谷歌及(jí)亚马逊的(de)智能家(jiā)居平台则支持上万种设(shè)备连入。但截止目前, 并没有(yǒu)发(fā)现关于(yú)苹果有(yǒu)基于物联网的统一操作系统信息(xī)。
互(hù)联网公司阿里巴巴也(yě)有一款(kuǎn)面向多终端的物(wù)联网操作系统Alioses。其中Alioses主要面向于汽车TVPAD智能手(shǒu)机(jī)等(děng)对(duì)CPU运算要求较高的IoT设(shè)备,从YunOS发展而来。Alioses Things则以低功耗、低(dī)内(nèi)存的特点应用于各类小(xiǎo)型IoT设备(bèi)上,支持终端设备连接(jiē)到(dào) 阿里云link上。目(mù)前(qián)Alioses的最主要发力(lì)点在(zài)车载(zǎi)智能系统上,希望占据(jù)智能(néng)汽车时代的入口(kǒu)。Alioses Things 3.0也于2019年9月(yuè)在(zài)云栖大(dà)会上发(fā)布(bù),具备全新开(kāi)发模式、在线裁(cái)剪工具、应用与内核(hé)分离(lí)、脚本语言支持、本地AI框架等特性。
另一(yī)家互联网(wǎng)巨头,腾讯也在2019年推出了其(qí)面向物联网领(lǐng)域开发的实时操作系统TencentOS Tiny,采用(yòng)精简的(de) RTOS 内核,内核组(zǔ)件可裁剪可(kě)配置,可快速移(yí)植到多种主流(liú) MCU上,同时也帮助(zhù)物联网终端设备及业务快速(sù)接入腾讯(xùn)云物联网平(píng)台。根据TencentOS Tiny在Github上的(de)信息(xī),其优势体(tǐ)现在小体积(RAM 0.6KB,ROM 1.8KB)、低功耗(hào)(休眠最低功耗(hào)低至2 uA )、集成(chéng)主流IoT协议(yì)栈 多种通信模组SAL层适配框架、可移植性高(内核及IoT组件高度解耦,提(tí)供标(biāo)准适配(pèi)层 提供自动化移植(zhí)工具(jù),提升开发效率)、安全架构可靠上(shàng)。
万(wàn)物互联(lián)时代将(jiāng)至未至,我们明(míng)显的感知到无论是消费电子巨头、通信(xìn)巨头(tóu)还是互联网巨头都在(zài)加(jiā)速布(bù)局下一个(gè)时代(dài)的操作(zuò)系统,这里面(miàn)还有非常(cháng)多面向物联网时(shí)代的操作系统在前文中没能提(tí)及(比如百度研(yán)发的基于语音交互、知识图谱的对(duì)话(huà)式AI操(cāo)作系统(tǒng)DuerOS,以及众(zhòng)多(duō)存在已久的(de)开(kāi)源物联网操作系统)。
在下(xià)一个时代(dài)真正到来之前,技术的发展往往会经历(lì)徘徊,必须得(dé)承认下一代的操作系统的研发难度(dù)和(hé)生态建立过程都是充满了挑战和不确定性的。