華為原生鴻蒙操作系統(tǒng)正式發(fā)布，徹底擺脫內(nèi)核依賴

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/黃山明）近日，華為正式發(fā)布了原生鴻蒙操作系統(tǒng)，也是國(guó)內(nèi)首個(gè)移動(dòng)操作系統(tǒng)，這讓其成為繼蘋果iOS與Android系統(tǒng)后，全球第三大移動(dòng)操作系統(tǒng)。據(jù)了解，目前已有超過15000多個(gè)鴻蒙原生應(yīng)用與元服務(wù)上架，通用辦公應(yīng)用覆蓋全國(guó)超過3800萬(wàn)家企業(yè)。

據(jù)華為介紹，目前原生鴻蒙降低了接入新系統(tǒng)的難度與成本，流暢度提升了30%，許多應(yīng)用每天都會(huì)在上面進(jìn)行版本迭代更新。截至2024年10月20日，搭載HarmonyOS的鴻蒙生態(tài)設(shè)備已超過10億臺(tái)。

擺脫內(nèi)核依賴，鴻蒙系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)完全自主可控

2019年，華為便已經(jīng)對(duì)外公開了鴻蒙操作系統(tǒng)，到了2021年，正式面向消費(fèi)者的版本也被發(fā)布。不過在早期版本，由于系統(tǒng)底座仍然采用部分AOSP（Android Open Source Project）開放源代碼，因此不得不兼容部分Android應(yīng)用。

所謂AOSP，主要指Android系統(tǒng)的開源項(xiàng)目。它是由Google主導(dǎo)的一個(gè)開放源碼計(jì)劃，提供了Android操作系統(tǒng)的完整源代碼，包括Linux內(nèi)核、中間層、應(yīng)用程序框架以及一些基本的應(yīng)用程序等。任何人都可以下載這個(gè)源代碼，并根據(jù)自己的需求修改和編譯出定制化的Android系統(tǒng)版本。

但此次發(fā)布的原生鴻蒙，即第五代鴻蒙操作系統(tǒng)HarmonyOS NEXT，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)底座的全部自研。讓系統(tǒng)的流暢度、性能、安全特性等提升顯著，也實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)的自主可控。

性能上，據(jù)華為方面透露，HarmonyOS NEXT整機(jī)性能相比HarmonyOS 4提升30%，鴻蒙內(nèi)核性能提升10.7%。

之所以能夠做到性能提升如此之多，一方面在于系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)便減少了冗余代碼和復(fù)雜的執(zhí)行流程。另一方面，HarmonyOS NEXT去掉了Linux內(nèi)核，僅支持鴻蒙內(nèi)核和鴻蒙系統(tǒng)的應(yīng)用.

公開的信息顯示，當(dāng)前鴻蒙內(nèi)核主要由上海交大陳海波教授所帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)與華為所共同研發(fā)，與傳統(tǒng)的Linux有了一定區(qū)別。通常而言，絕大多數(shù)操作系統(tǒng)都是基于Linux宏內(nèi)核來(lái)制作，憑借其出色的性能表現(xiàn)與開放的軟件生態(tài)，已經(jīng)在服務(wù)器和云計(jì)算領(lǐng)域占據(jù)了主導(dǎo)地位，并逐漸滲透到其他領(lǐng)域，如PC與智能手機(jī)。

但Linux為了提升在服務(wù)器與云計(jì)算場(chǎng)景的極致性能，犧牲了部分安全性、可靠性，乃至其他場(chǎng)景的性能。并且由于宏內(nèi)核中內(nèi)核模塊的緊耦合，想要添加或修改功能來(lái)充分發(fā)揮硬件性能潛力，就需要涉及到大量修改，帶來(lái)了巨大的工程量。

相比之下，微內(nèi)核架構(gòu)由于遵循最小化原則，僅在內(nèi)核中實(shí)現(xiàn)最小化功能集，并將其他功能實(shí)現(xiàn)在解耦的系統(tǒng)服務(wù)中。因此，微內(nèi)核在安全性、可靠性和可擴(kuò)展性方面天生優(yōu)于宏內(nèi)核。

但傳統(tǒng)微內(nèi)核作為通用操作系統(tǒng)內(nèi)核面臨的主要挑戰(zhàn)包含兼容性挑戰(zhàn)與性能挑戰(zhàn)，而鴻蒙內(nèi)核在遵循微內(nèi)核架構(gòu)最為核心的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的同時(shí)，通過架構(gòu)創(chuàng)新以應(yīng)對(duì)性能和兼容性挑戰(zhàn)。這也得以讓HarmonyOS NEXT在性能上有了巨大的提升，但與之相對(duì)的影響是，要求開發(fā)者在新的系統(tǒng)上重新設(shè)計(jì)一套APP，如目前微信還在等待適配，一些軟件的功能不全，如釘釘無(wú)法打卡等。

原生鴻蒙正式發(fā)布之后

盡管目前HarmonyOS NEXT需要開發(fā)者重新在其生態(tài)中設(shè)計(jì)APP，但并不意味著這款系統(tǒng)的兼容性不好。從鴻蒙內(nèi)核的結(jié)構(gòu)來(lái)看，其內(nèi)部有一個(gè)ABI-compliant Shim，這意味著系統(tǒng)能夠幫助軟件克服API差異或者其他二進(jìn)制兼容性問題。

通俗來(lái)講，也意味著鴻蒙系統(tǒng)可以方便的使用各種Linux下的硬件驅(qū)動(dòng)。通常不同的操作系統(tǒng)會(huì)有不同的驅(qū)動(dòng)模型和接口，例如，Android系統(tǒng)基于Linux內(nèi)核，有其特定的HAL（硬件抽象層）來(lái)連接硬件與操作系統(tǒng)；而iOS有自己的一套驅(qū)動(dòng)和硬件管理機(jī)制。

而HarmonyOS NEXT通過兼容性設(shè)計(jì)，有望讓芯片不進(jìn)行太大的變動(dòng)，便可以直接接入到系統(tǒng)當(dāng)中，減少開發(fā)的工作量。

顯然，原生鴻蒙的正式發(fā)布，已經(jīng)標(biāo)志著繼蘋果iOS和Android系統(tǒng)之后，全球第三大移動(dòng)操作系統(tǒng)的誕生。并且，未來(lái)鴻蒙系統(tǒng)將不僅局限于手機(jī)領(lǐng)域，還將擴(kuò)展至電腦等設(shè)備，打破對(duì)特定芯片和系統(tǒng)的依賴，提升國(guó)家安全和促進(jìn)科技創(chuàng)新。

與此同時(shí)，原生鴻蒙系統(tǒng)采用微內(nèi)核架構(gòu)，天然支持當(dāng)下的IoT設(shè)備需求，由于內(nèi)核功能是解耦的，只要內(nèi)核劃分合理，就可以針對(duì)不同的設(shè)備定制不同的內(nèi)核配置，從而實(shí)現(xiàn)快速移植和擴(kuò)展。

以芯片為例，當(dāng)前隨著摩爾定律的即將失效，制程也快走到頭了，單一芯片性能的上限在人類物理學(xué)突破之前已經(jīng)看到了天花板，因而出現(xiàn)了Chiplets，微內(nèi)核也是如此。

今年7月份，微軟在全球多地出現(xiàn)“藍(lán)屏故障”，導(dǎo)致大量操作系統(tǒng)無(wú)法正常工作。甚至影響到了多個(gè)國(guó)家機(jī)場(chǎng)、車站、銀行等行業(yè)。盡管后續(xù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，主要問題在于一家美國(guó)網(wǎng)絡(luò)安全企業(yè)“CrowdStrike”旗下的安全軟件“Falcon”出現(xiàn)了問題，才導(dǎo)致Windows藍(lán)屏，進(jìn)而無(wú)法工作。

但這也表明，目前系統(tǒng)安全問題仍然存在，一旦出現(xiàn)類似此前Windows大范圍藍(lán)屏的問題，那就只能等待微軟的主動(dòng)修復(fù)，而別無(wú)他法，若是時(shí)間拉長(zhǎng)，損失將無(wú)可估量。而操作系統(tǒng)的自主可控，至少在面對(duì)這一問題時(shí)，能夠?qū)p失降低在最小程度。

再進(jìn)一步思考，如今的手機(jī)通常都是Arm+Android，PC則為X86+Windows，服務(wù)器則是X86+Linux/Unix等，未來(lái)隨著更多自主可控需求的出現(xiàn)，有望見到RISC-V與Harmony或LongArch與Harmony的組合，進(jìn)一步加強(qiáng)國(guó)內(nèi)軟硬件的安全可控。

甚至未來(lái)不僅是在指令集方面，眾所周知，ASIC芯片通常要比通用芯片具有更高的性價(jià)比，并且在性能、功耗、安全性、集成度上都有較大優(yōu)勢(shì)。未來(lái)也有望看到鴻蒙系統(tǒng)中的一些微內(nèi)核采用AISC芯片來(lái)進(jìn)行計(jì)算，這也給了鴻蒙系統(tǒng)無(wú)限的可能。

總結(jié)

隨著華為原生鴻蒙操作系統(tǒng)的正式發(fā)布，也標(biāo)志著我國(guó)終于擁有了一款完全自主可控的操作系統(tǒng)。并且由于鴻蒙自研內(nèi)核特性，不僅兼顧了微內(nèi)核的優(yōu)勢(shì)，還解決了微內(nèi)核所面臨的兼容性與性能挑戰(zhàn)。未來(lái)隨著國(guó)內(nèi)自主可控需求的持續(xù)提升，有望看到完全自主可控的產(chǎn)品出現(xiàn)，原生鴻蒙的發(fā)布，已經(jīng)為這些產(chǎn)品的發(fā)布打好了堅(jiān)實(shí)的地基。