華為原生鴻蒙操作系統(tǒng)正式發(fā)布，徹底擺脫內核依賴

華為正式發(fā)布了原生鴻蒙操作系統(tǒng)，也是國內首個移動操作系統(tǒng)，這讓其成為繼蘋果iOS與Android系統(tǒng)后，全球第三大移動操作系統(tǒng)。據(jù)了解，目前已有超過15000多個鴻蒙原生應用與元服務上架，通用辦公應用覆蓋全國超過3800萬家企業(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%，許多應用每天都會在上面進行版本迭代更新。截至2024年10月20日，搭載HarmonyOS的鴻蒙生態(tài)設備已超過10億臺。
擺脫內核依賴，鴻蒙系統(tǒng)實現(xiàn)完全自主可控
2019年，華為便已經(jīng)對外公開了鴻蒙操作系統(tǒng)，到了2021年，正式面向消費者的版本也被發(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應用。
所謂AOSP，主要指Android系統(tǒng)的開源項目。它是由Google主導的一個開放源碼計劃，提供了Android操作系統(tǒng)的完整源代碼，包括Linux內核、中間層、應用程序框架以及一些基本的應用程序等。任何人都可以下載這個源代碼，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，也實現(xiàn)了國產(chǎn)操作系統(tǒng)的自主可控。
性能上，據(jù)華為方面透露，HarmonyOS NEXT整機性能相比HarmonyOS 4提升40%，鴻蒙內核性能提升15.7%。
之所以能夠做到性能提升如此之多，一方面在于系統(tǒng)設計時便減少了冗余代碼和復雜的執(zhí)行流程。另一方面，HarmonyOS NEXT去掉了Linux內核，僅支持鴻蒙內核和鴻蒙系統(tǒng)的應用.
公開的信息顯示，當前鴻蒙內核主要由上海交大陳海波教授所帶領的團隊與華為所共同研發(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宏內核來制作，憑借其出色的性能表現(xiàn)與開放的軟件生態(tài)，已經(jīng)在服務器和云計算領域占據(jù)了主導地位，并逐漸滲透到其他領域，如PC與智能手機。
但Linux為了提升在服務器與云計算場景的極致性能，犧牲了部分安全性、可靠性，乃至其他場景的性能。并且由于宏內核中內核模塊的緊耦合，想要添加或修改功能來充分發(fā)揮硬件性能潛力，就需要涉及到大量修改，帶來了巨大的工程量。
相比之下，微內核架構由于遵循最小化原則，僅在內核中實現(xiàn)最小化功能集，并將其他功能實現(xiàn)在解耦的系統(tǒng)服務中。因此，微內核在安全性、可靠性和可擴展性方面天生優(yōu)于宏內核。
但傳統(tǒng)微內核作為通用操作系統(tǒng)內核面臨的主要挑戰(zhàn)包含兼容性挑戰(zhàn)與性能挑戰(zhàn)，而鴻蒙內核在遵循微內核架構最為核心的設計準則的同時，通過架構創(chuàng)新以應對性能和兼容性挑戰(zhàn)。這也得以讓HarmonyOS NEXT在性能上有了巨大的提升，但與之相對的影響是，要求開發(fā)者在新的系統(tǒng)上重新設計一套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)中設計APP，但并不意味著這款系統(tǒng)的兼容性不好。從鴻蒙內核的結構來看，其內部有一個ABI-compliant Shim，這意味著系統(tǒng)能夠幫助軟件克服API差異或者其他二進制兼容性問題。
通俗來講，也意味著鴻蒙系統(tǒng)可以方便的使用各種Linux下的硬件驅動。通常不同的操作系統(tǒng)會有不同的驅動模型和接口，例如，Android系統(tǒng)基于Linux內核，有其特定的HAL（硬件抽象層）來連接硬件與操作系統(tǒng)；而iOS有自己的一套驅動和硬件管理機制。
而HarmonyOS NEXT通過兼容性設計，有望讓芯片不進行太大的變動，便可以直接接入到系統(tǒng)當中，減少開發(fā)的工作量。
顯然，原生鴻蒙的正式發(fā)布，已經(jīng)標志著繼蘋果iOS和Android系統(tǒng)之后，全球第三大移動操作系統(tǒng)的誕生。并且，未來鴻蒙系統(tǒng)將不僅局限于手機領域，還將擴展至電腦等設備，打破對特定芯片和系統(tǒng)的依賴，提升國家安全和促進科技創(chuàng)新。
與此同時，原生鴻蒙系統(tǒng)采用微內核架構，天然支持當下的IoT設備需求，由于內核功能是解耦的，只要內核劃分合理，就可以針對不同的設備定制不同的內核配置，從而實現(xiàn)快速移植和擴展。
以芯片為例，當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突破之前已經(jīng)看到了天花板，因而出現(xiàn)了Chiplets，微內核也是如此。
今年7月份，微軟在全球多地出現(xiàn)“藍屏故障”，導致大量操作系統(tǒng)無法正常工作。甚至影響到了多個國家機場、車站、銀行等行業(yè)。盡管后續(xù)調查發(fā)現(xiàn)，主要問題在于一家美國網(wǎng)絡安全企業(yè)“CrowdStrike”旗下的安全軟件“Falcon”出現(xiàn)了問題，才導致Windows藍屏，進而無法工作。
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大范圍藍屏的問題，那就只能等待微軟的主動修復，而別無他法，若是時間拉長，損失將無可估量。而操作系統(tǒng)的自主可控，至少在面對這一問題時，能夠將損失降低在最小程度。
再進一步思考，如今的手機通常都是Arm+Android，PC則為X86+Windows，服務器則是X86+Linux/Unix等，未來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，進一步加強國內軟硬件的安全可控。
甚至未來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比，并且在性能、功耗、安全性、集成度上都有較大優(yōu)勢。未來也有望看到鴻蒙系統(tǒng)中的一些微內核采用AISC芯片來進行計算，這也給了鴻蒙系統(tǒng)無限的可能。