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中国人自己的操作系统!谁是国产操作系统之光

2022-04-20张毅黎坤

电脑报 2022年14期
关键词:鸿蒙开源芯片

张毅 黎坤

数字化时代,操作系统国产化是软件国产化的根本保障,更是软件行业必须要攻克的阵地。操作系统在IT国产化中起着承上启下的重要作用,承接上层软件生态和底层硬件资源。操作系统产品面临贸易封锁,故而自主化打造势在必行。而当下,国产操作系统正在从“可用”走向“好用”,鸿蒙、统信UOS、优麒麟、深度Deepin等系统不断成长的同时也不断夯实民族自信与底气,而多年厚积薄发下,当下的国产操作系统究竟能否承载人们的期盼与责任呢?

鸿蒙初开,先行一步的物联网系统

动荡的全球局势,让中国科技自主创新发展的需求愈发迫切。为摆脱核心技术处处受掣肘的现状,国家发布多项政策,提出加快关键硬件和软件的发展,推动各个行业国产化替代的脚步提速,而操作系统作为协同软硬件的中间层,有着重要的战略地位。同时,国家高度认可开源技术体系在发展数字时代科技与产业的重要性,国家“十四五”规划和2035年远景目标纲要提出:“支持数字技术开源社区等创新联合体发展,完善开源知识产权和法律体系,鼓励企业开放软件源代码、硬件设计和应用服务。”

在这样的大背景下,华为从2012年开始研发鸿蒙操作系统,并在2016年立项,以物联网为核心舞台、以打造第三代操作系统为设计和出发点,历经数年打磨。当下,鸿蒙成功构筑OpenHarmony开源项目、“1+8+N”硬件生态(“1”代表手机,“8”代表除手机外华为其他自研设备,“N”代表来自生态合作伙伴的泛IoT产品)、华为自身的HMS应用生态组成的鸿蒙生态,并且逐渐从智能手机、物联网向智能汽车领域迈进,并借助分布式架构与PC系统形成高效互动。

而自第一台微型计算机诞生,经半个世纪发展,应用软件及硬件设备发生了翻天覆地的变化,操作系统的发展经历两个完整的时代更替,目前已站在第三个时代更替的起点。第一个时代是以Windows、Mac OS 为主导的电脑端时代,铸造了属于电脑端时代的WinTel(Windows 系统+Intel 芯片)商业成就;第二个时代是以Android 和iOS 为标志的智能手机端时代,成就了AA(Android  系统+ARM 芯片)商业联盟的繁荣。随着物联网的设备连接量突破百亿级,悄然成为联网设备终端中最主要的组成部分,与之相匹配的第三代“操作系统+硬件”体系正待形成。目前看来,鸿蒙在这一轮物联网系统竞争中拥有一战之力,也成为国产操作系统当下的代表作,然而,针对PC的桌面操作系统从未放弃,随着信安大趋势的崛起,国产桌面操作系统也有了快速崛起的契机。

起步并不晚,信安推动系统国产化

相对于在物联网领域大展拳脚的鸿蒙,国产操作系统声量似乎小了很多,但“棱镜门”事件敲响了国家层面信息安全的警钟,而贸易事件对于芯片、操作系统等关键基础软硬件的限制,也使得发展信创产业(信息技术应用创新产业)成为国家战略。信创产业推进的背景在于,过去中国 IT 底层标准、架构、产品、生态大多数都由美国 IT 巨头来制定,由此存在诸多的安全、被“卡脖子”的风险。全球IT生态格局将由过去的“一极”向未来的“两极” 演变,中国要逐步建立基于自己的 IT 底层架构和标准,形成自由开放生态,国产计算机操作系统自然成为尤为关键的一环。

计算机操作系统作为用户和计算机硬件资源之间的交互,管理调度硬件资源,为应用软件提供运行环境,其根据核心代码是否开放,可分为开源系统、闭源系统两大类。代码不开放的闭源操作系统以微软 Windows 系统为代表,代码免费开放的开源操作系统以Linux 操作系统为代表,Linux kernel(内核)由 Linus Torvalds 在 1991 年发布,代码免费公开,由全球开发者共同贡献,已成为影响最广泛的开源软件项目。以 Linux 内核为基础,不同的开发团体(开源社区、企业、个人等)对内核代码进行一定的修改和补充,加入 GUI(圖形界面)、应用等部分,形成了相应的Linux操作系统发行版,国产操作系统基本属于开源Linux阵营。

整体来看,国内信创产业解决方案主要集中在ARM+Linux体系,ARM芯片国内厂商可以得到完全授权,Linux系统为开源系统,整体体系的研发和迭代可以实现国内信创产业的完全控制。随着国内软硬件产品的日渐成熟和自研生态优势初显,自主创新之路成为国内信息化发展的主线之一。基于战略和安全角度考虑,自2011年开启“核高基”项目以后,CPU/OS等基础软硬件正式开启了国产研发和应用之路。

四十余年沉浮,国产操作系统前世今生

在上世纪 90 年代末,国内就已经出现了早期版本的 Linux 操作系统,相比国外起步并不晚。我 国最早的操作系统研发可以追溯到上个世纪的 70 年代,在 1979 年引进 UNIX 操作系统,许多科 研院所和院校参与了以 UNIX 为基础的操作系统研发工作。后来在90年代,Linux 开源在国际兴 起,国内也紧跟全球趋势,出现了早期的 Linux 操作系统。

红旗 Linux、Xteam Linux、蓝点 Linux等名字曾让国人激动不已,可大部分国产系统虽然起步较早,却未形成足够的市场影响力,许多版本经历了“诞生—短暂辉煌—迅速衰落”的周期。国产的早期 Linux 版本的衰亡,并不能说明 Linux 开源系统无法在国内形成市场化推广,更多在于国内整个IT生态的不完善。B3DF7516-7F80-4257-AEE1-4179866CFA95

以CPU为例,国产CPU很长一段时间在性能上无法和Intel系列竞争,应用软件更是缺乏对国产操作系统的兼容,这让国产操作系统更多时候需要面对“无米下炊”的窘境。

当然,前期大部分国产Linux 系统存在各种问题,在形成之初迅速推向市场,缺乏持续的创新,也未能真正形成差异化的产品定位,无法获得稳定的用户群体以至于无奈夭折。

“仅开发Linux平台是不行的,它必须能在硬件体系结构中进行预装、与外部驱动设备进行配套、众多应用软件要移植到Linux平台上来,从而建立起Linux的生态群。”中国开源软件推进联盟主席陆首群曾表示,“如果没有行业巨头和广大企业的支持,没有开源社区的支持,中国Linux根本不可能发展起来。”

倪光南也曾说,操作系统的成功,关键在于生态系统,需要能够搭建起完整的软件开发者、芯片企业、终端企业、运营商等产业链上的各个主体。

数据来源:公开资料整理,东方证券研究所

信创战略,推动国产操作系统落地

国产IT全行业在2015年出现阶段性的转折——进入“可用”阶段。这一转折的背后,是国产 IT行业发展的整体性和节奏性规律。2015 年是 IT 信创行业的分水岭,国产基础软/硬件行业开始进入“可用”阶段。2015 年是一个特殊的时点,是“十二五”收官之年,同时也是“十三五”规划的谋篇布局之年。2015 年是“互联网+”和“中国制造 2025”提出之年,是 4G 牌照发放的第二年,信息产业发展成为整个经济社会的关注焦点。2015 年也是信创相关工程的开始之年。

2015 年的分水岭是以 2006 年的“核高基项目”为基础和前提的。2006 年,“核高基重大专项”启动。2006 年发布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006 —2020 年)》,将“核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品”列为 16 个科技重大专项之首,简称“核高基重大专项”。

2008 年,“核高基”经审议通过,并正式实施。“十二五”(2011—2015)期间,核高基重大专项以满足国家信息产业发展重大需求的战略性基础产品为重点,突破高端通用芯片和基础软件关键技术,研发自主可控的国产中央处理器(CPU)、操作系统和软件平台、新型移动智能终端、高效能嵌入式中央处理器、系统芯片(SOC)和网络化软件,实现产业化和批量应用,初步形成自主核心电子器件产品保障体系。

基础硬件中的芯片、存储已逐渐被突破,CPU形成了ARM、X86等多个阵营。CPU作为ICT产业基础,因技术专利和工业生产限制,导致国产芯片发展相对缓慢,当前鲲鹏、飞腾、海光 、龙芯等CPU突破技术瓶颈,开始逐渐应用在国内主流行业领域;存储领域,长鑫存储通过发布DDR4内存芯片、DDR4内存条以及LPDDR4X内存芯片,填补国产在内存领域的缺失,实现DRAM领域的突破。

硬件之外,国产操作系统基于Linux开发,在1999年通过冲浪、红旗、蓝点Linux的发布,标志国产操作系统进入Linux元年。随后经过多年的发展,2019年,中国电子集团(CEC)、武汉深之度科技有限公司、南京诚迈科技、中兴新支点等多家国内操作系统核心企业共同发起成立“UOS(unity operating system)统一操作系统筹备组”,并推出统一操作系统UOS。

当前鲲鹏、飞腾、海光 、龙芯等CPU突破技术瓶颈

2020年,信创战略进一步推广之年,国产操作系统的技术生态环境已经成熟。在相关政策的引导下,经过前期的探索和积累,国产软硬件产业形成了整体推进的局面:国产芯片的性能已经足够强大,而中间件、數据库、办公软件、行业应用软件,也涌现了一批优秀的国产企业。操作系统行业整合已是大趋势,产业资源开始向少数优秀企业汇聚。许多操作系统版本在漫长的市场考验下迅速淘汰,而少数厂商凭借扎实的技术积累和不断改进的产品设计,具备了品牌辨识度,而且形成了一定规模的客户群体,比如深之度操作系统、中标软件和银河麒麟等,行业资源逐渐汇集到优秀企业。深之度获得上市公司(诚迈科技)增资,并整合了诚迈原有的部分团队,由此获得充足的资金和人才资源;中国软件旗下的中标软件和银河麒麟合并成为麒麟软件,优势资源整合之后有望进一步提升竞争力。整体来看,国产操作系统行业格局由分散趋于整合,而优势龙头企业的主导地位不断提升。

当下,统信UOS与优麒麟成为国内两款主要国产Linux操作系统,在信创领域具备较大的优势。下面,就让我们一同揭开两款主流国产操作系统的面纱——B3DF7516-7F80-4257-AEE1-4179866CFA95

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