原標題：決戰(zhàn)未來，華為鴻蒙與Google Fuchsia？ 來源：興業(yè)計算機團隊
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5G，開啟萬物互聯(lián)時代
不久前，賽迪《2019-2021年中國物聯(lián)網市場預測與展望數據》報告，對中國市場作出分析，預計未來三年，中國物聯(lián)網市場規(guī)模將保持 20% 以上增長速度，到2021年，市場規(guī)模達到2.6萬億元。什么是物聯(lián)網？物聯(lián)網，指通過網絡接入，實現物與物、物與人的泛在連接。典型物聯(lián)網分為感知層、網絡層、平臺層和應用層。相關應用，則主要體現在智能工業(yè)、智能安防、智慧電力、智慧交通、智慧醫(yī)療、智慧物流、智能家居等領域。
什么是5G？5G，指第五代移動通信技術，具備高速率（10Gbit/秒）、低時延（1ms）、大連接服務（一百萬/平方公里 ）等特性，可以有效提高人與物、物與物之間信息傳遞效率，是實現萬物互聯(lián)的必備條件。
圖1、通信技術發(fā)展史
資料來源：公開信息，興業(yè)證券經濟與金融研究院整理
每一次技術的迭代與更新，都將極大地促進操作系統(tǒng)的發(fā)展，移動互聯(lián)網誕生了 Android/Linux，而 5G 的到來，智能物聯(lián)的爆發(fā)，又將為 OS 提出哪些訴求？
為迎接IoT時代，華為與Google各自發(fā)起“微內核”計劃，試圖打造下一代操作系統(tǒng)，它們分別叫做鴻蒙與Fuchsia。
物聯(lián)網 OS 先行者，Linux 操作系統(tǒng)
正如桌面PC機催生了Windows 與 OS X，移動互聯(lián)網產生了蘋果iOS 與谷歌 Android一樣，5G帶來的低時延與高速率，以及廣闊的萬物互聯(lián)設備，也迫切地需要一款輕巧、可擴展、結構單一的操作系統(tǒng)。盡管Linux操作系統(tǒng)可以通過裁剪與修改，適配多數時下硬件，但其先天的宏內核體系，與龐大的內核結構，注定為其在物聯(lián)網時代的應用，打上折扣。根據官網顯示，Linux內核最新版本，V5.4.13，壓縮后大小在104MB，代碼行數超過2700萬行，內核包括系統(tǒng)進程、線程管理、內存管理、文件系統(tǒng)、驅動與網絡協(xié)議等部分。
圖2、Linux Kernel
資料來源：公開信息，興業(yè)證券經濟與金融研究院整理
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內核，宏內核與微內核？
內核，即操作系統(tǒng)的核心部分，負責管理系統(tǒng)各種資源。我們可以將內核看成連接應用程序和硬件的一座橋梁，是硬件上的第一層軟件實體。宏內核Macrokernel，指用戶服務和內核服務在同一空間中實現的系統(tǒng)內核典型：Unix/Linux/DOS/Windows 9x/MacOS優(yōu)點：易設計與實現、硬件性能高缺點：維護成本高、容錯機制差
微內核Microkernel，則是用戶服務和內核服務不在同一空間中實現
典型：Minix、QNX、Fuchsia、鴻蒙優(yōu)點：模塊化、安全性、靈活、硬件要求低、分布式缺點：IPC額外開銷、Cache命中率低、內存復制
圖3、微內核與宏內核
資料來源：公開信息，興業(yè)證券經濟與金融研究院整理
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鴻蒙 OS：微內核、全場景、分布式2019年8月9日華為開發(fā)者大會，華為消費者業(yè)務CEO余承東正式發(fā)布鴻蒙OS，是由華為開發(fā)，第一個基于微內核的全場景分布式架構操作系統(tǒng)。鴻蒙，最早可追溯至2012年，任正非表示“出于戰(zhàn)略考慮，做終端操作系統(tǒng)”。該項目由上海交通大學陳海波教授領導進行研發(fā)，陳教授，中國操作系統(tǒng)領域頂級人才，首位在SOSP發(fā)表論文的亞洲科學家，SOSP 2017主席，華為鴻蒙OS首席科學家。
圖4、SOSP 2017
資料來源：公開信息，興業(yè)證券經濟與金融研究院整理
圖5、鴻蒙時間表
資料來源：華為大會，興業(yè)證券經濟與金融研究院整理
在物聯(lián)網操作系統(tǒng)開發(fā)方面，華為擁有豐富經驗，其在鴻蒙之前，即已有一套Lite OS——基于實時內核的輕量級物聯(lián)網操作系統(tǒng)，應用范圍包括可穿戴設備、智能家居、車聯(lián)網、LPWA等領域，其Kernel僅10k大小，也是鴻蒙內核目前的組成之一。根據開發(fā)者大會披露的方案，華為計劃通過漸進方式，將Android/Linux內核過渡至鴻蒙微內核上，逐步將宏內核中的文件系統(tǒng)、內存管理系統(tǒng)，移植到鴻蒙內核之外。鴻蒙有三種架構，第一層是內核，第二層是基礎服務，第三層是程序框架。其特點是，基于微內核全場景分布式操控，系統(tǒng)快速、安全、低時延，“比Android、iOS更先進”。
圖6、鴻蒙的規(guī)劃
資料來源：公開信息，興業(yè)證券經濟與金融研究院整理
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Google Fuchsia，與鴻蒙同初心的下一代操作系統(tǒng)
2019年6月28日，Fuchsia開發(fā)者網站Fuchsia.dev正式上線。事實上，在2016年，就已有消息傳出，Google正在研發(fā)Fuchsia——這是一個類似AOSP的開源項目，該系統(tǒng)基于Zircon微內核，受Little Kernel啟發(fā)，用于嵌入式系統(tǒng)，主要使用C語言和C++編寫。Fuchsia最初定位，是一個可以運行在手機、電腦以及智能家居設備等的全能型操作系統(tǒng)，兼容安卓系統(tǒng)。
Google物聯(lián)網戰(zhàn)略1、5G時代將至，應對IoT提前布局物聯(lián)網是未來互聯(lián)網公司發(fā)展方向之一，隨著5G商用的推進，物聯(lián)網發(fā)展進一步提速，智能家居等產品都將包含智能終端，以實現物聯(lián)網統(tǒng)一發(fā)展。而智能終端皆需要操作系統(tǒng)，這對谷歌來說是一塊很大的市場，雖然Android也可以勉強實現，但物聯(lián)網設備復雜，對速度和安全要求更嚴格，Android難以全面應對。2、建立生態(tài)壁壘，整合自身業(yè)務對Google來說，一方面，蘋果對于iOS掌控力度高，且App Store僅由Apple運營，而相比之下，部分應用上線Android之后，就被急速破解，應用商店被各大手機廠商瓜分，渠道分成，難以獲得相應營收。因此，Google需要一款新的操作系統(tǒng)來幫助其建立一整套完整的生態(tài)系統(tǒng)。另一方面，Android在流暢性、速度等方面具有先天缺陷，盡管ART已經取代Dalvik，但仍難以實現內部業(yè)務的整合，所以有必要為日后萬物互聯(lián)生態(tài)做準備。
圖7、Android ART 架構
資料來源：公開信息，興業(yè)證券經濟與金融研究院整理
從宏內核，走向微內核
微內核ZirconFuchsia拋棄了Linux Kernel，采用微內核架構Zircon。Fuchsia的UI 框架使用Flutter，可以實現HTML5 應用和手機原始應用共享。同時，它還支持ARM 和 Intel芯片。由于Android 和 Chrome OS 生態(tài)的不同，二者融合難度較大，Fuchsia目標專為現代化、高處理器的設備，并支持嵌入式設備、智能手機和桌面計算機，市場預期其有望代替Android 和 Chrome OS 成為下一代Google統(tǒng)一操作系統(tǒng)。Fuchsia分層蛋糕模型? Zircon:微內核，基礎服務進程? Peridot: 用戶體驗基礎層，模塊，用戶，存儲服務等? Garnet:設備層面系統(tǒng)服務，軟件安裝、通信、媒體、圖形、包管理等? Topaz:系統(tǒng)的基礎應用，Web, Dart, Flutter圖8、Fuchsia OS 蛋糕層
資料來源：公開信息，興業(yè)證券經濟與金融研究院整理
圖9、Fuchsia OS預計發(fā)布時間
資料來源：公開信息，興業(yè)證券經濟與金融研究院整理
跨設備，云生態(tài)與鴻蒙的目標一致，Google Fuchsia同樣也是一個瞄準多設備，跨平臺的一個操作系統(tǒng)，引用Fuchsia China的說法，即在當今世界，很多人不只有一臺設備，而是多種設備，如手機，臺式機，筆記本電腦，平板電腦等等。根據這種現狀，谷歌似乎正在努力使Fuchsia在所有設備上運行一致，這樣要解決的問題是去維護進程和上下文。一旦你登入谷歌賬戶，你的應用可以自動跨設備存儲。谷歌將Ledger描述為Fuchsia的分布式存儲系統(tǒng)，所有內容都將存儲在云中。
解決OEM統(tǒng)一升級問題Android與Chrome OS都是基于Linux，Android的問題是，在Treble之前，最新Linux內核補丁的更新依賴于設備OEM，但很少有廠商這樣做，因此Android設備用戶不能即時更新補丁。Fuchsia使用定制的、可被持續(xù)更新的內核Zircon來避免這種陷阱。幾乎沒有應用能直接訪問內核，這提供一個額外的安全層，并防止像Android，在系統(tǒng)更新后出現應用不兼容的情況。
圖10、Fuchsia 的跨平臺
資料來源：公開信息，興業(yè)證券經濟與金融研究院整理
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決戰(zhàn)未來，鴻蒙vs Fuchsia
縱觀歷史，每一種技術的出現與更新，都必然伴隨著新興系統(tǒng)的出現，大型機誕生了Unix，集成電路與互聯(lián)網誕生了Windows/Linux，3G/4G移動互聯(lián)網產生了Android與iOS，未來，隨著5G的迅速推廣與落地，設備愈來愈多的智能化將對新興的操作系統(tǒng)提出更多需求。微內核是一種趨勢，也是一個必然要求。作為世界級巨頭的Google與華為，布局之戰(zhàn)已經悄然開始，而中美之間的博弈，也只是盡快的將戰(zhàn)爭擺上臺面。
圖11、Fuchsia 與鴻蒙
資料來源：公開信息，興業(yè)證券經濟與金融研究院整理
華為優(yōu)勢在硬件與通信，Google則在軟件領域具有無可匹敵的競爭優(yōu)勢，未來，拭目以待！
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視頻：Google Fuchsia 體驗
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