張毅 黎坤
數(shù)字化時代,操作系統(tǒng)國產化是軟件國產化的根本保障,更是軟件行業(yè)必須要攻克的陣地。操作系統(tǒng)在IT國產化中起著承上啟下的重要作用,承接上層軟件生態(tài)和底層硬件資源。操作系統(tǒng)產品面臨貿易封鎖,故而自主化打造勢在必行。而當下,國產操作系統(tǒng)正在從“可用”走向“好用”,鴻蒙、統(tǒng)信UOS、優(yōu)麒麟、深度Deepin等系統(tǒng)不斷成長的同時也不斷夯實民族自信與底氣,而多年厚積薄發(fā)下,當下的國產操作系統(tǒng)究竟能否承載人們的期盼與責任呢?
動蕩的全球局勢,讓中國科技自主創(chuàng)新發(fā)展的需求愈發(fā)迫切。為擺脫核心技術處處受掣肘的現(xiàn)狀,國家發(fā)布多項政策,提出加快關鍵硬件和軟件的發(fā)展,推動各個行業(yè)國產化替代的腳步提速,而操作系統(tǒng)作為協(xié)同軟硬件的中間層,有著重要的戰(zhàn)略地位。同時,國家高度認可開源技術體系在發(fā)展數(shù)字時代科技與產業(yè)的重要性,國家“十四五”規(guī)劃和2035年遠景目標綱要提出:“支持數(shù)字技術開源社區(qū)等創(chuàng)新聯(lián)合體發(fā)展,完善開源知識產權和法律體系,鼓勵企業(yè)開放軟件源代碼、硬件設計和應用服務?!?/p>
在這樣的大背景下,華為從2012年開始研發(fā)鴻蒙操作系統(tǒng),并在2016年立項,以物聯(lián)網(wǎng)為核心舞臺、以打造第三代操作系統(tǒng)為設計和出發(fā)點,歷經(jīng)數(shù)年打磨。當下,鴻蒙成功構筑OpenHarmony開源項目、“1+8+N”硬件生態(tài)(“1”代表手機,“8”代表除手機外華為其他自研設備,“N”代表來自生態(tài)合作伙伴的泛IoT產品)、華為自身的HMS應用生態(tài)組成的鴻蒙生態(tài),并且逐漸從智能手機、物聯(lián)網(wǎng)向智能汽車領域邁進,并借助分布式架構與PC系統(tǒng)形成高效互動。
而自第一臺微型計算機誕生,經(jīng)半個世紀發(fā)展,應用軟件及硬件設備發(fā)生了翻天覆地的變化,操作系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷兩個完整的時代更替,目前已站在第三個時代更替的起點。第一個時代是以Windows、Mac OS 為主導的電腦端時代,鑄造了屬于電腦端時代的WinTel(Windows 系統(tǒng)+Intel 芯片)商業(yè)成就;第二個時代是以Android 和iOS 為標志的智能手機端時代,成就了AA(Android? 系統(tǒng)+ARM 芯片)商業(yè)聯(lián)盟的繁榮。隨著物聯(lián)網(wǎng)的設備連接量突破百億級,悄然成為聯(lián)網(wǎng)設備終端中最主要的組成部分,與之相匹配的第三代“操作系統(tǒng)+硬件”體系正待形成。目前看來,鴻蒙在這一輪物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)競爭中擁有一戰(zhàn)之力,也成為國產操作系統(tǒng)當下的代表作,然而,針對PC的桌面操作系統(tǒng)從未放棄,隨著信安大趨勢的崛起,國產桌面操作系統(tǒng)也有了快速崛起的契機。
相對于在物聯(lián)網(wǎng)領域大展拳腳的鴻蒙,國產操作系統(tǒng)聲量似乎小了很多,但“棱鏡門”事件敲響了國家層面信息安全的警鐘,而貿易事件對于芯片、操作系統(tǒng)等關鍵基礎軟硬件的限制,也使得發(fā)展信創(chuàng)產業(yè)(信息技術應用創(chuàng)新產業(yè))成為國家戰(zhàn)略。信創(chuàng)產業(yè)推進的背景在于,過去中國 IT 底層標準、架構、產品、生態(tài)大多數(shù)都由美國 IT 巨頭來制定,由此存在諸多的安全、被“卡脖子”的風險。全球IT生態(tài)格局將由過去的“一極”向未來的“兩極” 演變,中國要逐步建立基于自己的 IT 底層架構和標準,形成自由開放生態(tài),國產計算機操作系統(tǒng)自然成為尤為關鍵的一環(huán)。
計算機操作系統(tǒng)作為用戶和計算機硬件資源之間的交互,管理調度硬件資源,為應用軟件提供運行環(huán)境,其根據(jù)核心代碼是否開放,可分為開源系統(tǒng)、閉源系統(tǒng)兩大類。代碼不開放的閉源操作系統(tǒng)以微軟 Windows 系統(tǒng)為代表,代碼免費開放的開源操作系統(tǒng)以Linux 操作系統(tǒng)為代表,Linux kernel(內核)由 Linus Torvalds 在 1991 年發(fā)布,代碼免費公開,由全球開發(fā)者共同貢獻,已成為影響最廣泛的開源軟件項目。以 Linux 內核為基礎,不同的開發(fā)團體(開源社區(qū)、企業(yè)、個人等)對內核代碼進行一定的修改和補充,加入 GUI(圖形界面)、應用等部分,形成了相應的Linux操作系統(tǒng)發(fā)行版,國產操作系統(tǒng)基本屬于開源Linux陣營。
整體來看,國內信創(chuàng)產業(yè)解決方案主要集中在ARM+Linux體系,ARM芯片國內廠商可以得到完全授權,Linux系統(tǒng)為開源系統(tǒng),整體體系的研發(fā)和迭代可以實現(xiàn)國內信創(chuàng)產業(yè)的完全控制。隨著國內軟硬件產品的日漸成熟和自研生態(tài)優(yōu)勢初顯,自主創(chuàng)新之路成為國內信息化發(fā)展的主線之一?;趹?zhàn)略和安全角度考慮,自2011年開啟“核高基”項目以后,CPU/OS等基礎軟硬件正式開啟了國產研發(fā)和應用之路。
在上世紀 90 年代末,國內就已經(jīng)出現(xiàn)了早期版本的 Linux 操作系統(tǒng),相比國外起步并不晚。我 國最早的操作系統(tǒng)研發(fā)可以追溯到上個世紀的 70 年代,在 1979 年引進 UNIX 操作系統(tǒng),許多科 研院所和院校參與了以 UNIX 為基礎的操作系統(tǒng)研發(fā)工作。后來在90年代,Linux 開源在國際興 起,國內也緊跟全球趨勢,出現(xiàn)了早期的 Linux 操作系統(tǒng)。
紅旗 Linux、Xteam Linux、藍點 Linux等名字曾讓國人激動不已,可大部分國產系統(tǒng)雖然起步較早,卻未形成足夠的市場影響力,許多版本經(jīng)歷了“誕生—短暫輝煌—迅速衰落”的周期。國產的早期 Linux 版本的衰亡,并不能說明 Linux 開源系統(tǒng)無法在國內形成市場化推廣,更多在于國內整個IT生態(tài)的不完善。B3DF7516-7F80-4257-AEE1-4179866CFA95
以CPU為例,國產CPU很長一段時間在性能上無法和Intel系列競爭,應用軟件更是缺乏對國產操作系統(tǒng)的兼容,這讓國產操作系統(tǒng)更多時候需要面對“無米下炊”的窘境。
當然,前期大部分國產Linux 系統(tǒng)存在各種問題,在形成之初迅速推向市場,缺乏持續(xù)的創(chuàng)新,也未能真正形成差異化的產品定位,無法獲得穩(wěn)定的用戶群體以至于無奈夭折。
“僅開發(fā)Linux平臺是不行的,它必須能在硬件體系結構中進行預裝、與外部驅動設備進行配套、眾多應用軟件要移植到Linux平臺上來,從而建立起Linux的生態(tài)群。”中國開源軟件推進聯(lián)盟主席陸首群曾表示,“如果沒有行業(yè)巨頭和廣大企業(yè)的支持,沒有開源社區(qū)的支持,中國Linux根本不可能發(fā)展起來?!?/p>
倪光南也曾說,操作系統(tǒng)的成功,關鍵在于生態(tài)系統(tǒng),需要能夠搭建起完整的軟件開發(fā)者、芯片企業(yè)、終端企業(yè)、運營商等產業(yè)鏈上的各個主體。
數(shù)據(jù)來源:公開資料整理,東方證券研究所
國產IT全行業(yè)在2015年出現(xiàn)階段性的轉折——進入“可用”階段。這一轉折的背后,是國產 IT行業(yè)發(fā)展的整體性和節(jié)奏性規(guī)律。2015 年是 IT 信創(chuàng)行業(yè)的分水嶺,國產基礎軟/硬件行業(yè)開始進入“可用”階段。2015 年是一個特殊的時點,是“十二五”收官之年,同時也是“十三五”規(guī)劃的謀篇布局之年。2015 年是“互聯(lián)網(wǎng)+”和“中國制造 2025”提出之年,是 4G 牌照發(fā)放的第二年,信息產業(yè)發(fā)展成為整個經(jīng)濟社會的關注焦點。2015 年也是信創(chuàng)相關工程的開始之年。
2015 年的分水嶺是以 2006 年的“核高基項目”為基礎和前提的。2006 年,“核高基重大專項”啟動。2006 年發(fā)布的《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要(2006 —2020 年)》,將“核心電子器件、高端通用芯片及基礎軟件產品”列為 16 個科技重大專項之首,簡稱“核高基重大專項”。
2008 年,“核高基”經(jīng)審議通過,并正式實施?!笆濉保?011—2015)期間,核高基重大專項以滿足國家信息產業(yè)發(fā)展重大需求的戰(zhàn)略性基礎產品為重點,突破高端通用芯片和基礎軟件關鍵技術,研發(fā)自主可控的國產中央處理器(CPU)、操作系統(tǒng)和軟件平臺、新型移動智能終端、高效能嵌入式中央處理器、系統(tǒng)芯片(SOC)和網(wǎng)絡化軟件,實現(xiàn)產業(yè)化和批量應用,初步形成自主核心電子器件產品保障體系。
基礎硬件中的芯片、存儲已逐漸被突破,CPU形成了ARM、X86等多個陣營。CPU作為ICT產業(yè)基礎,因技術專利和工業(yè)生產限制,導致國產芯片發(fā)展相對緩慢,當前鯤鵬、飛騰、海光 、龍芯等CPU突破技術瓶頸,開始逐漸應用在國內主流行業(yè)領域;存儲領域,長鑫存儲通過發(fā)布DDR4內存芯片、DDR4內存條以及LPDDR4X內存芯片,填補國產在內存領域的缺失,實現(xiàn)DRAM領域的突破。
硬件之外,國產操作系統(tǒng)基于Linux開發(fā),在1999年通過沖浪、紅旗、藍點Linux的發(fā)布,標志國產操作系統(tǒng)進入Linux元年。隨后經(jīng)過多年的發(fā)展,2019年,中國電子集團(CEC)、武漢深之度科技有限公司、南京誠邁科技、中興新支點等多家國內操作系統(tǒng)核心企業(yè)共同發(fā)起成立“UOS(unity operating system)統(tǒng)一操作系統(tǒng)籌備組”,并推出統(tǒng)一操作系統(tǒng)UOS。
當前鯤鵬、飛騰、海光 、龍芯等CPU突破技術瓶頸
2020年,信創(chuàng)戰(zhàn)略進一步推廣之年,國產操作系統(tǒng)的技術生態(tài)環(huán)境已經(jīng)成熟。在相關政策的引導下,經(jīng)過前期的探索和積累,國產軟硬件產業(yè)形成了整體推進的局面:國產芯片的性能已經(jīng)足夠強大,而中間件、數(shù)據(jù)庫、辦公軟件、行業(yè)應用軟件,也涌現(xiàn)了一批優(yōu)秀的國產企業(yè)。操作系統(tǒng)行業(yè)整合已是大趨勢,產業(yè)資源開始向少數(shù)優(yōu)秀企業(yè)匯聚。許多操作系統(tǒng)版本在漫長的市場考驗下迅速淘汰,而少數(shù)廠商憑借扎實的技術積累和不斷改進的產品設計,具備了品牌辨識度,而且形成了一定規(guī)模的客戶群體,比如深之度操作系統(tǒng)、中標軟件和銀河麒麟等,行業(yè)資源逐漸匯集到優(yōu)秀企業(yè)。深之度獲得上市公司(誠邁科技)增資,并整合了誠邁原有的部分團隊,由此獲得充足的資金和人才資源;中國軟件旗下的中標軟件和銀河麒麟合并成為麒麟軟件,優(yōu)勢資源整合之后有望進一步提升競爭力。整體來看,國產操作系統(tǒng)行業(yè)格局由分散趨于整合,而優(yōu)勢龍頭企業(yè)的主導地位不斷提升。
當下,統(tǒng)信UOS與優(yōu)麒麟成為國內兩款主要國產Linux操作系統(tǒng),在信創(chuàng)領域具備較大的優(yōu)勢。下面,就讓我們一同揭開兩款主流國產操作系統(tǒng)的面紗——B3DF7516-7F80-4257-AEE1-4179866CFA95