Google為什麼要從頭開發一套新的操作系統 Fuchsia ？
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編者按：鑑於傳統操作系統內核存在規模龐大、不夠實時、缺乏安全等問題，Google、華為等解決方案供應商認為，物聯網設備需要全新的操作系統。但是Fuchsia會像Unix和Linux一樣輝煌嗎？一切都有待觀察。
上週，一羣Google人幹了件奇怪的事情：他們悄悄披露了一套新的操作系統，從理論上來説，這套系統跟Google自己的Android OS是有競爭關係的。
目前正在研發中的這套開源操作系統代號為 Fuchsia，可運行在一切東西上，下至輕量的單用途的設備（比如ATM和GPS單元），上至桌面計算機都可以支持。但跟Android不一樣的是，Fuchsia並不是基於Linux，也不是衍生自任何構成個人計算和通信基礎的其他軟件。相反，這是一次從零開始的嘗試。
Fuchsia還處在早期研發階段，至於這個系統打算怎麼用，Google還沒有放出任何重大公告，這只是一次實驗的可能性也是存在的。儘管如此，Google仍然有大量理由來重置幾十年的軟件史。
執拗的內核
這個東西跟你的手機、平板和筆記本都有關，但你可能還意識不到：它們大多數採用的軟件“內核”都相當老。Android使用的Linux內核，是在1991年開始研發的。Mac OS X、iOS等蘋果平台是以Unix為基礎的，後者源自1969年的貝爾實驗室。Windows計算機基於的 Windows NT內核要追溯回1993年。
內核的目的是管理操作系統的最底層。它處理鍵盤等硬件設備的請求，進行任務調度，並管理文件和內存。為此，它要對操作系統的紛繁複雜之處進行抽象，而這是有幫助的，比方説可以讓開發者不必知道具體打印機型號的情況下進行打印。
對於一個痴迷於最新技術的行業來説，像Unix、Linux以及Windows NT等老內核的彈性似乎有點矛盾。但行業分析師Horace Dediu認為，從最底層水平來看，計算基本上跟幾十年前是一樣的。比方説，今天的Windows計算機使用的芯片就是第一款IBM PC的英特爾處理器的直接後代。從這個意義上來説，內核只不過是件商品罷了。
“我們仍然使用一模一樣的架構，仍然使用一模一樣的計算概念——寄存器、門電路、晶體管——出於這個原因，並沒有做一個更好的內核的必要，” Dediu説：“內核的問題已經解決了。”
我們大概也這麼想吧。這段時間以來我們把傳感器和計算能力打包進更多的東西里面，比方説，把日常家庭變成了智能家庭，並且通常把一切都連接得更加緊密（行話叫做物聯網）。Fuchsia背後的想法也許是認為，像Linux那樣老化的內核已經不足以應對這波新設備了。同樣，創造者也在替現代設想一個新的內核。（內核本身叫做Magenta，基於Google最近的另一個實驗項目LittleKernel）
Zach Supalla的公司Particle為物聯網提供硬件工具包和開發者工具。他指出，對於這些小規模計算設備來説，Linux存在若干問題。
一是Linux對於這類應用來説太大了。即便Linux內核是模塊化的，能夠讓開發者剔除不必要的部分，但最終仍會佔據好幾兆的空間。這意味着更難以把Linux內核塞進廉價的微控制器裏面，從而讓處理器成為必須，而後者往往大得多、貴得多且更耗能。
“全新的供應鏈這道鴻溝還沒有跨越，這對製造提出了更高的品質要求，而且成本還得低很多，” Supalla説。
另一個問題是Linux並不是“實時”的。跟ATM、醫療產品等單用途設備採用的嵌入式系統不同，Linux利用調度機制來處理大批任務。儘管這可以極大發揮通用計算機的性能，但也會導致需要精確定時的設備，比如説3D打印機或者汽車內部的許多電動控制系統出現問題。
“要想確保這玩意兒在確切的微秒時刻運行，你不會希望有個進程在那裏決定什麼時候跑什麼東西，” Supalla説。
Supalla説，對於物聯網應用來説，像Linux這樣的通用操作系統的安全性可能也會更低。其代碼量更大，這意味着可能存在更多的安全漏洞需要處理或者通過防火牆或VPN鎖定。
“運行實時操作系統或者嵌入式系統的價值之一在於，這些系統無需鎖定任何東西，” Supalla説：“它不需要運行一批你需要考慮的東西。除了你寫的軟件以外它不會運行任何東西。”
Supalla的推斷是，Fuchsia是集兩家之大成的一次嘗試，在讓應用和硬件通過操作系統進行通信方面Linux仍然處理得更好，而當今的一些嵌入式操作系統，比如FreeRTOS和ThreadX就沒有前面提到的Linux的那些問題。
“他們可能既想要有Linux那種水平的抽象，又想獲得RTOS的那種性能、小規模以及實時性，” Supalla説：“這些都是非常有價值的東西，而且我認為從理論上來説是可以實現的。只是之前沒做過而已。”
縱向擴展
如果Fuschia的目標只是小規模設備的話，可能就沒那麼值得關注了。但是Fuschia的開發者野心要比這大，他們宣稱該操作系統可擴展到智能手機和桌面計算機上。理論上，這會使得Fuschia成為Google的Android和Chrome OS的直接替代方案。
為什麼要這麼做呢？據Supalla説，可能從頭開始能夠做出一個更高效的操作系統，這反過來又能支持更高效的服務器——對此Google一直都很感興趣。他還指出桌面兼容性還可以模擬一次運行大量更小的設備，從而確保規模化運行。
“讓一千台服務器每次都同時跑同樣的軟件應用，要比折騰一百萬芯片跑起來更容易，所以這對測試更好。” Supalla説。
Dediu的理論不一樣：一套新的操作系統可以讓Google遠離Android遭遇的知識產權授權問題。“因為這是一張白紙式的設計，不會碰到有人去找IP（知識產權）方面的麻煩，”他説：“這也許是一個合理的假設，因為Linux的確有一些棘手的IP問題。”
要記住的是，這也可能就是學術性的。Fuchsia的開發者説他們會完整記錄並最終發佈這套操作系統，但要走的路還很長，而且還不清楚Google會不會給予其充分的支持。Android生態體系已經很龐大（並且正在跟Chromebooks進行合併）。與此同時，Google還在擴展Android的某個版本到物聯網設備，這個帶嵌入式特性的版本叫做Brillo——Linux的缺點見鬼去吧，它正在成為一個成熟的平台，而不僅僅是一個簡單的操作系統。
還有，Unix開始只是一個志願者項目，並未得到貝爾實驗室的承認；Linux Torvalds做Linux也只是自己的愛好。也許幾十年後，我們會討論起 Fuchsia 當初在 Google 內部不太被重視的事情。
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資料來源：36Kr
編者按：鑑於傳統操作系統內核存在規模龐大、不夠實時、缺乏安全等問題，Google、華為等解決方案供應商認為，物聯網設備需要全新的操作系統。但是Fuchsia會像Unix和Linux一樣輝煌嗎？一切都有待觀察。
上週，一羣Google人幹了件奇怪的事情：他們悄悄披露了一套新的操作系統，從理論上來説，這套系統跟Google自己的Android OS是有競爭關係的。
目前正在研發中的這套開源操作系統代號為 Fuchsia，可運行在一切東西上，下至輕量的單用途的設備（比如ATM和GPS單元），上至桌面計算機都可以支持。但跟Android不一樣的是，Fuchsia並不是基於Linux，也不是衍生自任何構成個人計算和通信基礎的其他軟件。相反，這是一次從零開始的嘗試。
Fuchsia還處在早期研發階段，至於這個系統打算怎麼用，Google還沒有放出任何重大公告，這只是一次實驗的可能性也是存在的。儘管如此，Google仍然有大量理由來重置幾十年的軟件史。
執拗的內核
這個東西跟你的手機、平板和筆記本都有關，但你可能還意識不到：它們大多數採用的軟件“內核”都相當老。Android使用的Linux內核，是在1991年開始研發的。Mac OS X、iOS等蘋果平台是以Unix為基礎的，後者源自1969年的貝爾實驗室。Windows計算機基於的 Windows NT內核要追溯回1993年。
內核的目的是管理操作系統的最底層。它處理鍵盤等硬件設備的請求，進行任務調度，並管理文件和內存。為此，它要對操作系統的紛繁複雜之處進行抽象，而這是有幫助的，比方説可以讓開發者不必知道具體打印機型號的情況下進行打印。
對於一個痴迷於最新技術的行業來説，像Unix、Linux以及Windows NT等老內核的彈性似乎有點矛盾。但行業分析師Horace Dediu認為，從最底層水平來看，計算基本上跟幾十年前是一樣的。比方説，今天的Windows計算機使用的芯片就是第一款IBM PC的英特爾處理器的直接後代。從這個意義上來説，內核只不過是件商品罷了。
“我們仍然使用一模一樣的架構，仍然使用一模一樣的計算概念——寄存器、門電路、晶體管——出於這個原因，並沒有做一個更好的內核的必要，” Dediu説：“內核的問題已經解決了。”
我們大概也這麼想吧。這段時間以來我們把傳感器和計算能力打包進更多的東西里面，比方説，把日常家庭變成了智能家庭，並且通常把一切都連接得更加緊密（行話叫做物聯網）。Fuchsia背後的想法也許是認為，像Linux那樣老化的內核已經不足以應對這波新設備了。同樣，創造者也在替現代設想一個新的內核。（內核本身叫做Magenta，基於Google最近的另一個實驗項目LittleKernel）
Zach Supalla的公司Particle為物聯網提供硬件工具包和開發者工具。他指出，對於這些小規模計算設備來説，Linux存在若干問題。
一是Linux對於這類應用來説太大了。即便Linux內核是模塊化的，能夠讓開發者剔除不必要的部分，但最終仍會佔據好幾兆的空間。這意味着更難以把Linux內核塞進廉價的微控制器裏面，從而讓處理器成為必須，而後者往往大得多、貴得多且更耗能。
“全新的供應鏈這道鴻溝還沒有跨越，這對製造提出了更高的品質要求，而且成本還得低很多，” Supalla説。
另一個問題是Linux並不是“實時”的。跟ATM、醫療產品等單用途設備採用的嵌入式系統不同，Linux利用調度機制來處理大批任務。儘管這可以極大發揮通用計算機的性能，但也會導致需要精確定時的設備，比如説3D打印機或者汽車內部的許多電動控制系統出現問題。
“要想確保這玩意兒在確切的微秒時刻運行，你不會希望有個進程在那裏決定什麼時候跑什麼東西，” Supalla説。
Supalla説，對於物聯網應用來説，像Linux這樣的通用操作系統的安全性可能也會更低。其代碼量更大，這意味着可能存在更多的安全漏洞需要處理或者通過防火牆或VPN鎖定。
“運行實時操作系統或者嵌入式系統的價值之一在於，這些系統無需鎖定任何東西，” Supalla説：“它不需要運行一批你需要考慮的東西。除了你寫的軟件以外它不會運行任何東西。”
Supalla的推斷是，Fuchsia是集兩家之大成的一次嘗試，在讓應用和硬件通過操作系統進行通信方面Linux仍然處理得更好，而當今的一些嵌入式操作系統，比如FreeRTOS和ThreadX就沒有前面提到的Linux的那些問題。
“他們可能既想要有Linux那種水平的抽象，又想獲得RTOS的那種性能、小規模以及實時性，” Supalla説：“這些都是非常有價值的東西，而且我認為從理論上來説是可以實現的。只是之前沒做過而已。”
縱向擴展
如果Fuschia的目標只是小規模設備的話，可能就沒那麼值得關注了。但是Fuschia的開發者野心要比這大，他們宣稱該操作系統可擴展到智能手機和桌面計算機上。理論上，這會使得Fuschia成為Google的Android和Chrome OS的直接替代方案。
為什麼要這麼做呢？據Supalla説，可能從頭開始能夠做出一個更高效的操作系統，這反過來又能支持更高效的服務器——對此Google一直都很感興趣。他還指出桌面兼容性還可以模擬一次運行大量更小的設備，從而確保規模化運行。
“讓一千台服務器每次都同時跑同樣的軟件應用，要比折騰一百萬芯片跑起來更容易，所以這對測試更好。” Supalla説。
Dediu的理論不一樣：一套新的操作系統可以讓Google遠離Android遭遇的知識產權授權問題。“因為這是一張白紙式的設計，不會碰到有人去找IP（知識產權）方面的麻煩，”他説：“這也許是一個合理的假設，因為Linux的確有一些棘手的IP問題。”
要記住的是，這也可能就是學術性的。Fuchsia的開發者説他們會完整記錄並最終發佈這套操作系統，但要走的路還很長，而且還不清楚Google會不會給予其充分的支持。Android生態體系已經很龐大（並且正在跟Chromebooks進行合併）。與此同時，Google還在擴展Android的某個版本到物聯網設備，這個帶嵌入式特性的版本叫做Brillo——Linux的缺點見鬼去吧，它正在成為一個成熟的平台，而不僅僅是一個簡單的操作系統。
還有，Unix開始只是一個志願者項目，並未得到貝爾實驗室的承認；Linux Torvalds做Linux也只是自己的愛好。也許幾十年後，我們會討論起 Fuchsia 當初在 Google 內部不太被重視的事情。
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