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解题下一代操作系统
2021-01-21 17:17:53分享到:
导读:来源:界面新闻 作者:新衡

中国操作系统业界最近大事频频。

12月24日,操作系统产业峰会如期举行;25日,openEuler summit 2020也顺利召开。火热的现场体现了大时代下操作系统产业发展的蓬勃态势和正在迎接的绝佳机遇。


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这两件事情都说明了操作系统领域的火热。一个可见的趋势是,投身于此的产业资源正逐年加码,外部环境微妙调整,内部定力就尤其重要。


操作系统是所有软件体系的基础,软件堆栈的基础底座,也是国家信息化建设的核心组成部分。与应用软件相比,操作系统更需要操作系统公司有前瞻、有定力,长期、坚持做底层的技术研发与生态建设等实际工作。在这样的背景下,操作系统的未来和方向,是一个值得长期探索与思考的问题。带着这样的问题,《界面》采访了中国电科集团旗下普华基础软件公司技术副总肖南。


操作系统嬗变

提到操作系统,需要弄清楚的是,是什么驱动了操作系统的历史进程?

肖南认为,操作系统伴随技术进步,从1970年问世的UNIX诞生至今,存在三次重大的技术革新:第一次,是个人电脑的兴起,当时发生了两件事:Intel 8086CPU的诞生以及鼠标的出现,这两项技术为图形化的桌面系统奠定了基础,才有了个人的桌面PC时代,代表性的公司是苹果、微软和英特尔;第二次是商业互联网的发展,出现了Facebook、谷歌、腾讯、阿里巴巴这一类互联网巨头,催生了大量应用和服务,需要有大量服务器的支撑,产生了大量的终端, 这一时期,基于操作系统的高并发、集群化等技术得到迅速发展。


第三次就更为我们所熟悉了,高分辨率液晶屏的诞生及多点触控技术、3G、无线通信技术的成熟,使移动互联网的兴起,改变了人们对终端的使用场景,其中,2007年前后诞生了以iOS和安卓为代表的移动操作系统。


肖南认为,其中的共通点不难发现,在操作系统历次革新中,有两次是以交互技术的改变而发生的改变,基于鼠标键盘的操作方式天然适合个人电脑的家用办公用途,而在移动CPU技术成熟后,支撑的多点触控技术变为可行,两项技术驱动了移动互联网的爆发。


然而,距离最近一次操作系统变革浪潮已经过去了十多年,更大的变化并没有发生。即使是在人机交互上有所积累的苹果公司,也只是在已有系统上小修小补,更多在指纹与面部识别等技术上做文章,给人以创新乏力之感。“操作系统的发展进入瓶颈期”的共识逐渐增强,原因也不难理解——技术。“从2007年移动互联网兴起至今的13年中,我们还没有看到下一次操作系统技术的重大革新点。”肖南说。


但看似僵局之下,已经隐隐指明了操作系统未来的方向。从交互技术而言,苹果、微软等操作系统大厂先期布局的AR技术,可能是未来操作系统革新的关键点。另一个,则指向至今仍然风生水起的通用人工智能(AGI)。


“新的革新可能也会来自于新的交互技术,比如AR技术的成熟,或者是基于AGI技术的发展。不同的是,AR技术的成熟可能会带来革新,但AGI技术一旦实现,就一定会对操作系统带来重大革新。” 肖南笃定称。


AGI:可能的方向

究竟什么是AGI?简单地说,AGI是人机之间交互的桥梁,它能够增强人对计算机操控的能力和效率。具有自主学习能力,能够获取常识进行推理、决策、解决问题。肖南认为,类脑智能的研究是实现AGI的正确方向,大脑是我们已知世界中唯一具备通用智能的装置。神经生物学发展到今天,我们看到一些重要的发现已经可以大致构成AGI的原型。比如突触的可塑性、神经元的元学习能力以及神经网络广泛的横向调节能力与强大的反馈机制。当然还包括一些其它的重要理论,体现在如何构建更强大的预测和推理等能力。


对于操作系统而言,AGI技术的两大关键能力非常重要:

第一是AGI对自然数据强大的处理能力,未来将作为操作系统的原生能力存在。当前操作系统主要提供硬件资源的管理和访问,图像、视频、声音等数据由应用处理。当基于AGI技术的操作系统实现,应用不再需要解决数据的处理能力,而是将重点解决如何提供更高效、更丰富的功能。


第二是AGI可以提供统一的交互方式,实现与人的无障碍沟通,形成统一的应用界面,从而打破终端局限,让更多用户获得好体验。我们可以想象,AGI作为一个助理,通过更自然的方式,比如语言、表情、手势等与人进行沟通,再将它所理解的意图转化成相应的指令,替人来操作现有的应用。应用不再是与人交互的第一入口,而是由操作系统来统一实现交互。


“如果说人与人的交互是当前人所能感受到的最自然的交互方式,那么人机交互的发展方向应该是更趋向于人与人的交互方式,即机器通过视觉、听觉等感知能力与人交互,而不是人通过键盘、鼠标、触摸屏与机器进行交互。而这一交互的能力将是建立在AGI技术对自然数据的处理能力之上。”肖南说。


当操作系统具备了AGI能力后,就可以作为人与应用间沟通的桥梁而存在。那么,通过操作系统与应用的有效融合,人将不再需要学习不同应用的使用方式,节约了学习成本,提高了人机交互的效率。同时,应用也将借用操作系统的这一能力,能够胜任更复杂的任务,比如,当AGI技术赋能汽车操作系统,使其拥有更强的智能时,我们将真正实现在复杂环境下的自动驾驶。


从这个角度而言,要想实现操作系统不断迭代,必须要不断革新交互技术。正如PC时代的Windows,移动时代的iOS、安卓系统,下一代操作系统,正是为了实现更自然的人机交互。


肖南指出:“在当前的国际国内形势下,下一代操作系统如何发展与布局,应该是整个国产操作系统行业应该思考的问题。抢占技术高点,优先构建技术与生态壁垒,是操作系统发展的优势策略。”


实际上,国家也正在积极加速类脑智能的推进,这一前沿趋势也同时被国内科研机构所关注,在由中国工程院12月18日发布的《全球工程前沿2020》报告中,AGI所涉及的“类脑智能”便在信息与电子工程行业中被重点提及。学术界也正在推动以类脑智能和类脑计算为方向的新的研究方向,来实现由弱到强的人工智能的升级。“对于普华基础软件来说,操作系统是使命,在下一代操作系统的发展布局上不是要不要做,而是如何做?”肖南说。


AGI:生态先行

但光有愿景还不够,操作系统是一个需要仰望天空,同时需要脚踏实地的产业。在看到愿景的同时,也需要认识到,操作系统技术门槛高,需要有非常深厚的技术积累和长时间迭代演进,微软在1985年推出Windows 1.0后,也是经过数十年打磨、优化、迭代,才最终得到市场接受。


这项挑战落实在普华基础软件身上,不难发现其团队的努力,作为国内老牌的专注于基础软件的公司,除了其自主研发的AUTOSAR汽车电子操作系统,成为国内率先通过ISO 26262 ASILD国际功能安全最高等级产品认证之外,在通用操作系统上,普华基础软件做到了支持X86、OpenPower、龙芯、申威、鲲鹏和兆芯等架构,推出了服务器操作系统产品和桌面操作系统产品。同时,普华基础软件也是国内较早把基于Linux内核桌面操作系统部署到切实的生产环境当中的厂商。


今年,有关操作系统的探讨,生态建设变得格外重要。在此次操作系统产业峰会上,我们不难看到普华基础软件在操作系统领域的深度参与。作为系统及解决方案的提供方,普华正在给操作系统生态带来更多的改变。


在峰会同期宣布成立的openEuler社区理事会上,普华基础软件率先成为首届社区理事会成员,与华为、天津飞腾、中国科学院软件研究所等公司和机构一道,以开放社区形式与全球的开发者共建开放、多元和架构包容的软件生态体系。


操作系统是贯穿软件应用的核心部分,下一代操作系统是操作系统行业的机遇,但在当下时代背景下仍显弱势。据统计,我国信息产业营收中软、硬件比例为29:71,而全球平均水平为55:45。软件价值与市场价格的不匹配导致无法长期可持续发展。仍然以微软Windows为例,其累计研发投入达5万工程师,耗资超过200亿美元,我国操作系统显然远远不及。


如今,国产关键软硬件已从单点突破、简单适配阶段,上升为生态协同、融合创新、共创生态价值的新阶段。统一的技术基础、统一的生态环境、统一的协同整个产业界力量共同集合发展,由统一的社区建设去解决产业痛点是产业发展需要的,但目前看来我们还远远没有实现真正的统一落地。


目前,以openEuler为代表的开源社区是我国操作系统的一个重要可行选项,开放开源是软件技术创新的重要途径,充分利用开源、参与开源、支持开源,发展操作系统,联合做大做强是当前最为可行之路。借助社区良好的开源软件支持,可以大幅节省研发成本与时间。


这种合作关系是双赢的,普华基础软件高级安全专家王江涛表示,普华基础软件将通过流程化方式提供软件适配、测试服务,自动化方式构建应用,提供平台硬件支撑、运行支撑和开发支撑工具,长期支撑能力协助用户维护长尾应用项目等方案,去解决openEuler应用落地以及未来从开发者到建立商业应用生态问题。


“普华基础软件不但率先加入openEuler社区,并且在今年3月份,openEuler第一个LTS版本发布的时候就第一时间发布了openEuler的商业发行版,并且在行业市场进行了广泛的测试,最终获得了用户的认可。”对于普华基础软件加入openEuler社区,华为鲲鹏计算产品部部长颜叶就如是表示。


“产业发展,生态先行。” 过去数十年,互联网这些年来的狂飙突进到了一个新的阶段,数字经济想要更好的发展,基础软件部分就必须得跟上来,普华基础软件为代表的操作系统生态参与建设者,为整个产业作出了一个良好示范。


这是数字经济的需要,也是软件产业进一步发展的诉求。