安卓定制内幕：普通玩家盖高楼，华为EMUI挖地基

你知道当我们的指尖划过屏幕时,背后跑过多少行代码吗?

手机 就像一个小型的智能工厂,我们通过操作系统对它发出指令,手机的大脑——芯片收到指令,调动CPU、GPU、DSP和NPU处理需求,最后通过操作界面把结果呈现在我们眼前。

其中操作系统是最贴近用户的,用户对一部手机的体验感,很大程度来源于对操作系统的使用感受。当今时代,智能手机性能不断超越,相应的用户体验也在逐步攀升。

日前,鲁大师发布了《鲁大师体验评测报告》,在以“响应”、“完成”、“稳定”三个维度为标准的测评中,华为Mate 30系列手机凭借EMUI10技惊四座,拿下“用户体验之王”。

在这场竞技中,我们看到iPhone 11 Pro、三星S10+等对手赫然在列,华为Mate 30系列是如何凭借EMUI10击败其他安卓机型,甚至超越iOS的呢?

01流畅:源于安卓,反哺安卓

我们都知道EMUI基于安卓原生系统深度定制,在大家以往的认知里,EMUI不过就是花拳绣腿,在原生安卓的基础上进行UI再创作,但华为做的远不止这些。

当今世界手机操作系统分为两大阵营,一个是 苹果 的iOS,一个是安卓。

闭源的iOS用框定一切来保证良好的体验,作为后来者,安卓用开源赢得全世界开发者的智慧,并在市场份额上大幅度超越苹果。但与此同时,开源也带来了严重的问题,其中最为安卓用户诟病的,是长期使用后的卡顿。

安卓系统卡顿背后的原因,一方面是系统开源导致的软件生态的松散管理,另一方面,原生系统低效的资源管理,以及存储碎片的累计效应等,也是导致卡顿的罪魁祸首。为了解决这个问题,EMUI团队成立了专门的“特战组”集中攻关,从系统底层进行优化。

2016年,EMUI 5.0伴随着Mate 9系列发布,一起出现的还有一个被称为“天生快一生快”的方案,在安卓系统被普遍认为流畅不过三个月的时候,它高调承诺消费者“18个月持久流畅”,在当时引起了不小的轰动。

简单来说,该方案以人工智能为核心,对应用侧进行智能分析,判断应用的资源需求特征(计算密集型、RAM密集型、IO密集型等);在硬件资源侧,感知 CPU、内存、IO(Input/Output)、存储等资源状态,通过 AI算法实现应用需求与硬件资源的最佳匹配,并及时合理地整理和回收空闲资源,解决硬件资源协同和 APP占用空间过度膨胀的问题。

“18个月持久流畅”的承诺,在时间的检验下,已经成为现实。在安卓阵营里,华为手机率先甩掉了“卡顿”的帽子,并在追求手机效率的道路上越走越远。

在EMUI 5.0版本中,华为采用F2FS新型文件系统替换原生文件系统Ext4,带来碎片文件的快速整理。这个技术在两年后被谷歌吸收到安卓原生版本中,所有安卓厂商因此受益。

到EMUI 9.1版本,华为更进一步推出超级文件系统EROFS。采用专利压缩算法加持,使系统分区随机读性能平均提升20%,并减少14%系统空间占用,该文件系统已经并入Linux内核主线。

与EROFS同时出现的还有一项颠覆性的技术——方舟编译器,它取代了安卓编译器边解释边执行的模式,而是将这种动态编译改为静态编译,可以做到全程执行机器码。它能够将系统操作流畅度提升 24%、系统响应力提升 44%、第三方应用操作流畅度提升 60%。

到最新一代,EMUI10针对资源调度推出“确定性时延引擎”,它打破Linux中CPU倾向于公平的调度策略,提出“VIP优先调度”、“优先级矫正”、“预留服务”三大变革,完成时延降低31%,时延波动率降低55%,同时保证了用户体验的流畅和稳定。

除此之外,针对 游戏 性能受限问题,EMUI 8.2上线了GPU Turbo,针对网络覆盖不均问题,EMUI 9.0推出Link Turbo……

EMUI基于安卓,但早已发展起自己优化操作系统的逻辑。它不止是在原生安卓上盖大楼,华为EMUI团队针对系统内核的深度优化可以用“动手术”来形容,每一项技术的攻克,都是数年、数以千计的工程师的投入。通过技术反哺,EMUI也给安卓生态带来巨大的价值。

02智慧:AI引擎拉开距离

随着摩尔定律趋近极限,华为要研究的下一个前沿领域是什么?

当华为创始人任正非被问到这个问时,他的回答简单干脆:“人工智能”。

随着手机终端在硬件上的创新趋于同质化,性能差异难以拉开,AI能力已经成了未来手机打开体验差异化的新赛道。

2017年9月,华为发布了全球首款人工智能手机芯片麒麟970,这是全球首颗内置了独立神经网络单元NPU的SoC,可以优化人工智能运算过程,与竞品对比,在处理同样的AI任务时,麒麟970的性能提升了数十倍。

作为对比,Mate 10系列的麒麟970芯片每分钟可识别2005张照片,而苹果的A11处理器只能处理889张照片,三星S8每分钟只能识别95张。

那一年,AI成为Mate 10系列的一大亮点。在自动模式下,Mate 10系列的相机能识别出13种场景,手机芯片通过摄像头捕捉到的画面进行分析和处理,智能选择最适合的摄像头参数完成拍照。

这之后,苹果也在A11处理器中内置了AI芯片,高通的旗舰SoC骁龙也进行了跟进,AI性能在各大手机厂商的赛道上陆续登场。

领跑选手麒麟芯片的AI性能有多可怕?今年9月份,AI Benchmark跑分排行榜更新了移动设备的AI跑分,搭载麒麟芯片的华为与荣耀手机包揽了该榜单的前五名,分别有华为Mate 30 Pro(5G)、荣耀20S等机型。

AI芯片的性能提升为AI应用的广泛展开提供了基础。华为手机的用户可能已经习惯每天早晨起来,手机已经为你规划好上班路线和时长预计;开车即将到达目的地的时候,手机自动定位好停车位置;收到外文邮件时,直接在手机上通过双指按压屏幕进行快速翻译;在街上看到心仪的包包时,打开相机识别并链接到淘宝的购物页面……

AI在EMUI上的应用,还带来了不少耳目一新的功能,这些功能也成为新产品抓住消费者的甜点。Mate 20搭载EMUI 9.0发布,带来了卡路里识别、3D建模、AI人像留色等功能。

(卡路里识别)

Mate 30搭载 EMUI10带来多项特异功能,比如让指尖脱离屏幕的AI隔空操控、可以智能跟踪眼睛视角的AI屏幕随心功能,以及能让“外人”放心看手机的AI信息保护等等。

(AI隔空操控)

面向5G元年,任正非直言人工智能才能够支撑起5G时代,“未来人工智能所带来的影响比乔布斯的移动 互联网 产生的影响更大,但这个发明不一定是华为。”

华为的做法是提供一个平台来使能全社会的AI。在2017年,华为推出了移动终端AI能力开放平台HiAI,提供云、终端、芯片三层的AI能力开放,让全行业的伙伴们都能够基于HiAI,开发各种人工智能的手机应用。

(storysign)

针对失聪儿童,华为联合欧洲聋哑人联盟和动画巨头Aardman联合开发出StorySign APP,它可以通过手机摄像头将选定的儿童故事书翻译成手语,以帮助聋哑儿童进行阅读学习。

在HiAI生态落地的AI应用还包括SketchAR、Sound of Light、Makaron玩图等。

在一次关于方舟编译器的 媒体 沟通会上,华为CBG软件部总裁王成录博士曾向媒体展示过一个公式:深度技术创新+开放生态=用户体验↑

这个公式,同样印证了华为终端AI的发展。

03全联接:打破孤岛,重新定义OS

5G时代,我们的生活会有怎样的变化?

现在大家身边的电子设备和终端产品越来越多,诸如手机、PC、平板、智能音箱、智能电视等等。据统计,到2020年人均IOT设备将达到3.96部,而到2025这一数字将会增长至9.27部。

随着5G的到来,高速率、低时延、大带宽等通信特点,将让连接网络和具备计算能力的终端数量呈几何基数增长,多终端、多场景的智能设备使用场景将会是未来的主流。

多场景生态要求终端之间实现连接与协同,但是硬件之间如何打破隔离呢?华为提出了一个技术——分布式。

分布式系统的核心是终端硬件能力的虚拟化和调用。简单说,就是将终端的功能或硬件能力与终端本身分离开来,如显示、摄像头、麦克风、扬声器等等,然后将这些功能或硬件能力放入一个共享资源池中,各个终端都可以从共享资源池中调用所需的功能或硬件能力。

基于分布式技术,华为打造了全场景终端系统,并在EMUI10上面首先实现了部分功能。

以“多屏协同”功能场景为例,它从系统底层打通了Windows和Android的藩篱,用户可以通过简单的碰一碰形式,将手机和电脑连接在一起,收发 微信 、刷抖音、玩 手游 等操作都可以在电脑上完成,等于将电脑的鼠标、键盘、扬声器等变成手机的虚拟外设。

“畅联”功能场景则实现了手机与大屏、音箱等设备的音视频通话,并可以在这些设备间自由转接。例如在视频通话时,可以用手机调用电视的屏幕和摄像头,把视频通话从手机切到大屏上。华为还实现了用手机调用无人机摄像头,可在无人机应用内直接拨打视频通话。

通过调用周边的硬件能力,华为正将其手机打造成为一个超级机器。未来的华为手机,还将在移动办公、智能家居、运动健康、影音娱乐及智能出行等场景做出扩展。

华为近几年开始高频宣传1+8+N的战略,它将手机作为主入口,PC、平板、智慧大屏、车机、耳机、音箱等作为8个辅入口,N则是泛IoT硬件。华为的格局,是围绕全球超过5.3亿的华为终端用户,构筑起一个全场景智慧生态,而全场景操作系统则是该战略下的重要一步棋,并且已经筹划了近十年的时间。

着眼下一代操作系统的EMUI,正在酝酿一场新的手机竞赛,并影响整个终端产业的话语逻辑。

以前,我们身边的每个终端,都是一座小小的孤岛;

现在,他们将打破物理界限,逐渐连成一片陆地。