谷歌为何还要从零开始开发新操作系统

谷歌近期宣布正开发一款全新的操作系统 Fuchsia 。那么，在Android系统早已发展壮大的情况下，谷歌为何要从头开始开发又一款操作系统？以下为文章全文：上周，谷歌员工做了一件让人看不明白的事：他们低调地宣布正在开发一款操作系统，从理论上来说，这款操作系统将成为谷歌Android的竞争对手。

这款开源操作系统代号为 Fuchsia ，可以搭载在各种轻量级、单一目的的设备上，例如ATM机和GPS设备，同时也支持PC。不过与Android不同，Fuchsia没有基于Linux内核，也并非衍生于当代其他PC或手机操作系统。实际上，这是从头开始的一项工作。

谷歌并未透露，将利用Fuchsia去做些什么。Fuchsia仍处于早期发展阶段，有可能只是一次尝试。不过，谷歌有着充分的理由，“重启”一个沉寂数十年的软件开发领域。

“外壳坚硬”的内核

你可能不太清楚自己手机、平板电脑和笔记本的某些方面：这些设备操作系统的“内核”非常古老。Android使用了Linux内核，这一内核起源于1991年。Mac OS X、iOS，以及其他苹果平台基于Unix内核，Unix于1969年发源于AT&T贝尔实验室。Windows计算机采用的是可以追溯至1993年的Windows NT内核。

内核的目的是管理操作系统的最底层。内核处理来自键盘等硬件设备的请求，调度计算任务，以及管理文件系统和内存。由于内核的存在，如果一款应用想要调用打印功能，那么开发者并不需要知道打印机的具体型号。

对于一个追求完美的行业来说，Unix、Linux和Windows NT等内核的存在很矛盾。不过业内知名分析师霍拉斯·德迪乌(Horace Dediu)指出，在最底层，计算方式与数十年前相比并没有不同。例如，当前Windows计算机采用的芯片与第一代IBM PC中的英特尔处理器一脉相承。从这种意义上来说，内核是通用的。

德迪乌表示：“我们仍在使用同样的架构，计算的概念没有变化：寄存器、门电路、晶体管。因此，我们没必要研究更好的内核。内核已得到充分的发展。”

或许，这就是大部分业内人士的想法。然而目前，我们正在将传感器和计算元件集成至更多设备，例如将普通家居设备变为智能家居，让所有一切都联网(即物联网)。Fuchsia背后的逻辑或许在于，古老的内核，例如Linux，不适用于这些新生设备。因此，开发者正在构想更现代化的内核。(这里的内核本身名为Magenta，而Magenta又基于谷歌的另一项实验LittleKernel。)

来自Particle的扎赫·苏帕拉(Zach Supalla)指出，Linux给这些小型计算设备带来了问题。Particle提供物联网硬件套装和开发者工具。

一方面，对这些应用来说，Linux的规模太大。尽管Linux内核是模块化的，开发者可以剥离不需要的组件，但最终这仍需要以MB计算的存储空间。这意味着，Linux内核很难被用在廉价的微控制器上。如果想要使用Linux内核，那么开发者必须选择尺寸更大、价格更贵、能耗更高的处理器。

苏帕拉表示：“市场需要质量更好、价格更低的产品，但这样的需求尚未被满足。”

另一方面的问题在于，Linux并不是“实时”操作系统。与ATM机、医疗产品，以及其他单一目的设备中的嵌入式操作系统相比，Linux采用调度算法来管理多任务。尽管这可以使通用目的设备的性能最大化，但也给需要精确定时的设备，例如3D打印机，以及汽车发动机控制，带来了问题。

苏帕拉指出：“如果你想要确保，这些任务有着微秒级的时间精度，那么你不会希望让计算机来决定何时处理哪一任务。”

对物联网设备来说，类似Linux的通用目的操作系统也不太安全。这样的操作系统代码很多，这意味着很可能有更多信息安全漏洞需要解决，或是需要通过防火墙和VPN进行锁定。

苏帕拉表示：“运行实时操作系统或嵌入式操作系统的价值之一在于，你不需要做任何锁定。你不需要太担心这些系统。除了自己编写的软件之外，这些操作系统无法运行任何东西。”

苏帕拉猜测，Fuchsia的目标是将Linux的优点和当前嵌入式系统，例如FreeRTOS和ThreadX，结合在一起。在支持应用和硬件通过操作系统去通信方面，Linux仍要好于绝大多数系统。

他表示：“他们或许希望借鉴Linux的某些抽象概念，以及RTOS的性能、大小和实时性。这将很有价值，我认为从理论这是可以做到的，只是之前没有人去做。”

规模的扩大

如果Fuchsia仅瞄准小型设备，那么可能不是那么值得关注。不过，Fuchsia的开发者有着更远大的目标。他们表示，这一操作系统也将可以用于智能手机和PC。从理论上来说，这将成为谷歌Android和Chrome OS的直接竞争对手。

那么，这样做的动机是什么？苏帕拉认为，从头开始开发将带来更高效的操作系统，而这样的操作系统也可以提升的效率。这是谷歌长期以来一直关注的问题。他还表示，对PC的支持意味着，开发者可以同时模拟运行大量小型设备，确保这些设备的规模化运转。

苏帕拉表示：“你可以搭建数千台服务器，每台服务器都同时运行软件应用的数千个拷贝。因此，对PC的支持意味着更适合测试。”

德迪乌则有着不同看法。谷歌这一新操作系统将解决困扰谷歌已久的Android知识产权授权问题。他表示：“由于这是全新的设计，因此不会存在有争议的知识产权。这是个合理的假设，因为Linux的知识产权问题很复杂。”

不过，这一切都还停留在理论上。Fuchsia的开发者表示，他们最终将发布这一操作系统及相关文档，不过这可能还有遥远的距离。目前尚不清楚，谷歌是否会向这项工作投入资源。Android生态系统已非常庞大(并且正在与Chromebook融合)。与此同时，谷歌也在基于Android开发物联网操作系统，即Brillo。这正在形成一个完整的平台，而不仅是简单的操作系统。

最初，Unix只是贝尔实验室的志愿者项目，没有得到任何组织的认可。而林纳斯·托瓦尔德斯(Linus Torvalds)最初开发Linux时也只是将其当作一个副业。或许未来几十年后，我们也可以对Fuchsia如何发源于谷歌侃侃而谈。