Google为什么要从头开发一套新的操作系统 Fuchsia ？

编者按：鉴于传统操作系统内核存在规模庞大、不够实时、缺乏安全等问题，Google、华为等解决方案供应商认为，物联网设备需要全新的操作系统。但是Fuchsia会像Unix和Linux一样辉煌吗？一切都有待观察。

上周，一群Google人干了件奇怪的事情：他们悄悄披露了一套新的操作系统，从理论上来说，这套系统跟Google自己的Android OS是有竞争关系的。

目前正在研发中的这套开源操作系统代号为 Fuchsia，可运行在一切东西上，下至轻量的单用途的设备（比如ATM和GPS单元），上至桌面计算机都可以支持。但跟Android不一样的是，Fuchsia并不是基于Linux，也不是衍生自任何构成个人计算和通信基础的其他软件。相反，这是一次从零开始的尝试。

Fuchsia还处在早期研发阶段，至于这个系统打算怎么用，Google还没有放出任何重大公告，这只是一次实验的可能性也是存在的。尽管如此，Google仍然有大量理由来重置几十年的软件史。

执拗的内核

这个东西跟你的手机、平板和笔记本都有关，但你可能还意识不到：它们大多数采用的软件“内核”都相当老。Android使用的Linux内核，是在1991年开始研发的。Mac OS X、iOS等苹果平台是以Unix为基础的，后者源自1969年的贝尔实验室。Windows计算机基于的 Windows NT内核要追溯回1993年。

内核的目的是管理操作系统的最底层。它处理键盘等硬件设备的请求，进行任务调度，并管理文件和内存。为此，它要对操作系统的纷繁复杂之处进行抽象，而这是有帮助的，比方说可以让开发者不必知道具体打印机型号的情况下进行打印。

对于一个痴迷于最新技术的行业来说，像Unix、Linux以及Windows NT等老内核的弹性似乎有点矛盾。但行业分析师Horace Dediu认为，从最底层水平来看，计算基本上跟几十年前是一样的。比方说，今天的Windows计算机使用的芯片就是第一款IBM PC的英特尔处理器的直接后代。从这个意义上来说，内核只不过是件商品罢了。

“我们仍然使用一模一样的架构，仍然使用一模一样的计算概念——寄存器、门电路、晶体管——出于这个原因，并没有做一个更好的内核的必要，” Dediu说：“内核的问题已经解决了。”

我们大概也这么想吧。这段时间以来我们把传感器和计算能力打包进更多的东西里面，比方说，把日常家庭变成了智能家庭，并且通常把一切都连接得更加紧密（行话叫做物联网）。Fuchsia背后的想法也许是认为，像Linux那样老化的内核已经不足以应对这波新设备了。同样，创造者也在替现代设想一个新的内核。（内核本身叫做Magenta，基于Google最近的另一个实验项目LittleKernel）

Zach Supalla的公司Particle为物联网提供硬件工具包和开发者工具。他指出，对于这些小规模计算设备来说，Linux存在若干问题。

一是Linux对于这类应用来说太大了。即便Linux内核是模块化的，能够让开发者剔除不必要的部分，但最终仍会占据好几兆的空间。这意味着更难以把Linux内核塞进廉价的微控制器里面，从而让处理器成为必须，而后者往往大得多、贵得多且更耗能。

“全新的供应链这道鸿沟还没有跨越，这对制造提出了更高的品质要求，而且成本还得低很多，” Supalla说。

另一个问题是Linux并不是“实时”的。跟ATM、医疗产品等单用途设备采用的嵌入式系统不同，Linux利用调度机制来处理大批任务。尽管这可以极大发挥通用计算机的性能，但也会导致需要精确定时的设备，比如说3D打印机或者汽车内部的许多电动控制系统出现问题。

“要想确保这玩意儿在确切的微秒时刻运行，你不会希望有个进程在那里决定什么时候跑什么东西，” Supalla说。

Supalla说，对于物联网应用来说，像Linux这样的通用操作系统的安全性可能也会更低。其代码量更大，这意味着可能存在更多的安全漏洞需要处理或者通过防火墙或VPN锁定。

“运行实时操作系统或者嵌入式系统的价值之一在于，这些系统无需锁定任何东西，” Supalla说：“它不需要运行一批你需要考虑的东西。除了你写的软件以外它不会运行任何东西。”

Supalla的推断是，Fuchsia是集两家之大成的一次尝试，在让应用和硬件通过操作系统进行通信方面Linux仍然处理得更好，而当今的一些嵌入式操作系统，比如FreeRTOS和ThreadX就没有前面提到的Linux的那些问题。

“他们可能既想要有Linux那种水平的抽象，又想获得RTOS的那种性能、小规模以及实时性，” Supalla说：“这些都是非常有价值的东西，而且我认为从理论上来说是可以实现的。只是之前没做过而已。”

纵向扩展

如果Fuschia的目标只是小规模设备的话，可能就没那么值得关注了。但是Fuschia的开发者野心要比这大，他们宣称该操作系统可扩展到智能手机和桌面计算机上。理论上，这会使得Fuschia成为Google的Android和Chrome OS的直接替代方案。

为什么要这么做呢？据Supalla说，可能从头开始能够做出一个更高效的操作系统，这反过来又能支持更高效的服务器——对此Google一直都很感兴趣。他还指出桌面兼容性还可以模拟一次运行大量更小的设备，从而确保规模化运行。

“让一千台服务器每次都同时跑同样的软件应用，要比折腾一百万芯片跑起来更容易，所以这对测试更好。” Supalla说。

Dediu的理论不一样：一套新的操作系统可以让Google远离Android遭遇的知识产权授权问题。“因为这是一张白纸式的设计，不会碰到有人去找IP（知识产权）方面的麻烦，”他说：“这也许是一个合理的假设，因为Linux的确有一些棘手的IP问题。”

要记住的是，这也可能就是学术性的。Fuchsia的开发者说他们会完整记录并最终发布这套操作系统，但要走的路还很长，而且还不清楚Google会不会给予其充分的支持。Android生态体系已经很庞大（并且正在跟Chromebooks进行合并）。与此同时，Google还在扩展Android的某个版本到物联网设备，这个带嵌入式特性的版本叫做Brillo——Linux的缺点见鬼去吧，它正在成为一个成熟的平台，而不仅仅是一个简单的操作系统。

还有，Unix开始只是一个志愿者项目，并未得到贝尔实验室的承认；Linux Torvalds做Linux也只是自己的爱好。也许几十年后，我们会讨论起 Fuchsia 当初在 Google 内部不太被重视的事情。