聊聊華為和安卓、ARM、方舟編譯器、自研操作系統

聊聊華為和安卓、ARM、方舟編譯器、自研操作系統


最近華為的事非常受關注,身邊也有很多朋友問我“聽說安卓不給華為用系統了,我的手機以後怎麼辦?”,“聽說華為要搞自己的操作系統了,這個怎麼樣?”,“ARM不給華為授權了,有啥影響?”先說一下,我不是學軟件的,也不是學計算機的,所以瞭解並不一定很深入,就是對這個比較感興趣,我的信息也大都是從互聯網獲得的,也有自己想法在裡面,文章通俗易懂(太深奧的我也不懂),歡迎大家批評指正。


Android

聊聊華為和安卓、ARM、方舟編譯器、自研操作系統

眾所周知,國內各大手機廠的操作系統,都各有各的名字比如小米的MIUI、華為的EMUI、OPPO的ColorOS、三星的One UI,但他們都有一個共同的媽,就是Android(安卓),谷歌的手機操作系統。大家看到的各家手機廠商的系統界面各不一樣,一些細節的功能也不盡相同,但其實都是基於安卓系統加上各自美化後的結果,通俗點說就是安卓提供毛坯房,各家廠商按照自己的想法裝修。好在安卓手機系統是開源的,大家只要遵守開源協議,都可以使用,也可以修改。

這次谷歌禁令,宣佈中止與華為的商業往來,包括了停止供應安卓系統服務。這裡指的不是華為不能用安卓系統了,而是華為使用的安卓系統上不能使用谷歌服務(GMS服務)。

一是不能用谷歌的商業軟件了,這個對國內用戶沒影響,本來咱也用不上。安卓上運行的Gmail,Calendar,YouTube,同步數據等功能都是谷歌的商業軟件服務,這些雖然使用是免費的,但需要得到谷歌的授權才可以。這個對國內用戶幾乎沒有影響,因為眾所周知的原因,我們早就不能用谷歌服務了,所以國內的安卓手機先天就已經閹割掉了谷歌服務。但對於國外用戶,這個影響就大了,因為國外手機用戶,尤其北美和歐洲,都是重度的谷歌服務用戶,大家在谷歌免費的雲上存儲了幾乎所有個人數據,換一臺手機只要登陸自己的谷歌賬號,所有數據都能恢復到新手機上,非常方便。如果華為海外手機禁用了谷歌服務,那影響幾乎是致命的。

二是國內華為手機系統可以正常使用,包括後續更新,就是慢點。由於谷歌的禁令,未來華為不能參與谷歌新版本系統的測試,這樣便不能第一時間更新華為的手機系統,但僅限於不能第一時間,未來谷歌依然會在開源社區發佈新版本的正式版系統,也就是所謂的谷歌ASOP源碼,華為可以使用這個版本的系統製作EMUI,但效率上會落後其他可以參與測試的廠商,以往華為可都是第一時間適配新版安卓系統的廠商哦。


ARM

聊聊華為和安卓、ARM、方舟編譯器、自研操作系統


英國ARM公司是全球領先的半導體知識產權 (IP) 提供商,目前被日本軟銀公司收購,他們的ARM指令集目前在嵌入式、移動等領域應用很廣。

CPU 芯片裡的指令集,它是一顆處理器所能執行的所有指令的總和,也是處理器運行的關鍵。而除了指令集,生產一顆 CPU 芯片自然也會有對應的硬件規格,它被稱為“指令集架構”,而 ARM 帶來的就是“ARM 架構”。大家比較熟悉的另一家擁有指令集設計能力公司是英特爾。如今 PC 市場中大部分筆記本或臺式機設備,都使用來自英特爾的處理器,同樣是因為英特爾掌控了這些芯片的核心,即“X86 架構”。

ARM 和英特爾不同,它並不直接參與芯片製造,而是會把芯片設計方案、使用許可授權給其它公司使用,再賺取授權費用,意味著 ARM 並不掌控整個芯片生產流程。大家所熟知的蘋果A系列處理器、華為麒麟海思、高通驍龍、三星獵戶座、聯發科P系列等等,都是基於ARM指令集,甚至ARM架構。

現在華為 P30 系列使用的麒麟 980 芯片,則是基於 ARMv8 架構開發的。作為業內首顆商用 7nm 製程工藝芯片,整體水準已經可以媲美高通蘋果的同類產品。除了運用在智能手機上的麒麟芯片外,華為還有面向 5G 終端使用的通信芯片,以及面向服務器設備的鯤鵬芯片等,也均涉及到 ARM 架構的使用。

但這種授權也不盡相同。以高通最新的驍龍 855 芯片為例,它在CPU 部分的 Kyro 架構,其實基於 ARMCortex-A76 公版架構微調而來;至於蘋果只供自家使用的 A 系列芯片,則早已經脫離了公版架構,算是自己畫圖紙,但依舊支持 ARM 的指令集。而目前華為的麒麟芯片,仍然基於 ARM 的公版架構進行設計生產非自研架構,意味著華為仍然要和 ARM 保持緊密聯繫,也很難繞過它進行調整。通俗點解釋設計處理器芯片就像是蓋樓,如果連圖紙都沒有,地基也無從打起,之後的樓層搭建乃至是裝修工作更是虛無縹緲。

好在華為之前就買下了ARMv8架構的永久授權,今後處理器依然可以生產,但一旦ARM更新v9架構,如果禁令仍然有效,那麼華為就拿不到最新的架構設計,新款處理器設計生產就很難了

PS.最新消息,5月27日,ARM公司推出了第三代高端CPU架構Cortex-A77以及全新的Valhall GPU架構Mali-G77。這是ARM面向新一代的,包括智能手機在內的移動設備應用推出的更新更強的產品。好在這代產品還是基於ARMv8架構,華為還可以使用。


方舟編譯器

雖然方舟編譯器是在 2019 年 4 月 11 日發佈,但是華為早在 5 年前就開始佈局,但大家都沒有太重視這個東西,直到最近谷歌禁令後,大家才開始關注它。

編譯器是什麼?簡單來講,我們平時使用手機軟件都是由程序員們用Java、Python等等高級語言編寫的,但這種語言手機的硬件不能理解,這時就高級語言和手機硬件之間交流還需要個翻譯在,把人的直觀操作,轉換成硬件可以理解機器語言,這個就是編譯器的作用。但高通的處理器和華為的處理器又不認同一套機器語言,你又不可能要求軟件程序員編寫適合不同處理器的軟件版本,這個工作量太大。

現在的安卓不是在你安裝了軟件之後把整個軟件都翻譯成機器語言,而是根據你的運行情況,一邊優化、一邊編譯,這就像手機裡有個同聲傳譯器,你一邊使用軟件,編譯器一邊翻譯,你用的越多的軟件功能,編譯器翻譯的就越熟練,你根本用不到的功能,乾脆不翻譯。

方舟編譯器不是這樣,它是把用高級語言寫好的軟件,直接全部翻譯成華為處理器可以使用的機器語言,高通、三星的處理器都不能使用。

這麼做的好處就是有針對性的對華為處理器進行優化,肯定要比現階段安卓針對所有處理器編譯的效率更高。打個比方就是寫好稿子去唸,肯定比同聲傳譯的準確性和效率更高。


自研操作系統

基於最近惡劣的外部環境,安卓、ARM、WIFI、SD等的禁令,導致華為自研操作系統受到了廣泛關注。

手機操作系統早起是百花齊放,諾基亞的Symbian、微軟的早期的WindowsMobile、後來的WindowsPhone、谷歌的Android、蘋果的iOS、Palm的WedOS等等,但如今只剩下谷歌的Android和蘋果的iOS兩家,諾基亞和Palm的衰落暫且不談,軟件實力強如微軟也沒能搞定手機操作系統,究其原因主要是系統基本功能缺失,更新速度極其慢、軟件質量偏低,缺乏殺手級應用、合作伙伴看衰,投入太少。所以這就是個負反饋的過程,軟件質量低、數量少——用戶少——沒有開發者開發軟件——軟件質量低、數量少。

所以做操作系統相對容易,難的是說服開發者在你的系統上開發高質量的軟件,體驗上不輸現有系統,並且軟件足夠多,可以涵蓋絕大多數人的需求,也就是所謂的生態環境的建立

。這一點華為應該有這個實力,畢竟坐擁國內第一的銷量,這個裝機量足以說服開發者在華為系統上開發軟件。接下來要看的就是華為系統到底好不好用,能不能媲美目前主流的系統了


結論

當前無論是半導體產業還是其他產業,都很難擺脫上下游供應商的技術,在這個時代,幾乎沒有任何一家公司需要自己包攬所有的環節,也沒有那個必要。如今,我們只能寄希望於華為可以在部分環節找到同等品質下的替代方案,但無論如何,供應鏈條的調整需要重新投入成本,自研技術的開發也需要時間


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