武延军：有必要加大RISC-V生态投入，打破ARM和X86的生态体系垄断
搜狐科技《思想大爆炸——对话科学家》栏目第37期，对话中国科学院软件研究所副所长、总工程师武延军。
嘉宾简介：
武延军，中科院软件所副所长、总工程师，研究员、博士生导师。担任openEuler社区委员会副主席，OpenHarmony项目群TSC委员，开放原子基金会开源安全委员会主席，中国开放指令集（RISC-V）联盟开源软件工作组组长。主持多项基础软件领域国家级重大任务。当前主要研究方向是开源软件供应链与RISC-V基础软件。
出品 | 搜狐科技
作者 | 张雅婷
手机操作系统，最近再次成为了大众关注的焦点。
一方面， 鸿蒙系统迎来了重要的里程碑。华为近日正式宣布启动原生鸿蒙应用，HarmonyOS NEXT将在明年一季度面向开发者开放。
另一方面，小米、vivo纷纷宣布将推出全新的自研操作系统。10月17日早上，小米宣布澎湃OS正式版已完成封包，第一款搭载该系统的手机小米14系列，已交付工厂正式开始生产。vivo也发布预告称，将在11月1日举行的开发者大会上推出全新自研操作系统。
华为鸿蒙原生应用会为用户体验带来什么样的改变，是否意味着不再兼容安卓？手机厂商纷纷自研操作系统，如何看待这种趋势？在中国计算机大会CNCC2023召开前夕，搜狐科技与中国科学院软件研究所副所长、总工程师武延军进行了深入交流。
武延军告诉搜狐科技，原生应用是指应用在开发和运行的时候，直接调用的目标操作系统提供的接口。
与原生应用对应的是经过二进制翻译或在模拟器上执行的非原生应用，比如说一些已经在安卓上在跑的应用，希望能够不经修改直接跑在新操作系统上，则需要提供一个兼容层，通过内部的转换，从安卓的API映射到新操作系统的API上。
从体验上来看，由于没有经过中间转换层以及兼容技术，所以原生应用的响应速度会更快，存储空间会大幅下降。“比如装一个APP以前要几百兆，现在可能变成了几十兆。”
武延军认为，通常对一个新的操作系统来说兼容已有应用是一个比较好的选择，对于开发者的负担比较轻。不过，一旦这个系统的装机量足够大的时候，必然会选择一个独立发展的路线，就像苹果不会选择兼容安卓。“当开发者为你开发原生APP能得到很高的收益，自然就转过来了。”
对于小米等手机厂商纷纷推出操作系统的现象，武延军评价称，这是因为手机厂商不想只是赚卖手机的钱，还要希望依托于操作系统有生态收益，所以一般有能力、有财力的公司都想有自己的操作系统。
但是他也强调这件事做起来很难，三星之类的巨头也有失败的经历。国内手机厂商做智能终端操作系统需要解决好几大问题，第一是和谷歌的关系怎么处理，因为海外市场极度依赖于谷歌的GMS全家桶。另外，操作系统不是开发出来就OK了，更重要的是生态的维系。
“也不好说这些厂商是否能成功，但是一定要做好心理预期——成功要付出很大的代价，不成功要付出更大的代价。”
操作系统之下，指令集架构的自主可控也是业界关注的重点。毕竟，操作系统与指令集架构是紧密相关的，比如Windows系统主要基于x86指令集，iOS/Android操作系统主要基于ARM指令集。
武延军认为，打破垄断的ARM和X86生态体系，加大对RISC-V开源生态的投入是非常有必要的。“RISC-V开源生态为我们提供了更加开放的选择，全世界共同来制定标准，开发、维护一个开放繁荣生态。特别是，我们将会有一个美国不再占据绝对优势的全球IT新生态。”
以下为对话实录：
搜狐科技：最近鸿蒙原生应用全面启动引发外界的关注，您作为操作系统专家，能否给咱们科普下什么是原生应用？
武延军：原生应用实际上指的是应用在开发和运行的时候，直接调用目标系统的接口和目标系统提供的功能。
那么对应的其实就是以二进制翻译、模拟器运行等方式存在的非原生应用，比如说一些已经在安卓上在跑的应用，希望能够不经修改直接跑在新操作系统上。需要提供一个兼容层，通过内部的转换，从安卓的API映射到新操作系统的API上。
搜狐科技：体验上会有什么区别？
武延军：原生应用体验比非原生更好，因为没有经过任何的中间转换层以及兼容技术，是把系统最好的能力发挥出来了。从用户日常体验来说就是响应速度更快，应用存储空间会大幅的下降，比如装一个APP以前要几百兆，现在可能变成了几十兆。
搜狐科技：鸿蒙原生应用的出现，意味着鸿蒙将不再兼容安卓应用吗？这对于鸿蒙系统的发展有何意义？
武延军：对一个新的操作系统来说，首先兼容已有系统是一个比较好的选择，首先保证了用户的体验，对于开发者的负担也比较轻一些。
但是一旦系统的装机量上去以后，必然会选择一个独立发展的路线，就像苹果不会选择兼容安卓。
搜狐科技：是否兼容安卓对于鸿蒙的发展路径来说会有什么影响？
武延军：应用开发者都是会考虑投入产出比的，我们现在统计大概全世界有将近1000万款左右的APP，不可能每个开发者都会给新操作系统开发一个原生的APP。只有当开发者为你开发原生APP就能得到很高的收益，自然就转过来了。
搜狐科技：小米、vivo也宣布自研操作系统，您怎么看待大家都想建立起自己生态的这种现象？
武延军：手机厂商不想只是赚卖手机的钱，后续还要希望依托于操作系统继续有生态方面的收益。一般来说只要有能力、有财力的公司，都希望有自己的操作系统。
但是实际上这件事儿很难，因为真正有自己操作系统的也没几家，之前三星这种巨头搞过也失败了。国内的手机厂商去做自己操作系统，可能要解决几个问题。
第一是跟谷歌的关系怎么去处理，在很多海外市场有谷歌的GMS全家桶才能保证有销售。第二是生态的维系，这个成本也是非常高。微软Windows维护人员在上千人的规模。
现在国内的厂商已经做了很多尝试，也不好说是否能成功，但是一定要做好心理预期——成功要付出很大的代价，不成功要付出更大的代价。
搜狐科技：操作系统成功的标志是什么？
武延军：通用操作系统的生态是网络状的。梅特卡夫定律说，网络的价值是节点数的平方。所以操作系统，一定是看出货量和装机量。而且必须是有活跃用户数的装机量，很多嵌入式领域设备多，装机量看起来很大，但并没有值得长期维系的生态。
搜狐科技：除了安卓苹果之外，真的会成长起来一个有影响力的生态吗？
武延军：肯定会有，因为以后手机跟人是越来越紧密绑定的，越来越代表人的生活习惯、行为方式、文化特征等，手机操作系统也会按照文化、地域划分，出现相应的操作系统，这是一个必然的趋势。
搜狐科技：有观点认为，做操作系统的难点主要是在生态难以短时间内建立，您怎么看？
武延军：国内的习惯是宁做鸡头不做凤尾，但这对于做生态其实是不太好的。一个团队、一个机构甚至说一个国家都很难去支撑一个复杂的操作系统生态，所以更多应该是说去参与，而不是一定要当老大。
其实国内最近这十几年有各种各样的操作系统，但最后的活跃度和代码体量增长，以及表现出来的商业价值其实是不太够的。
软件价值在于它的“厚重”，体量足够大，支持的场景足够丰富，硬件足够的多，参与的开发者也足够多。
搜狐科技：5月，中国科学院“先导”专项成果发布，包括 “香山”开源高性能RISC-V处理器核、“傲来”RISC-V原生操作系统，能否简单介绍下相关成果和最新进展？
武延军：中国科学院认为RISC-V是未来的技术发展方向并进行了前瞻布局，在计算所部署了RISC-V处理器的研发，在软件所部署了RISC-V基础软件的研发。
这一方面希望中国未来能有一个自己可用的RISC-V的开源处理器IP核，同时也能有与之适配的自己的操作系统。
搜狐科技：香山和傲来主要运用在哪些设备上？
武延军：RISC-V设计的理念就是从MCU、嵌入式设备到高性能服务器，都使用一套统一的指令集。现在RISC-V服务器、万兆交换机、平板、笔记本等都有了，只是还没有到批量发货的阶段。从“性价比”上来讲可能还比ARM、X86还是差一些。
搜狐科技：差在哪里？
从成本来说，RISC-V芯片可以省掉授权费。毕竟ARM的授权费是几百万到数亿美元级别。
所以对一些做低端芯片厂家来说，芯片可能利润也就几百万，于是很快就转到RISC-V上。但对于高端的芯片来说，可能面临的问题不光是授权费，还有解决方案和生态迁移成本。买了ARM授权，使用了ARM公司提供的基础软件，后面的应用软件等生态都基于ARM生长，切换过来有巨大的成本。这时候就要考虑是否有足够的收益，来促成切换。
搜狐科技：有可能取代ARM和安卓系统吗？
技术上来说，RISC-V可以做到和ARM类似的体验。我们希望OpenHarmony去取代安卓，RISC-V取代ARM，从而完全打破垄断。
搜狐科技：我国RISC-V开源生态为何在近年来势头迅猛，这对于CPU、芯片行业有何发展意义？尤其是在供应链安全方面。
武延军：从技术的角度来讲，RISC-V让我们有一个更加开放的技术路线选择，全世界共同来制定标准，共同来开发基础软硬件，共同维护统一生态，共享互联互通互认，促进应用场景的多样性。从地缘政治、开放竞争的角度来讲，以前在ARM和X86体系里面，美国是绝对强势，处于垄断地位，RISC-V将为全世界开创一个美国不再占据绝对优势、各个国家可以充分竞争的新生态。
搜狐科技：CNCC2023即将召开，您参加了《万物智联时代的智能终端操作系统与生态》的主题研讨会，能否谈谈对本次参会的期待，“剧透”下您的主要观点？
武延军：CNCC是中国计算机学会主办的，国内计算机领域规模最大的盛会，非常期待看到新的产品、新的思想。具体到我参加的论坛来说，我做的报告是关于在万物智联时代，如何对操作系统技术栈进行深层次、大范围重构。
操作系统从上个世纪60年代开始，已经发展几十年了，很多历史上积累的功能组件已经构成了对现有技术发展的阻碍。而随着RISC-V的引进，操作系统、内核、编译器、工具链这些可能都要进行变化。我将从指令集、编译器、编程语言和基础C库四个方面，汇报操作系统技术栈重构的思路。
第二十届中国计算机大会(CNCC2023)将于2023年10月26-28日在沈阳举行，会议以“发展数字基础设施，支撑数字中国建设”为主题，展望前沿趋势，分享创新成果。本届大会共设19个特邀报告、3场大会论坛，130场技术论坛和丰富的活动及展览展示，ACM、IEEE CS、IPSJ、KIISE等国际合作学会的代表将出席这一盛会，线下参会人员预计达到万人规模。