20年风云激荡,麒麟国产操作系统是这样炼成的

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20年风云激荡,麒麟国产操作系统是这样炼成的

作者:admin浏览数:2020-10-22 23:28:01

8月13日,中国电子信息产业集团发布由位于天津高新区的麒麟软件有限公司打造的银河麒麟操作系统V10版本。这是中国人在改变信息产业“缺芯少魂”现状征程上的又一次突破;这是国产操作系统首次面向未来万物互联场景,支持手机、平板电脑、PC等终端贯通,实现多端融合的目标;已有超过1000家国内外主流生态企业,在麒麟操作系统上完成1万款以上的软硬件产品适配,面向用户需要的软硬件生态正在建立;完全兼容6大国产CPU品牌……

历经20年,数个大版本的迭代,这是银河麒麟操作系统第一次规模化面向个人用户提供服务——在国际局势越发微妙,中国信息产业仍然面临“缺芯少魂”的时代,这样一款操作系统横空出世,对国人无疑具有更特殊的意义。

这背后,沉淀了一大批国产操作系统从业人员砥砺前行四十年的辛劳和荣耀。

“最初 我对计算机很抵触”

1998年,一位叫孔金珠的年轻人完成了国防科技大学的学业后,受命进入国产银河超级计算机与国家气象局合作的气象预报和气象仿真科研项目,参与相关程序的并行化调试。

“就是告诉计算机技术人员,哪些气象模块是独立的,可以同时运行,哪些是相互关联的,必须串行运行。我之前学的是空气动力学,上学时候没怎么接触过系统编程,很陌生,因为弄不懂还有些抵触,感觉自己以后不太会和这东西有什么关系。”

20年后成为国产操作系统领域举足轻重的开拓者的孔金珠,这时第一次接触到国产超级计算机,也是他第一次领略到分布式操作系统的威力。

“一个大范围气象预报,往往需要几十个上百个节点的数据同时计算。就需要把数据分发到各个节点,并行处理,然后再把数据汇聚起来,而控制这一切的就是分布式操作系统。以前我们运行一次24小时全球气象预报,串行计算要二十多个小时,预报结果出来有雨,雨都下完了。对气象应用进行并行化处理后,多个计算节点同时运行,只需要一个小时就可以。”

但是,当时的应用和系统还在调试阶段,不时地报错,这反倒激起了孔金珠的兴趣,他想知道错出在哪里,想知道在计算机底层,内存管理和任务调度是如何完成的。自此,他几乎把所有的业余时间都用来研究Unix系统和计算机底层技术。他甚至小试牛刀,自己开发了一些基于气象应用的数据库管理软件。

1998年,无疑是互联网产业史上举足轻重的一年:这一年,Windows98横空出世,谷歌在加州郊区一座车库内建立;这一年,备受追捧的华裔青年杨致远,将雅虎的业务带入中国,随后,张朝阳的搜狐公司正式诞生;网易在这一年将自己的定位由软件销售公司转型为门户网站,腾讯也在深圳创办……。

但是,这一年,国产操作系统,仍然面临起步多年进展不大的窘境——“我国的通用操作系统研发起步很早,1989年就研发了cosix,但是因为没有生态,没有用户使用,开发出来就束之高阁;反观人家的操作系统,一代又一代更新,迭代了十几年,研发经验甚至积累了几十年,大量的软件硬件公司做配套,市场占有率也高,就能一代代传承下来,越竞争水平越高。”

“我们现在讲‘卡脖子’,就意味着咱们现在至少‘有脖子’——可是那个时候,我们连可以供人卡的脖子都没有。出去开国际会议,中国人话都说不上,因为你完全没有可说的东西。差距就这么大。”

孔金珠把当时的心情描述为“临渊羡鱼”:看着鱼美味,可是退而结网,却不知道网怎么结。

“二十几年前,先进的操作系统,代码都是封闭的,国内研发人员唯一能从公开资料和论文里获知的信息是:人家的系统很好,能更好的发挥硬件的作用。但是如何实现,想学习都没有地方可以学。”

研发水平的巨大差距直接导致了市场竞争的失败,国产操作系统根本走不出实验室,得不到市场认可。但是,长期以来被封锁、禁运的事实又明明白白地告诉所有科研人员:这样的局面不能长期存在下去,否则,中国信息产业将永远受制于人。

“我们都听说过巨型机的事情:我们花大价钱进口一台巨型机,产权是中国人的,可连放巨型机的屋子,中国人都不能进去。”这样的局面,中国人不可能忍受。

▲我国自主开发的第一批操作系统之一cosix

麒麟出生 生态是个大问题

2002年,国防科技大学接到了国家863重大专项,要研发出国产自主操作系统。孔金珠当时只是助理研究员,但是他“死乞白赖”跟领导申请,终于成功加入项目组。来自中软、浪潮、联想、中科院软件所等等全国软件最顶尖的企业和机构的业内专家齐聚长沙,开始技术攻关,他们要从第一行代码开始构建一个操作系统。

四年后的一个冬天,寒风萧瑟中,新闻联播头条播发消息:中国国产操作系统银河麒麟OS研发成功。

新闻播出的那一刻,就在中央电视台对面的科技部礼堂里,当时是银河麒麟OS研发工程师的孔金珠和同事们还在忙着收拾场地搬设备。即使收获了雪片一样的赞誉,孔金珠心里仍然“诚惶诚恐”。

很多人不知道的是,银河麒麟OS实际上整合了四套操作系统的技术架构,每一个系统,仅内核代码数量就多达400-500万行,而且所有系统都有不同的设计语言和思维逻辑。整合四套系统,原本是想取众家之长,但在推广过程中,这一特点反倒给其他合作伙伴带来了大麻烦——所有新开发的软硬件,需要付出几倍的工作量,才能在银河麒麟OS上运行起来。

一个后发操作系统,市场占有率不高,还要给软硬件厂商添这么多麻烦,给麒麟操作系统做配套这种费力不讨好的事没人会去做。而一个操作系统,如果没有海量的应用支撑,根本存在不下去。有关部门也尝试让很多应用在国产操作系统上进行适配,但由于兼容性缺失,银河麒麟无法替代国外的系统。

刚刚研发出来的国产操作系统,却难倒在了生态问题上。

随后的三年,孔金珠他们四处推广,却处处碰壁,团队一部分人耐不住寂寞,选择了离开,连孔金珠自己都曾经想过转去做前沿研究,不再做应用研发了。

幸运的是,2009年,国家核高基重大专项陆续启动。这是2006年国务院发布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》中与载人航天、探月工程并列的16个重大科技专项之一。麒麟操作系统得到了工信部的支持,得以继续迭代。这一次,研发团队调整了技术路线,侧重点一是自主,二就是生态。

在孔金珠等越来越多人的呼吁下,团队选择了开源的Linux内核,这是一种完全开放的操作系统,拥有庞大的用户群体,全球所有人都可以参与维护、升级、改进。相当于整套系统都在阳光下运行——越是阳光的地方,越是没有病毒。

基于Linux内核,各种独立开发的安全组件加入,团队主导的各种深度优化被实施,终于,参照Linux内核开发的麒麟操作系统3.0问世。各种主流软件经过适配就可以比较轻松地跑在银河麒麟系统上。生态建立,让麒麟操作系统站了起来,在党政军各个关键机关,开启了国产替代的大潮。

▲孔金珠

从摩托车变成了自行车 一切都要从头开始

孔金珠的下一个目标,就是让系统可以适配国产的处理器。经过反复测试、调整、沟通,2009年,银河麒麟适配了国防科大的飞腾1000系列处理器,2010年,银河麒麟适配了龙芯3A处理器。成果喜人。

也就是在这时,中国信息产业“缺芯少魂”的弊端出现了——国产处理器+国产操作系统,运行起来慢得出奇。

“做一个PPT演示,敲了回车键后,页面内容要等很长时间才能显示出来。”孔金珠谈及那段时间的系统时,无奈地说。

“整机处理器换成国产的,一下子在一个更低的基础上又开始做。本来你是有个摩托车,现在给你换个自行车,速度全降下来了,交互体验也差。”“一慢露百丑”,连看个视频都卡,对市场而言,这样的系统没有什么意义。有人给出的评价是“基本可用”,孔金珠对这个评价的翻译是“基本不可用”。国产替代的目标,眼看着又要倒在生态这道坎面前。只不过,这一次,银河麒麟也成了受害者。对此,孔金珠一筹莫展。国产软硬件的春天,从一开始说给别人听,到后来变成了给自己打气。

这个问题,直到2014年,新一代国产处理器的出现,才算得到了解决。以前用国产处理器,银河麒麟从加电到开机要耗时一分钟甚至更久,现在开机速度已经和Windows+X86架构的主流计算机相差不大。

性能不断提升下,国产的办公软件、财务软件、工业软件逐渐开始支持银河麒麟。2016年,某央企集团购买了上万套麒麟系统,国产操作系统正式进入了规模化应用阶段;另外,在“嫦娥”、“长征”等国之重器中,银河麒麟系统也发挥了关键作用,政府和行业领域,采用银河麒麟的更是数不胜数。

2017年,孔金珠成为天津麒麟总裁,他的新任务,是持续推广麒麟品牌,打造自主的操作系统产业链条。

这个任务在当年很不容易,尽管在党政军企等领域已经取得了不俗的业绩,但麒麟操作系统还是打不进消费市场——Windows和Intel建立的操作系统生态太过庞大,要想撼动这个体系,绝非麒麟操作系统一己之力能够完成。

而另一个事实是,不进入消费市场,不和最顶级的对手对决,无论是技术力还是财力,都很难支撑一款操作系统实现长足发展。

用户的习惯是强大的,难以轻易改变。没有外部压力的时候,“造船不如买船,买船不如租船”对个体而言绝对是最理性的选择。对普通人来说,“进口巨型机房不许中国人进”这样的事很遥远,性价比离自己更近一些——有更便宜更好的产品可用,为什么要用国产操作系统呢?

“我就说属于一个马推车阶段。马是市场,车是我们,本来马拉车,市场带动企业发展,是很顺的关系;现在是我们推着市场发展。没有抓手。”

2017年到2018年,对孔金珠和整个团队来说过的都很艰难:天津麒麟发展一直不温不火,占领不了市场,手里没有钱,企业不敢扩张,产品只好在原有基础上修修补补。而这个时候,移动终端操作系统市场早已开始发力,ios和安卓系统两强争霸,话语权还是掌握在外国人手里。

“那段时间坚持团队能坚持,也就是一个信念。另外在天津市也给了很多项目上的一些支持:我们落地,天津就给了我们很多的扶持资金,还有企业所得税一些奖补措施,主动的采购一些我们的国产的软硬件设备。房租也都减免了。我们还参与申报了一些市里的科技项目,这些资金加在一起保证了天津麒麟的正常运转。”

支撑孔金珠的还有一点:信创产业在天津的良好产业环境。

“天津要打造网信产业链,布局了天河超算、飞腾芯片、物联网系统的应用场景。比如飞腾芯片,每一款新的飞腾CPU,在设计阶段,我们就得参与,CPU出来以后,我们系统就要尽快部署上去,测试稳定后,才能交付用户试用。每款CPU都有一大堆整机厂商围着他做整机,都要操作系统来进行适配。工作量就非常大。这需要生态链一起动起来,效率才会提高。”

冰火合并 麒麟V10横空出世

孔金珠咬牙坚持了3年后,市场发生了重大变化。

2018年4月16日,美国商务部网站发布公告,拒绝中国电信设备制造商中兴通讯的出口特权,禁止美国公司向中兴通讯出口电讯零部件产品。期限为7年。公告称,中兴违反了2017年与美国政府达成的和解协议。当时,美国政府指控中兴非法向伊朗和朝鲜出口。

中兴很多重要部件依赖从美国进口,禁止美国公司向中兴通讯出口电讯零部件产品,意味着中兴被断粮,正常生产经营活动无法进行。

在孔金珠看来,这一事件并不令人意外。可是很多中国人第一次发现,原先笃信的市场万能可能并非如此,必须切实提高我国关键核心技术创新能力,把科技发展主动权牢牢掌握在自己手里。

自主的操作系统+国产芯片再一次进入国人视野。麒麟软件又一次迎来了发展的机遇。

“市场扩大了数倍,很多机构开始购买我们的产品。”孔金珠说。

2019年12月6日,中标软件有限公司(中标麒麟)与天津麒麟信息技术有限公司(银河麒麟)正式整合,V10操作系统随之立项。经过反复研讨,吸取过往的经验教训,团队集结了中标软件和天津麒麟旗下所有技术骨干,除了提升安全性之外,把多端融合列为研发目标。此外,同时提出要完全兼容6大国产CPU品牌,整合尽可能多的软硬件。

这是一个艰巨的任务,事后统计,花在兼容软硬件上的时间,包括测试,占研发总耗时的60%以上。

“没有什么更好的办法,只能尽可能地测试所有的场景,找出问题,解决,然后再测试。因为我们要让所有参与的软硬件产品流畅运行,这样才能保证操作系统的生命力。”V10开发骨干,麒麟软件有限公司运维部门负责人刘军说。

就在攻关紧锣密鼓展开的时候,新冠肺炎疫情爆发,对于软件开发行业来说,主要技术人员相互隔离,如果应对不当,会极大影响软件开发进度。尤其麻烦的是,不少骨干成员当时都在湖北,全省封闭,意味正常交流无法进行。

危机之下,麒麟软件不得不召集了一支百人骨干开发团队,封闭在海口展开集中攻关。其他人员在家办公,配合核心团队工作。

2020年4月,V10内测版本完成,又打磨测试了四个月,2020年8月13日,银河麒麟V10系统发布,立即引起广泛关注。

▲银河麒麟操作系统v10发布

中国工程院院士廖湘科予以高度评价。他表示,在安全方面,银河麒麟V10作为国内安全等级最高的操作系统,是首款实现具有内生安全体系的操作系统,成功打破了相关技术封锁与垄断,完全有能力作为承载国家基础软件的安全基石;在生态方面,20年的不断发展使银河麒麟V10的通用和专用应用,都已经构建了丰富的生态系统;在产品方面,麒麟操作系统在我国的客户已经超过10000家,这些成果,对我国数字基建发展意义非凡。

中国自主操作系统的呼吁者,中国工程院院士倪光南的一段表述则充满深意,他说:“经过多年的发展,国产操作系统有了很大的改观,麒麟软件作为中国国产操作系统领军企业,更是功不可没,操作系统被喻为中国的‘魂’,要想取得成功,不仅要有技术上的成功,要有生态上的成功,还要有市场上的成功。”

或许,银河麒麟只是开始。

正如倪光南所说的那样,在今后相当长的时间里,中国网信产业会有一种新的常态——国产自主创新的软件会逐步替代目前处于垄断地位的国外产品,这个过程可能是三五年也可能更长。“但是我们必须坚持这么做,自主创新是我们攀登世界科技高峰的必经之路,此外没有第二条路,不要指望有捷径。”

来源:天津广播

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