2023 中國計(jì)算機(jī)大會（以下簡稱“CNCC”）-萬物智聯(lián)時代的智能終端操作系統(tǒng)與生態(tài)分論壇，于2023年10月28號下午在沈陽新世界酒店成功舉辦。此外，在2023 CNCC大會頒獎典禮上，OpenHarmony項(xiàng)目獨(dú)獲2023 CCF科技進(jìn)步特等獎殊榮！CCF理事長、中國科學(xué)院院士梅宏教授，CCF獎勵委員會主席、中國工程院院士廖湘科教授現(xiàn)場親自為OpenHarmony項(xiàng)目獲獎代表、OpenHarmony項(xiàng)目群技術(shù)指導(dǎo)委員會（以下簡稱“TSC”）主席陳海波頒獎！

本次分論壇由OpenHarmony TSC主席陳海波擔(dān)任論壇主席，OpenHarmony TSC委員武延軍擔(dān)任共同主席。OpenHarmony TSC委員張兆生、張榮超、賈寧，OpenHarmony技術(shù)俱樂部主任夏虞斌，北京大學(xué)軟件研究所副所長劉譞哲，清華大學(xué)國強(qiáng)教授劉云新等多位重量級嘉賓分享相關(guān)議題，近200位來自科研院所、高校和企業(yè)老師及專家參與，共同交流智能終端操作系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)。分論壇由OpenHarmony TSC委員張榮超主持，包含5個技術(shù)報告和1個Panel。

報告一：《萬物智聯(lián)時代終端操作系統(tǒng)演進(jìn)思考》

OpenHarmony TSC主席，華為基礎(chǔ)軟件首席科學(xué)家陳海波老師分享《萬物智聯(lián)時代終端操作系統(tǒng)演進(jìn)思考》報告，報告從多個維度分享萬物智聯(lián)時代操作系統(tǒng)演進(jìn)趨勢的洞察、關(guān)鍵技術(shù)成果與演進(jìn)思考、以及在OpenHarmony的實(shí)踐。

陳海波老師在報告中表示，操作系統(tǒng)推動了各個歷史時期信息產(chǎn)業(yè)浪潮誕生與發(fā)展。相應(yīng)地，在不同歷史時期的操作系統(tǒng)所承擔(dān)的使命、技術(shù)特征、以及成功要素也是與該時期的產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)息息相關(guān)。當(dāng)前，正迎來萬物智聯(lián)時代這一重要的換道超車機(jī)遇期。

在萬物智聯(lián)時代，智能終端操作系統(tǒng)主要存在三大關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)，包括高效抽象：萬物智聯(lián)時代，如何高效抽象與協(xié)同硬件；全局最優(yōu)：如何統(tǒng)籌全局資源提供最優(yōu)性能、能效與體驗(yàn)；全場景協(xié)同：如何面向萬物智聯(lián)，構(gòu)建分布式全場景協(xié)同體驗(yàn)三個方面。

此外，“昆蟲綱悖論”呼喚“元OS架構(gòu)”創(chuàng)新，即通過一個可以被靈活組裝的操作系統(tǒng)能力集合(OS Kit)，基于一個高度彈性的架構(gòu)，將這些操作系統(tǒng)能力組合成為滿足千行百業(yè)場景需要的場景化操作系統(tǒng)。

陳海波老師介紹OpenHarmony實(shí)踐元OS架構(gòu)，彈性適配多場景。報告重點(diǎn)介紹了高性能只讀壓縮文件系統(tǒng)EROFS、基于DRAM與Flash深度融合的高性能內(nèi)存管理、業(yè)務(wù)感知與多硬件資源協(xié)同的智能感知調(diào)度、分布式根技術(shù)支撐自由互聯(lián)、流轉(zhuǎn)、播控和共享、便捷高效支撐多設(shè)備、多應(yīng)用開發(fā)等OpenHarmony涉及的關(guān)鍵技術(shù)。

此外，陳海波老師也分享了智能終端操作系統(tǒng)未來演進(jìn)的思考，包括時空自然交互，帶來體驗(yàn)躍遷；從單節(jié)點(diǎn)確定性走向端到端確定性；后摩爾時代，智能終端計(jì)算范式演進(jìn)；從分層解耦走向垂直整合，底座技術(shù)重構(gòu)；重構(gòu)安全隱私范式，防止出現(xiàn)安全“木桶”；原生智能架構(gòu)，構(gòu)筑終端智能新體驗(yàn)6個思考點(diǎn)進(jìn)行闡述。

報告二：《關(guān)于重構(gòu)操作系統(tǒng)技術(shù)棧思考》

OpenHarmony TSC委員、中國科學(xué)院軟件研究所副所長武延軍首次分享“關(guān)于重構(gòu)操作系統(tǒng)技術(shù)棧思考”技術(shù)報告。萬物智聯(lián)時代對操作系統(tǒng)提出了新的需求，如高帶寬低時延互聯(lián)、多樣化算力、數(shù)據(jù)搬運(yùn)、應(yīng)用流轉(zhuǎn)、多屏互動等。同時，與操作系統(tǒng)強(qiáng)關(guān)聯(lián)的上下游新方向也在加速演進(jìn)，以RISC-V、Rust為代表的新趨勢已經(jīng)顯現(xiàn)。報告認(rèn)為操作系統(tǒng)的傳統(tǒng)技術(shù)棧已經(jīng)到了可以進(jìn)行大幅重構(gòu)的時刻。武延軍老師介紹四個層面的操作系統(tǒng)技術(shù)棧重構(gòu)思考：聚焦RISC-V的指令集級別重構(gòu)，選取LLVM的編譯器級別重構(gòu)，采用Rust的編程語言級別重構(gòu)，以及替換GNU基礎(chǔ)C庫的運(yùn)行時級別重構(gòu)。希望通過這些大范圍、體系化的技術(shù)重構(gòu)，為萬物智聯(lián)的新生態(tài)，打下基礎(chǔ)軟件的新地基。

武延軍老師首先介紹目前主流操作系統(tǒng)技術(shù)棧情況，主要分為四個層面，硬件交互層面以指令集為接口，目前支持最完整的是X86指令集和ARM指令集，RISC-V也有迅猛增長的勢頭；在內(nèi)核層面，操作系統(tǒng)開發(fā)以C語言為主，近年開始逐漸出現(xiàn)Rust語言的身影；用戶層POSIX接口由運(yùn)行時C庫來提供，目前應(yīng)用最廣泛的是glibc，musl以及bionic等。

此外，武延軍老師表示目前正處于移動互聯(lián)網(wǎng)時代的頂峰，萬物互聯(lián)時代的前夜。萬物互聯(lián)時代將有億萬級別的設(shè)備加入到網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，大量設(shè)備需要操作系統(tǒng)為應(yīng)用提供良好的跨設(shè)備協(xié)作能力，這是操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)的一大挑戰(zhàn)。同時，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展?jié)M足了互聯(lián)設(shè)備間高帶寬、低延遲的需求，使異構(gòu)互聯(lián)等假設(shè)真正成為現(xiàn)實(shí)，萬物互聯(lián)的操作系統(tǒng)需要及時提供高帶寬/低時延的能力。對應(yīng)用層面，多設(shè)備協(xié)作、應(yīng)用流轉(zhuǎn)等全新設(shè)計(jì)成為可能。人與機(jī)器的交互將逐步擺脫目前觸控為主的UI方式，轉(zhuǎn)向多設(shè)備的協(xié)同交互，更加自然隱蔽。

武延軍老師表示，針對上述提到的操作系統(tǒng)在萬物互聯(lián)時代將遇到的挑戰(zhàn)，操作系統(tǒng)對應(yīng)技術(shù)棧的演進(jìn)方向也將隨之改變。在操作系統(tǒng)抽象層面，僅僅開發(fā)支持硬件抽象的操作系統(tǒng)，并不能很好的在萬物互聯(lián)的海量設(shè)備上做多樣化拓展，操作系統(tǒng)抽象的要求將被拔高，這也意味著操作系統(tǒng)技術(shù)棧需要作出適應(yīng)。一方面，軟硬件將以各自節(jié)奏快速進(jìn)行迭代，海量設(shè)備將成為成千上萬軟硬件廠商的角逐平臺，用戶由此受益；這進(jìn)一步要求作為軟硬件交互接口的指令集需要更加透明靈活，與硬件廠商應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步解綁。其次，不同設(shè)備上的應(yīng)用除了需要更大程度的源碼復(fù)用遷移，還需要高度可定制化的編譯過程，來進(jìn)一步提升操作系統(tǒng)在不同設(shè)備上的拓展能力。在編程語言方面，C語言經(jīng)過幾十年的迭代，已經(jīng)能夠在操作硬件和性能優(yōu)化方面做到幾乎極致，但是過于靈活的語法已經(jīng)成為目前代碼安全性的一大威脅。在萬物互聯(lián)時代，數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)將成為常態(tài)，完全使用C語言的操作系統(tǒng)將面臨著攻擊面過大的危險。如何在保證開發(fā)效率的同時，兼顧系統(tǒng)性能與安全，將成為OS技術(shù)棧的一個關(guān)注重點(diǎn)。再次，正如前面提到的，移動互聯(lián)網(wǎng)時代的生態(tài)建設(shè)，其實(shí)就是海量應(yīng)用的生態(tài)支撐。而絕大多數(shù)應(yīng)用依賴于C庫提供的通用編程接口而非直接進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)用；如何提供更靈活可遷移的C庫，讓應(yīng)用開發(fā)能夠自然運(yùn)用多設(shè)備能力，使用操作系統(tǒng)提供的跨設(shè)備協(xié)作能力，將是未來技術(shù)棧演進(jìn)的一個重要方向。另一方面，目前大模型的應(yīng)用已經(jīng)逐漸開始影響軟件開發(fā)的工作流程，在不遠(yuǎn)的將來也將勢必影響操作系統(tǒng)等基礎(chǔ)軟件的研發(fā)，如何可靠高效的讓操作系統(tǒng)技術(shù)棧與大模型代碼生成能力相結(jié)合，也是一個值得思考的問題。

武延軍老師接下來從4個重點(diǎn)方向剖析面向萬物智聯(lián)的OS技術(shù)棧演進(jìn)：

重構(gòu)一：面向指令集的標(biāo)準(zhǔn)化演進(jìn)

武延軍老師表示，從OS/360提出基于指令集架構(gòu)的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)分離思想開始，指令集已經(jīng)成為軟硬件互操作接口的標(biāo)準(zhǔn)層。萬物互聯(lián)時代的操作系統(tǒng)需要支持大量的設(shè)備，而同時兼顧多種指令集，或是依賴于某一硬件廠商提供的指令集，將會大大拖慢軟硬件迭代速度。操作系統(tǒng)為適應(yīng)多種指令集發(fā)展將需要承擔(dān)沉重設(shè)計(jì)包袱；開源的RISC-V指令集的迭代方式，無疑具有更強(qiáng)的適應(yīng)性，未來操作系統(tǒng)技術(shù)棧將深入到軟硬件交互的最前沿，以RISC-V開源指令集為焦點(diǎn)，下沉系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)需求，真正做到軟硬件廠商合力一處。

反過來，萬物智聯(lián)場景將催生大量垂直優(yōu)化需求，軟硬件廠商針對優(yōu)化需求而反饋到RISC-V基金會層面，能夠推進(jìn)RISC-V指令集更快速適應(yīng)萬物智聯(lián)場景。這一點(diǎn)是舊有格局中從硬件廠商到軟件適配的單向迭代流程所無法滿足的。

重構(gòu)二：基于LLVM的編譯器級別“重構(gòu)”

武延軍老師認(rèn)為，未來操作系統(tǒng)技術(shù)棧的編譯套件也將迎來一輪重構(gòu)，LLVM表現(xiàn)出的強(qiáng)大定制性和商業(yè)友好，將在萬物智聯(lián)時代更受軟件廠商青睞。如果所有組件都采用LLVM框架編譯，針對組件自身設(shè)計(jì)挖掘定制化編譯需求；將能夠以LLVM為橋梁，釋放軟件優(yōu)化的潛力，并可與RISC-V可拓展開源指令集的優(yōu)勢疊加，有助于廠商在多個設(shè)備上同時進(jìn)行軟硬件協(xié)同優(yōu)化。這件事情，早在十幾年前就已經(jīng)受到蘋果的關(guān)注并付諸實(shí)踐。萬物智聯(lián)的浪潮將是在開源視角推進(jìn)這一模式的有利時機(jī)。

重構(gòu)三：Rust與 C 融合的編程語言級重構(gòu)

武延軍老師認(rèn)為，從操作系統(tǒng)技術(shù)棧重構(gòu)的角度，Rust更應(yīng)當(dāng)作為現(xiàn)有C語言的有利補(bǔ)充。

前面提到，C本身是與第四版Unix一同出現(xiàn)，是一門為了管理硬件，貼合底層而生的高級語言，它具有幾乎無法超越的性能優(yōu)化能力，以及操作硬件的能力。但隨之而來的是C語言的語法靈活程度太高，像指針這樣的語法即使動用代碼靜態(tài)分析，也極難保證內(nèi)存安全。

而Rust作為新興的系統(tǒng)編程語言，通過編譯器檢查的方式來保障內(nèi)存安全，在保證類C的性能的同時，能夠大幅提升開發(fā)效率和協(xié)作效率。從語法層面彌補(bǔ)了C語言過于靈活的缺點(diǎn)，但同時保留了和C二進(jìn)制兼容的優(yōu)勢。同時，Rust在直接操作裸內(nèi)存的方面沒有C靈活；因此Rust作為C代碼重構(gòu)的有利補(bǔ)充，將有助于達(dá)到安全和性能雙贏的局面。從開源操作系統(tǒng)軟件迭代的角度而言，這將會大大明確開發(fā)過程的安全邊界，減輕操作系統(tǒng)核心開發(fā)人員的心智負(fù)擔(dān)。

重構(gòu)四：用muslc替換glibc的C標(biāo)準(zhǔn)庫級別重構(gòu)

武延軍老師認(rèn)為，萬物智聯(lián)時代的應(yīng)用，或?qū)⒀永m(xù)移動互聯(lián)網(wǎng)時代的應(yīng)用組織模式，但存在跨設(shè)備運(yùn)行、應(yīng)用流轉(zhuǎn)等新的特征。在這一基礎(chǔ)上，應(yīng)用眼中的操作系統(tǒng)能力，主要表現(xiàn)為C庫的能力，C庫將是操作系統(tǒng)能力的有效外延。在萬物智聯(lián)時代，操作系統(tǒng)技術(shù)棧需要提供更加靈活可定制，更高效，且可無縫遷移的C庫。glibc存在代碼臃腫等問題，在移動互聯(lián)網(wǎng)時代已然捉襟見肘；而musl作為更輕量的C語言運(yùn)行時庫，或可成為萬物智聯(lián)時代C庫的一個基礎(chǔ)版本。在此基礎(chǔ)上，依賴LLVM良好的定制性，可以實(shí)現(xiàn)拓展性更強(qiáng)的C庫。

報告三：《泛在智能系統(tǒng)軟件：進(jìn)展與挑戰(zhàn)》

北京大學(xué)軟件研究所副所長、ACM杰出科學(xué)家劉譞哲，分享“泛在智能系統(tǒng)軟件：進(jìn)展與挑戰(zhàn)”技術(shù)報告。在泛在計(jì)算時代，智能化已經(jīng)成為信息化應(yīng)用的重要特征，高效可靠地支持機(jī)器學(xué)習(xí)/深度學(xué)習(xí)模型已經(jīng)成為系統(tǒng)軟件必備的基礎(chǔ)能力。隨著模型結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜、異構(gòu)資源不斷涌現(xiàn)、算力需求持續(xù)增長、以及對數(shù)據(jù)安全隱私的逐漸重視，對系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)提出了新的挑戰(zhàn)，也帶來了新的機(jī)遇。報告介紹劉譞哲老師團(tuán)隊(duì)近年來在面向泛在智能系統(tǒng)軟件的進(jìn)展，包括面向端側(cè)/邊緣側(cè)原位計(jì)算范式的異構(gòu)資源協(xié)同調(diào)度、混合精度并行化模型訓(xùn)練、非勻速多模型協(xié)同推理等方面的工作。

報告四：《智能終端操作系統(tǒng)的個人數(shù)據(jù)處理與保護(hù)》

OpenHarmony技術(shù)俱樂部主任，上海交通大學(xué)教授夏虞斌分享“智能終端操作系統(tǒng)的個人數(shù)據(jù)處理與保護(hù)”技術(shù)報告。智能終端作為個人的數(shù)字世界主要入口，記錄了大量的個人數(shù)據(jù)，合理利用這些數(shù)據(jù)將帶來效率的極大提升。報告主要介紹在終端操作系統(tǒng)層面，利用人工智能和機(jī)密計(jì)算等新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對個人數(shù)據(jù)的存儲、使用和保護(hù)的新方法。

報告五：《面向異構(gòu)設(shè)備的DNN模型推理優(yōu)化》

清華大學(xué)國強(qiáng)教授、博士生導(dǎo)師劉云新，分享“面向異構(gòu)設(shè)備的DNN模型推理優(yōu)化”技術(shù)報告。出于隱私保護(hù)、數(shù)據(jù)安全、高可靠、低延遲以及節(jié)省成本的考慮，在端側(cè)設(shè)備上部署和運(yùn)行DNN模型成為趨勢。和云端服務(wù)器相比，端側(cè)設(shè)備不僅計(jì)算資源有限，計(jì)算硬件也呈現(xiàn)強(qiáng)異構(gòu)性，包括大小核CPU、GPU、DSP以及NPU等。如何充分利用這些異構(gòu)多處理器的計(jì)算能力提升DNN模型推理的性能，面臨巨大的挑戰(zhàn)。本報告介紹劉云新老師團(tuán)隊(duì)近期在面向異構(gòu)設(shè)備的DNN模型推理優(yōu)化方面的相關(guān)工作，重點(diǎn)關(guān)注如何提升基于異構(gòu)多處理器的并行DNN模型推理的性能，以及如何高效自動生成適配異構(gòu)多處理器的DNN模型。

Panel 圓桌討論

分論壇的最后環(huán)節(jié)，OpenHarmony TSC委員賈寧主持Panel圓桌討論，陳海波、夏虞斌、劉云新、 張兆生、 張榮超等嘉賓參與，基于“萬物智聯(lián)時代我國智能終端操作系統(tǒng)的機(jī)遇、挑戰(zhàn)，以及如何實(shí)現(xiàn)開源共創(chuàng)的合力”的主題，嘉賓就下一代終端操作系統(tǒng)的主要特征以及給工作生活會帶來什么樣的改變，終端操作系統(tǒng)當(dāng)前演進(jìn)最大的挑戰(zhàn)及后發(fā)的操作系統(tǒng)如何獲得競爭優(yōu)勢，人工智能的浪潮下操作系統(tǒng)有哪些機(jī)遇和挑戰(zhàn)，開源社區(qū)在推動我國終端操作系統(tǒng)發(fā)展上能起到哪些作用及如何更好的激發(fā)社區(qū)活力，學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界如何協(xié)作才能更好的形成合力推動我國操作系統(tǒng)發(fā)展等話題進(jìn)行深入討論。

此外，在2023 CNCC大會頒獎典禮上頒發(fā)了“CCF科學(xué)科技成果獎”。該獎設(shè)立于2012年，授予在計(jì)算機(jī)科學(xué)、技術(shù)或工程領(lǐng)域具有重要發(fā)現(xiàn)、發(fā)明、原始創(chuàng)新，在相關(guān)領(lǐng)域有一定國際影響力，且國內(nèi)尚未獲得政府獎勵的優(yōu)秀科技成果。2023年共有40個項(xiàng)目分別獲得CCF科技成果獎的自然科學(xué)獎、技術(shù)發(fā)明獎、科技進(jìn)步獎。

OpenHarmony項(xiàng)目獨(dú)獲2023 CCF科技進(jìn)步特等獎殊榮！CCF理事長、中國科學(xué)院院士梅宏教授，CCF獎勵委員會主席、中國工程院院士廖湘科教授現(xiàn)場親自為OpenHarmony項(xiàng)目獲獎代表、OpenHarmony技術(shù)指導(dǎo)委員會主席陳海波頒獎。

分論壇嘉賓合影留念

分論壇主席陳海波老師為分論壇嘉賓頒發(fā)證書

分論壇現(xiàn)場觀眾交流

2023年11月4日，第二屆開放原子開源基金會OpenHarmony技術(shù)大會即將在北京國家會議中心盛大開幕。本次大會由OpenAtom OpenHarmony(簡稱“OpenHarmony")項(xiàng)目群技術(shù)指導(dǎo)委員會(TSC)主辦，由華為技術(shù)有限公司、江蘇潤開鴻數(shù)字科技有限公司、廣東九聯(lián)開鴻科技發(fā)展有限公司、軟通動力信息技術(shù)(集團(tuán))股份有限公司、深圳開鴻數(shù)字產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司合作支持。本屆大會以“技術(shù)筑生態(tài)，智聯(lián)贏未來”為主題，在第一屆技術(shù)大會成功舉辦的經(jīng)驗(yàn)和基礎(chǔ)上，以更高規(guī)格、更大規(guī)模和更豐富的議程，為與會者帶來一場技術(shù)盛宴。

大會將開設(shè)主論壇和八大分論壇，不僅將面向全球展示OpenHarmony操作系統(tǒng)的技術(shù)革新、分享階段性技術(shù)成果，還將特邀全球開源操作系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)袖，行業(yè)前沿領(lǐng)域的實(shí)踐專家、高校技術(shù)導(dǎo)師、眾多開發(fā)者與貢獻(xiàn)者，共話操作系統(tǒng)未來技術(shù)方向，共享開放生態(tài)布局進(jìn)展，共繪萬物互聯(lián)的智慧藍(lán)圖。敬請期待！

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審核編輯 黃宇