為安卓系統換心臟:華為EMUI逆襲之謎

閆躍龍 發佈 2020-01-21T16:45:27+00:00

2016年,伴隨著Mate 9 系列發布的EMUI5.0成為安卓系統的一個里程碑,它提出「天生快 一生快」的口號,同時還承諾「18個月不卡頓」。

2020年是一個新十年的開始,在這個時點,人們回憶過去、展望未來。當我們的目光放在手機上,可以看到這十年,對於安卓手機來說真是天翻地覆的十年。


有人說,「作業系統是計算終端的靈魂,用戶介面是作業系統的靈魂」。華為EMUI系統就是這樣,這幾年的進化史,堪稱波瀾壯闊,一切都是為了讓作業系統的靈魂跟上用戶體驗的腳步。



攻克安卓卡頓頑疾


時光倒回到幾年前,安卓手機有一個很大的頑疾:卡頓,這和流暢的iOS比起來簡直是天壤之別。筆者就曾經用過三星的一款手機,對這一點感受很深刻,卡頓、死機是家常便飯,必須要不斷地重啟、清理內存,尤其是使用半年後,更是卡得沒法用。

究其原因,一方面是當時安卓系統本身的問題,其虛擬機運行機制效率低下,耗用了太多的硬體資源(在安卓4.4版本之後這個問題得到了解決);另一方面,主要是第三方應用的質量問題,由於安卓系統的開放,導致第三方應用開發者都基於自身的理解來做開發,應用和硬體協調問題突出

華為消費者BG軟體部總裁王成錄博士回憶起當年的情形:為了找到卡頓的原因,華為當時收集了470多部消費者投訴嚴重卡頓的手機進行分析。「就像破案一樣,分析結果超出了所有人的想像,造成卡頓第一位的原因是第三方APP質量問題,占了卡頓手機的21%以上。

具體來說,華為EMUI團隊將卡頓的問題歸結為安卓系統的鬆散管理、系統硬體資源協同缺乏、存儲碎片累積效應、APP膨脹嚴重等四大方面。找到了問題所在,華為開始發揮最擅長的飽和攻擊,重兵投入對安卓進行底層手術式的重構,使用Machine Learning Algorithm智能學習系統和更換文件系統等來解決卡頓問題。

2016年,伴隨著Mate 9 系列發布的EMUI5.0成為安卓系統的一個里程碑,它提出「天生快 一生快」的口號,同時還承諾「18個月不卡頓」。當時,業界有不少人都認為華為是吹牛,但是來自用戶的實際體驗是最好的檢驗,華為終於將安卓系統卡頓的帽子甩掉。

這一過程充滿著艱辛,甚至驚險。在一次採訪中,王成錄透露,在EMUI 5.0更換文件系統F2FS時,自己在內部簽了軍令狀,因為這個工作實在是風險極大,「一旦出現問題,華為手機可能全軍覆沒。」 最終,華為內部做了大量的測試,讓這個更換工作有驚無險。此後華為主動將該技術開放,並且被谷歌合入到了安卓版本的可選項。

2018年,德國Connect實驗室針對華為Mate 20 Pro進行模擬老化測試,結果出乎意料,模擬18個月的重度使用後,性能只是下降5%,這證明了「天生快、一生快」、「18個月不卡頓」並非虛言。


黑科技層出不窮


從EMUI5.0開始,華為EMUI系統就像開掛一樣,不僅在流暢上一騎絕塵,更是黑科技層出不窮,徹底重構了安卓系統的體驗。

GPUTurbo:「很嚇人的技術」,打通了EMUI作業系統以及GPU和CPU之間的處理瓶頸,在系統底層對傳統的圖形處理框架進行了重構,實現了軟硬體協同,從而帶來了真正的圖形處理效率和降低能耗的性能革命。

據媒體對於升級GPU Turbo後的Mate10系列手機和iPhone X手機評測,30分鐘絕地求生之後,華為Mate10 Pro的遊戲幀率基本維持在40幀,並且變化幅度依舊控制在正負0.97幀;反觀iPhone X,整體的遊戲幀率同樣維持在40幀,但變化幅度控制在正負1.06幀,要稍高於華為手機。同時從遊戲曲線來看,iPhone X比華為Mate10 Pro的波動幅度明顯要大一點,體現在遊戲上可能就是細節上的幀率跳動,這說明Mate10系列手機在遊戲上已經優於iPhone X。

LinkTurbo:即全網絡聚合加速技術,第一次實現移動數據通信和固網數據通信技術的融合演進,為用戶帶來聚合高網速、穩定低時延的移動上網體驗。測試結果顯示,Link Turbo技術可以聚合WLAN和4G網絡,實現更高的網速。開啟了Link Turbo技術的榮耀V20比單LTE的網速提升了71%,比在單WLAN網絡的速度提升135%。而且,在從WLAN網絡的室內進入到室外的4G網絡等網絡環境變化的場景,沒有Link Turbo技術的手機會出現應用體驗中斷,而有Link Turbo技術的手機則能夠保證應用體驗不中斷,不會產生影響用戶體驗的時延抖動。

方舟編譯器:更是讓業界震動,它對安卓底層機制進行重構,給用戶帶來顛覆性的體驗。簡單來說,方舟使用隨用隨回收的內存回收機制,回收時無需暫停應用,從而消除了因內存回收的隨機卡頓;而且,方舟編譯器在應用打包的時候直接編譯出機器指令,無需繁瑣的虛擬機運行,徹底消除了虛擬機的動態編譯的額外開銷,從邊翻譯邊執行到提前編譯機器碼直接執行,大幅提升了效率,讓性能得到大幅提升。

數據顯示,有了方舟編譯器的手機,能實現系統操作流暢度提升24%,系統響應性能提升44%。拿微博極速版為例,使用方舟編譯器後,微博極速版的操作流暢度提升高達60%。

在去年9月的華為Mate30系列發布會上,「確定時延引擎」和「分布式技術」的黑科技也吸引了大家的目光。前者通過智慧的調度,完成時延降低31%,時延波動率降低55%。無論在哪種場景下,用戶體驗流暢性始終如一;後者將各種終端的硬體能力和終端分離,從而打破終端之間的邊界,為用戶帶來一個「超級終端」……

這些黑科技,讓EMUI不斷進化,讓用戶體驗不斷打開新的想像空間。


脫胎換骨之謎


華為EMUI的進化史,就是一部蛻變史,從幾年前卡頓的安卓,到現在快似飛起,在體驗上絕對是脫胎換骨。

這背後到底是什麼原因?王成錄曾經很直白地點出答案:「競爭力就是用錢和人堆出來的。」是的,為什麼華為能夠讓EMUI的體驗一次次突破想像?首先是因為華為的技術基因,是過去十年超過4800億元的技術研發投入,以及持續向同一個城牆口衝鋒的精神。如華為公司創始人任正非所說,「敢於在戰略機會點上,聚集力量,密集投資,實施飽和攻擊,撲上去,撕開它。」

具體來說,EMUI的每一個黑科技都不是孤立的,背後都是華為對安卓系統底層優化的系統工程。粗略統計,過去3年華為終端累計投入數千名工程師對安卓系統底層進行系統化改寫。例如,在EMUI 4.0時代華為手機做了SensorHub LiteOS層面整理;EMUI 5.0時代則完成了虛擬機、資料庫、文件系統以及Ultra Memory的優化;到了EMUI 8.0時代,優化則涉及iAware,人工智慧、機器學習、資源分組調用等等。毫不誇張的說,華為EMUI已經對安卓系統做了換心臟式的大手術。

眾多最底層創新的EMUI黑科技,也為華為構建起極高的競爭門檻。以Link Turbo為例,王成錄表示,LinkTurbo的技術門檻非常高,尤其是協議層的理解,幾乎沒有廠商能超過華為。Link Turbo技術對MP-TCP協議進行了非常深度的優化,並重新設計和定義了全新的MP-UDP協議,僅僅在聚合功能上,華為就申請了21項核心專利。

方舟編譯器更是十年磨一劍。王成錄透露,早在2009年,華為就創建了編譯組,因為海思做了晶片以後,需要有自己的編譯器才能真正發揮晶片的能力。從2013年開始,華為推出了自己的編譯器HCC,用在基站領域,這可以說是方舟編譯器的前身。到了2014年,以Fred Chow等為代表的眾多技術人才加入,在2016年華為成立編譯器與程式語言實驗室,一直到現在推出方舟編譯器。

值得指出的是,華為EMUI也在走向生態化,通過開放和協作,在行業中扮演引領的作用。在最初解決安卓系統卡頓的問題中,面對第三方應用資源使用的亂象,華為選擇牽頭豎起大旗,聯合重量級生態玩家,規範、凈化安卓生態。2016年11月,華為聯合阿里巴巴、百度、騰訊、網易四家企業共同發起安卓綠色聯盟(現改名為軟體綠色聯盟),共同構建中國安卓綠色應用環境,打造安全、可靠、可信、健康的應用生態。

軟體綠色聯盟陸續推出《軟體綠色聯盟應用體驗標準》的多個版本,涵蓋了應用安裝與運行的兼容性、穩定性、安全、功耗和性能標準,發展會員企業超過1000家,覆蓋80%的主流應用,為安卓系統的流暢性做出了貢獻。王成錄表示,軟體綠色聯盟每年還舉辦三四十場技術宣講,包括告訴開發者如何適配代碼接口、如何節省硬體資源調度等,以及如何面向新場景進行開發等等。

伴隨萬物互聯、萬物智能的智能物聯網時代到來,華為EMUI再一次踏向進化的征程,「分布式技術」就是其中之一,這同樣是來自華為深厚的技術積澱和持續的研發投入,也同樣是生態化的。「華為的分布式構想,將通過開源模式運作,華為將輸出成熟的底層能力,讓產業鏈受益,也推動開發者互惠互利,共同提升軟體能力。」 王成錄如此說。

一個用戶體驗的新世界之門已經開啟,用戶介面這個作業系統的靈魂必將不斷為我們帶來新的驚喜。

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