Tại sao Google lại muốn xây dựng một hệ điều hành mới hoàn toàn trong khi đã có Android và Chrome OS?

Tuần trước Google đã làm một điều kỳ lạ: họ lặng lẽ tiết lộ một hệ điều hành mới mà về lý thuyết sẽ cạnh tranh với chính hệ điều hành Android của Google.

Được đặt tên là Fuchsia, hệ điều hành mã nguồn mở này đang trong quá trình hoàn thiện này có thể chạy trên mọi thứ, từ những thiết bị gọn nhẹ, đơn mục đích (như máy ATM hay máy GPS) cho đến máy tính bàn. Nhưng không giống như Android, Fuchsia không dựa trên Linux, cũng như không có nguồn gốc từ bất kỳ hệ điều hành nào, đang làm nền tảng cho các thiết bị liên lạc hay điện toán cá nhân ngày nay. Thay vào đó, nó sẽ khởi đầu từ con số không.

Google vẫn chưa có bất kỳ thông báo chính thức nào về cách họ dự định sử dụng Fuchsia, vốn vẫn đang trong quá trình phát triển và có thể sẽ không hơn gì một thử nghiệm. Tuy nhiên, Google có rất nhiều lý do để ấn nút reset cho ngành phần mềm sau nhiều thập kỷ tồn tại.

Các nhân hệ điều hành xơ cứng

Dưới đây là một số điều mà bạn có thể không nhận ra về điện thoại, tablet hay laptop của bạn. Phần lớn trong số chúng đều phải đang chấp nhận các “nhân phần mềm” (kernel) tương đối cũ. Android sử dụng nhân Linux, được bắt đầu phát triển từ 1991. Mac OS X, iOS và các nền tảng khác của Apple dựa trên nền Unix, ban đầu thuộc về Bell Labs của AT&T từ năm 1969. Các máy tính Windows dựa trên nhân Windows NT, được phát hành từ năm 1993.

Mục đích của nhân là để quản lý các tầng sâu nhất của hệ điều hành. Nó xử lý các yêu cầu từ thiết bị phần cứng, ví dụ như bàn phím, lịch trình các tác vụ, và quản lý các file và bộ nhớ. Để làm như vậy, nó trừu tượng hóa những phép tính phức tạp của hệ điều hành, ví dụ, cho phép một ứng dụng được in ra mà các nhà phát triển không cần biết model cụ thể của máy in đó là gì.

Unix, nhân hệ điều hành phát triển từ năm 1969.

Sức bật của các nhân cũ như Unix, Linux và Windows NT dường như nghịch lý với một ngành công nghiệp luôn ám ảnh với trạng thái của nghệ thuật. Nhưng nhà phân tích công nghiệp Horace Dediu cho rằng ở các cấp độ thấp nhất, khả năng điện toán về cơ bản vẫn tương tự như cách đây mấy thập kỷ trước. Ví dụ, các máy tính Windows sử dụng các chip vốn là hậu duệ trực tiếp của bộ xử lý Intel trong chiếc PC đầu tiên của IBM. Theo ý nghĩa đó, nhân phần mềm chỉ là một hàng hóa.

“Chúng ta vẫn đang sử dụng một cách chính xác kiến trúc đó, các khái niệm điện toán – như thanh ghi, cổng nhớ, bán dẫn – vì lý do đó, chúng ta không cần đến các nhân tốt hơn.” Ông Dediu nói. “Các nhân đã được tính toántối ưu.”

Tuy nhiên, đó là chúng ta nghĩ vậy. Ngày nay, chúng ta đang đóng gói các cảm biến và sức mạnh điện toán vào trong ngày càng nhiều thứ hơn, ví dụ, để biến các ngôi nhà bình thường thành nhà thông minh, và nói chung làm mọi thứ kết nối hơn (Internet of Things, theo thuật ngữ công nghiệp). Ý tưởng đằng sau của Fuchsia có thể là, các nhân đã lỗi thời như Linux là không phù hợp với làn sóng mới của các thiết bị này. Vì vậy, những người sáng tạo đang tưởng tượng nên một nhân mới phù hợp hơn. (Nhân của Fuchsia được gọi là Magenta, vốn dựa trên một thử nghiệm gần đây của Google, LittleKernel).

Zach Supalla, người sáng lập công ty Particle cung cấp các bộ phần cứng và các công cụ phần mềm cho Internet of Things, nhấn mạnh rằng Linux tạo ra một vài vấn đề cho các thiết bị điện toán quy mô nhỏ.

Đầu tiên, Linux là quá cồng kềnh so với loại ứng dụng này. Cho dù nhân Linux chỉ là các module, cho phép các nhà phát triển tách bỏ các phần không cần thiết, nhưng cuối cùng nó vẫn chiếm dụng nhiều megabyte dữ liệu trong không gian lưu trữ. Điều đó có nghĩa là việc nhồi nhét nhân Linux lên trên các bộ vi điều khiển rẻ tiền sẽ khó khăn hơn, đòi hỏi các bộ xử lý phải lớn hơn, đắt tiền hơn và tốn năng lượng hơn.

Các thiết bị IoT với mục đích sử dụng đơn giản.

“Nếu bạn không thể giải quyết được vấn đề này, toàn bộ chuỗi cung ứng các sản phẩm khác không thể sản xuất mọi thứ với chất lượng cao hơn, và rẻ hơn rất rất nhiều.” Ông Supalla cho biết.

Một vấn đề khác là Linux không xử lý “theo thời gian thực”. Không giống như các hệ điều hành nhúng trong các máy ATM, các sản phẩm y tế, và các thiết bị đơn mục đích khác, Linux sử dụng một trình lập thời gian để xử lý hàng loạt các tác vụ. Trong khi điều này giúp tối đa hóa hiệu suất của các máy tính đa mục đích, nó lại gây ra nhiều vấn đề cho các thiết bị đòi hỏi chính xác về thời gian, như máy in 3D hay các bộ điều khiển động cơ trong xe ô tô.

“Nếu bạn muốn đảm bảo rằng điều này hoạt động chính xác đến từng micro giây, bạn sẽ không muốn có thêm một quá trình để quyết định xem cái gì sẽ chạy vào lúc nào.” Ông Supalla nói.

Ngoài ra, theo ông Supalla, một hệ điều hành đa mục đích như Linux cũng có thể sẽ ít bảo mật hơn cho các ứng dụng của IoT. Nó có nhiều dòng code hơn, đồng nghĩa với khả năng có các lỗ hổng bảo mật cao hơn. Chúng cần phải được giải quyết hay phải được chặn lại thông qua các tường lửa hay hệ thống mạng riêng ảo VPN.

“Một trong các giá trị của việc chạy một hệ điều hành theo thời gian thực hay hệ điều hành nhúng là, sẽ không gì bị chặn lại.” Ông Supalla cho biết. “Nó không phải chạy một tá những thứ sẽ làm bạn lo lắng. Nó sẽ không chạy bất cứ thứ gì ngoại trừ phần mềm mà bạn viết ra.”

Supalla cho rằng Fuchsia là một nỗ lực để trở nên tốt nhất cho cả hai thế giới, Linux – vốn vẫn có ưu điểm khi cho phép các ứng dụng và phần cứng giao tiếp với nhau qua hệ điều hành – và các hệ điều hành nhúng ngày nay, ví dụ FreeRTOS và ThreadX.

“Họ có thể muốn có gì đó ở cùng mức độ trừu tượng hóa của Linux, nhưng có hiệu suất, kích thước nhỏ, và xử lý theo thời gian thực của RTOS.” Ông Supalla cho biết. “Đó sẽ là điều rất giá trị cho ai có được nó, và tôi nghĩ về lý thuyết nó có thể làm được. Chỉ là nó chưa từng được làm trước đây.”

Khả năng mở rộng

Nếu Fuchsia chỉ nhắm đến các thiết bị nhỏ, nó có thể không đáng chú ý lắm. Nhưng các nhà phát triển của Fuchsia có tham vọng rộng lớn hơn nhiều, khi họ tuyên bố rằng hệ điều hành này có thể mở rộng sang các smartphone và các máy tính bàn. Về lý thuyết, nó sẽ làm Fuchsia trở thành sự thay thế trực tiếp cho Android và Chrome OS của Google.

Vậy động cơ ở đây là gì? Theo ông Supalla, việc bắt đầu từ con số không sẽ cho phép tạo ra một hệ điều hành hiệu quả hơn, từ đó có thể hỗ trợ cho các máy chủ tốt hơn – điều mà Google luôn quan tâm. Ông cũng nhấn mạnh rằng khả năng tương thích với desktop có thể giúp ảo hóa một lượng lớn các thiết bị nhỏ hơn chạy cùng lúc, để đảm bảo chúng sẽ hoạt động ở quy mô này.

“Nó sẽ dễ hơn để bạn có thể vận hành hàng ngàn máy chủ, với mỗi máy sẽ chạy hàng ngàn bản sao của ứng dụng phần mềm cùng một lúc, thay vì lấy một triệu con chip và khởi động toàn bộ chúng. Vì vậy việc kiểm tra cũng sẽ tốt hơn.” Ông Supalla cho biết.

Ngoài ra, ông Dediu còn một giả thuyết khác. Một hệ điều hành mới hoàn toàn có thể tránh khỏi mọi vấn đề do cấp phép sở hữu trí tuệ như đã từng tra tấn Google với Android. “Bởi vì nó là một thiết kế hoàn toàn mới, nó sẽ không có bất kỳ vấn đề bản quyền nào như các công ty khác đang phải chịu hiện nay.” Ông cho biết. “Đó có thể là một giả thuyết hợp lý, bởi vì Linux có rất nhiều vấn đề về sở hữu trí tuệ rất phức tạp.”

Oracle tra tấn Google với sở hữu trí tuệ trong Android.

Hãy nhớ rằng, tất cả những điều này đều mới chỉ là lý thuyết. Các nhà phát triển của Fuchsia cho biết cuối cùng, họ sẽ cung cấp các tài liệu và thông báo đầy đủ, nhưng việc đó sẽ là một chặng đường dài nữa.

Hiện vẫn chưa rõ liệu Google có đóng góp gì đằng sau nỗ lực này hay không. Hệ sinh thái của Android hiện đã vô cùng lớn (và nó còn bắt đầu sáp nhập với Chrome OS). Trong khi đó, Google cũng đang phát triển một phiên bản Android nhúng cho các thiết bị IoT được gọi là Brillo. Nó đang hình thành nên một nền tảng toàn diện, không chỉ là một hệ điều hành xương sống nữa.

Dù sao đi nữa, nếu bạn còn nhớ, Unix ban đầu chỉ là một dự án tình nguyện mà không có sự công nhận chính thức từ Bell Labs, và Linux Torvalds bắt đầu tạo ra Linux chỉ như một thú vui. Có thể trong vài thập kỷ nữa, chúng ta sẽ nói về nguồn gốc của Fuchsia bên trong hệ sinh thái Google.

Tham khảo Fastcompany