在電腦上裝安卓摸魚，你要感謝一位中國工程師_風聞

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　　文 / 書航 2021.8.4

　　2000 年 10 月，一位復旦大學的老師辭去教職，走進英特爾在上海的辦公室。十多年後，他帶領英特爾上海團隊研發出的關鍵技術，讓我們可以用裝有 x86 處理器的個人電腦，運行原本只能在 ARM 架構上跑的 Android 系統。

　　這一技術在市面上絕大多數的“安卓模擬器”裏都能見到。2021 年，以該技術為基礎，英特爾聯手微軟，宣佈在即將問世的 Windows 11 上實現原生兼容安卓應用。

　　在本文中，社長將帶你瞭解這位英特爾中國工程師的經歷和創造，回顧這項溝通 Windows 與 Android 的關鍵技術是如何誕生的，以及在 Windows 11 裏面它將怎樣影響我們未來的生活。

　　Windows 跑安卓的關鍵技術，和領銜開發的中國人

　　北京時間 6 月 25 日，在 Windows 11 發佈會上，微軟 Windows 部門負責人帕諾斯·帕奈宣佈，Windows 11 將會支持在微軟商店中直接下載和安裝 Android 應用。此後，微軟內部人士又確認用户可以自行安裝 APK 格式的安裝包，也就是“旁加載”安卓應用。

　　演示以抖音海外版（Tik Tok）作為例子，展示了無需安裝額外的模擬器，Android 應用將以標準窗口模式運行，併兼容鼠標和觸控手勢，其運行效率也將有保證，不會卡頓。

　　這次兼容 Android 應用，微軟是跟英特爾合作，採用了英特爾名為“Bridge”的新技術。會後，英特爾很快就出了一篇新聞稿，來更詳細的解釋 Bridge 的內涵。

　　“英特爾 Bridge 技術是一種運行時後期編譯器（runtime post-compiler），能夠讓移動應用在基於 x86 的設備上以‘原生應用’形態運行，包括在 Windows 上運行。通過將領先的 CPU 核心、圖形顯卡技術、人工智能加速器、圖形處理器等組件集成到單個經過驗證的解決方案中，英特爾的多架構 XPU 策略可為合適的工作負載提供合適的引擎。”

　　説白了，這個 Bridge 就是起到了“安卓模擬器”或“虛擬機”的作用，但因為原生運行的緣故，效率會更高。而且攝像頭、網絡、傳感器等都可以直接調用本機硬件，避免卡頓或者兼容性問題。

　　英特爾 Bridge 與華為“方舟編譯器”以及蘋果為 M1 芯片準備的“Rosetta 2”性質相同，但與 Rosetta 2 的編譯方向相反，後者是從 x86 編譯到 ARM 架構。

　　Windows 11 是第一個採用英特爾 Bridge 技術的產品，但未來 Bridge 會擴展到 Windows 之外。至於 AMD 用户也不用擔心，微軟表示 Bridge 技術在所有的 x86 處理器上都適用。

　　Bridge 並非從天而降，諸多開發者一看到就覺得十分眼熟。這讓他們想起了英特爾 Houdini 技術，那是將原本基於 ARM 架構開發的 Android 操作系統移植到 x86 架構的關鍵部件。

　　Houdini 於 2014 年推出，是英特爾嘗試踏足移動處理器領域，尋求 x86 手機處理器與安卓融合的產物。當時它侷限於安卓應用在 x86 平台的運行，而現在的 Bridge 則強調其他平台向 x86 平台的遷移。

　　更值得一提的是，Houdini 是英特爾中國團隊獨立開發的。它從項目發起，概念驗證，原型到最後的產品化，都由英特爾位於上海的研發團隊完成。

　　引領 Houdini 項目開發的靈魂人物是李劍慧博士，他是英特爾架構、圖形和軟件事業部的首席工程師，負責領導深度學習框架集成和工作負載優化工作。如英特爾官網介紹：

　　“他曾是二進制翻譯和 JIT 編譯器方面的軟件開發人員，領導開發了 Houdini。李劍慧畢業於復旦大學，獲得了計算機科學博士學位。他在二進制翻譯和實際應用優化方面擁有 21 項美國專利。”

　　李劍慧早年是復旦大學並行處理研究所講師，2000 年 10 月加盟英特爾軟件解決方案事業部，一直在上海 SSG 研發團隊工作，為 IA-32 & 執行層產品核心開發人員。

　　資料顯示，Houdini 技術成功解決了英特爾安卓平台上的應用程序兼容性問題，也讓李劍慧獲得了“英特爾成就獎”。

　　初到英特爾，李劍慧接到的第一個項目是“二進制編譯”，負責質檢、軟件性能開發和調試等基礎工作，也到客户公司駐場。為幫助 SAP 做 Java 編譯器，李劍慧在 SAP 總部“駐紮”了兩個多月，“SAP 的工作人員都以為我是他們的人了。”

　　這段經歷讓他從項目小組的普通工程師提升為項目經理。此後的 2005-2008 年，他進入 XML 項目和開發團隊，並據此進一步發展為軟件架構師。李劍慧向各大軟件廠商輸送軟件開發的管理技術，與本土的相關的軟件園項目的合作伙伴分享團隊建設、項目管理方面的技術。

　　2010 年英特爾中國 25 週年時，他也獲得了“英特爾年度最佳員工獎”。官方形容他是“熱衷於培養人才的軟件經理，大家都親切地稱他為‘李老師’。”

　　李劍慧提到，一次自己提交月度報告因不夠詳盡受到上司批評，這件小事對他的思維方式產生了很大影響。他意識到，工作的重要性不在於花了多長時間，而在於其結果會產生怎樣的影響，這也就是英特爾倡導的“結果導向”價值觀。

　　而做出 Houdini 並在全球範圍採用，無疑是諸多“結果導向”中至關重要的一項成果，讓李劍慧走到英特爾“首席工程師”的位置上。根據 LinkedIn 信息，他現在常駐位於聖何塞的英特爾總部。

　　李劍慧在 GitHub 的頭像

　　英特爾當初為什麼要研發 Houdini

　　在我們注意不到的地方，Houdini 可能已經悄然派上了用場。有人提到，“實際各個版本的安卓模擬器裏都有 Houdini，只是不是官方渠道得到的。”

　　但用於模擬器並非英特爾開發 Houdini 的本意。事實上，名為 libhoudini.so 的模塊存在於每一台搭載英特爾 x86 處理器的 Android 手機裏，負責把 ARM 原生庫動態翻譯成 x86 指令集，來實現兼容運行。

　　……等等？還有英特爾芯片的安卓手機？

　　當然有，但這是一個悲劇。英特爾自 21 世紀初就着手為移動設備製造 CPU，但它最終賣掉了與手機相關的業務，蹉跎了十多年光陰。

　　2000 年代初，在當時的 CEO 巴雷特（Craig Barrett）領導下，英特爾開始制定製造手機芯片等的移動戰略。當時，英特爾為功能手機開發基於 ARM 架構的 StrongARM 處理器，與德州儀器的 OMAP 處理器競爭。

　　在 2005 年，巴雷特堅稱英特爾的移動芯片很受手機製造商的歡迎。但其繼任者歐德寧（Paul Otellini）認為，英特爾的核心業務是個人電腦市場，需要砍掉不重要的分支，以對付來自 AMD 的競爭壓力。

　　2006 年歐德寧上任後的“兩板斧”，一是大力促成了蘋果從 PowerPC 轉投英特爾陣營，二是以 6 億美元的價格將 StrongARM 資產出售給美滿（Marvell）公司。

　　後來，iPhone 和 iPad 的發售改變了英特爾對智能手機的看法。特別是 iPad 在 2010 年發佈後，開始損害個人電腦的銷量，而這些設備不使用 x86 芯片。

　　英特爾開始倉促修改最初為“上網本”設計的低功耗處理器凌動（Atom），以打造新的上網終端“移動互聯網設備”（MID）。但這玩意兒仍然是 PC 思維，想要脱離鼠標鍵盤，純用手操作仍有難度。

　　由於 2006-08 年高速移動互聯網仍未普及，資費高昂，英特爾無法感知智能手機市場的增長。有分析師認為“個人電腦就是英特爾的世界觀”。

　　2010 年，英特爾做出 Moorestown 芯片，但對智能手機來説太耗電了；此後出了改款 Medfield，首款搭載的智能手機是 2012 年 1 月發佈的聯想 K800，隨後是在印度發佈的 Xolo X900 與法國電信的貼牌機。

　　這些手機運行着 Android 系統，但在此之前英特爾又走了一段彎路。為了躲開 Android，英特爾先是搞了基於 Linux 的 Moblin，2010 年與諾基亞 Maemo 合併為 Meego；這個系統此後又轉到三星手裏變成了 Tizen。直到 2011 年，英特爾才下定決心選擇安卓，但為時已晚。

　　與此同時，英特爾對小型設備芯片的開發重心放在了低功耗上面，而不是改善性能。這本來是因為 ARM 主打低能耗，但局部改善並不能追上根本性的能效比差異，只是稍微延長了此後“超極本”的續航時間。

　　到 2014 年，接替歐德寧的科茲安尼克（Brian Krzanich）決定投入鉅額補貼實現凌動出貨 4000 萬片的目標。當年英特爾共出貨 4600 萬片凌動芯片，主要投向平板電腦市場，但導致了鉅額虧損。科茲安尼克決定不再為 x86 手機重複補貼政策。這基本標誌着英特爾在智能手機芯片市場的全面潰敗。

　　隨着手機芯片製程工藝日益進取，跟 ARM+台積電的組合相比，英特爾毫無還手之力。與此同時，各檔次芯片的成本和售價也進入了下降區間。2019 年，英特爾最後將 5G 調制解調器業務賣給了蘋果，從而徹底退出了手機芯片市場。根據 Recode 的報道，英特爾在移動設備芯片製造領域投入 100 億美元（截止 2016 年），結果一無所獲。

　　在此之前，它的最後一款 x86 安卓手機產品在 2018 年 MWC 上亮相，定位於低端機型，面向拉美及非洲銷售。在 MWC 現場，數碼編輯頂着展台工作人員的壓力，堅持了 20 分鐘才勉強完成了一個性能測試，同時把機器變成了暖手寶。

　　綜合來看，對 PC 的路徑依賴，在切換到手機芯片賽道、選擇 Android 操作系統等關鍵決策上的反覆和短視，以及優化策略上的舉棋不定，共同造就了英特爾 x86 手機芯片戰略的破產。

　　由於英特爾在 2010 年代初最終決定切換到兼容 Android，這就意味着必須解決 ARM 指令集到 x86 芯片的轉譯問題，Houdini 就是在這個背景下開始研發的。在 2010 年的採訪中提到，那時李劍慧“又回過頭來繼續做二進制編譯項目”，推測此時他們的工作已經很接近研發 Houdini 的範圍了。

　　從模擬器走向原生兼容

　　原本為 Android x86 版本研發的 Houdini 並未因為該版系統的低覆蓋率而被雪藏，隨着 5G 推進，Houdini 被用於日漸成熟的雲遊戲和 AI 領域。

　　2018 年“英特爾與騰訊公司合作，利用英特爾至強服務器的芯片處理能力，配合英特爾 Iris Pro 核心顯卡獨有的雲端渲染與視頻轉碼技術，以及 Houdini 指令翻譯軟件包，能夠實現用户在使用 App 的過程中實時解碼，嚴格控制雲遊戲保持低延遲的流暢表現，有效提升用户體驗。”

　　另外，Houdini“可以在基於人工智能的平台上透明地運行 Android ARM 應用，帶來出色的用户體驗”。

　　不過就像上面提到的那樣，Houdini 事實上應用最廣泛的地方是 PC 安卓模擬器，市面上絕大部分的模擬器都是基於 VirtualBox + Android x86 + Houdini 方案。

　　雖然安卓應用當中有專屬的美團、抖音等消費和娛樂工具，以及 Protake、掃描全能王等生產力工具，但社長覺得大部分人裝安卓模擬器的最主要用途還是……遊戲。

　　由於電腦具備大屏鍵鼠操控優勢，難免對在線對戰遊戲的公平性產生影響。所以，不少遊戲會用一些技術手段判斷是否處於模擬器中運行。其中一個簡便易行的辦法就是查看系統目錄是否帶有 libhoudini.so 這個文件。國外有些“比較正經的”模擬器比如 Genymotion 都會保留該文件，而國內開發的模擬器品種，有的會為了對抗反作弊措施而設法隱藏該文件。

　　在技術論壇上有人提到，某些優秀模擬器會讓遊戲獲取的設備信息顯示為 arm 而不是 x86，還會分配一個虛假的 ARM 處理器型號信息，欺騙遊戲認為自己運行在一個 ARM 環境中。

　　為此，遊戲開發者不得不長期採集使用電量、WIFI信號、蜂窩信號、陀螺儀等動態變化特徵，才能判斷是否運行在模擬器中。“如某 FPS 手遊，新玩家進入後，分配到的遊戲區不是模擬器專用遊戲區，而當進入第二局遊戲的時候，就被分配到了模擬器專區。”

　　——這也許就是為什麼包括大型遊戲在內，很多安卓應用都想方設法收集那些儘可能多的，看起來也許用不上的個人信息。

　　可以預計，基於英特爾 Bridge 的 Windows 11 安卓子系統，在給遊戲和其它應用輸送設備信息時會“誠實”地顯示處於 PC 環境。

　　然而，多屏協同已經是肉眼可見的未來趨勢，華為在官宣“鴻蒙”時已經演示了將小屏安卓遊戲投射到同一家庭的平板上，以繼續“作弊”的功能。

　　與此同時，安卓應用自身也在不斷優化，為觸屏、鍵鼠、摺疊屏等多種使用環境的隨意切換創造條件。舉個例子，訊飛輸入法最近的一次更新，讓外接藍牙鍵盤以後的表現，就像是電腦上的輸入法一樣，也可以使用 ctrl+c 和 ctrl+v 快捷鍵。

　　更不用説，以微軟 XBOX Game Pass、谷歌 Stadia、英偉達 GeForce Now 為代表的新一代流式傳輸的“雲遊戲”，正隨着 5G 和高速家庭寬帶的普及而具備基礎的可用性，將同一種遊戲體驗帶到從手機、平板、PC 到電視的所有屏幕，甚至多次嘗試“入侵”蘋果封閉的應用商店生態。

　　2020 年 9 月，蘋果宣佈改變其 App Store 規則，允許遊戲流媒體服務上架，不過附加要求每一款在雲遊戲平台內玩的遊戲，本身也應該單獨提交蘋果商店審核。這是諸多雲遊戲廠商苦心爭取的結果，而手握 XBOX Game Pass 的微軟自身就是其中最大的遊説者之一。

　　所以，原本人們會擔心安卓完全為觸屏設計的界面在電腦桌面水土不服，現在這個問題也在解決中。可能這也是 Windows 11 選在當下兼容安卓應用的一個原因。

　　谷歌宣佈替代 APK 安裝包是針對微軟嗎？

　　另一邊，安卓自身也在不斷演化。APK 包為基礎的海量應用生態是安卓一手創造的，所以谷歌其實也並不想坐等微軟或別的對手發展到足以形成威脅的程度。

　　幾乎在 Windows 11 發佈的同一時間，谷歌 Play 商店決定，將應用分發格式從 APK 安裝包逐步過渡到谷歌自有的 AAB 格式。這是谷歌挾統治地位以令諸侯，對微軟染指 APK 應用生態的反制嗎？

　　當然，一種政策的部署自然需要其時間，這個 AAB 絕不是一夜之間開發完成的，而是已經推行了很久。它的本來目的是為了優化安裝過程，減少下載應用消耗的流量和存儲空間。

　　2018 年，谷歌推出了一種分發安卓應用程序的新方法，稱為安卓應用程序捆綁包（Android app bundles, AAB）。它不表現為一個後綴名為 AAB 的單獨安裝包，而是按照處理器型號、屏幕大小、分辨率、內核版本等不同，按需揀選和下載組件，在安裝的當時現場“組裝”為一個臨時的安裝包。

　　常規的 APK 文件包含用於每一種可能的屏幕尺寸和處理器架構的資源文件，但 AAB 使得 Play 商店保存在手機上的安裝包，只有適合這台手機的特定架構、屏幕大小的資源文件。

　　這種按需下載資源，再組裝起來的方法有如下好處：

　　AAB 平均比 APK 小 15%，因此下載速度更快。

​　　AAB 需要 Play 應用簽名，使用谷歌的安全基礎設施保護應用簽名的完整性。

　　對於不同設備需要提供定製版本的情形，Play 功能交付使開發人員能夠自定義某些設備上下載應用時，會傳送哪些功能模塊。

　　另一個僅限 AAB 的功能是，對於遊戲內貼圖、動畫等應用內的大型資產，用户同樣可以只獲得適合其設備、屏幕尺寸的版本，而不會浪費空間或帶寬。

　　有國內報道顯示，華為在鴻蒙 2.0 系統中對一些應用做了專門優化，其優化邏輯可能也是減少用於兼容其它機型的資源文件。“有知乎用户發現，2.0.0.053 版本的鴻蒙系統，內置了三個鴻蒙 App，包括央視影音、優酷和新浪新聞。而鴻蒙版央視影音只有 1.35MB，比安卓版本要小很多。”

　　在谷歌宣佈 AAB 逐步替代 APK 上架商店之前，一些流行的應用——包括 Netflix、Chrome 等——早已採用了這項新技術，使得它們無法上傳到 APKMirror、APKPure 這樣的第三方應用商店（也不能上傳到華為的 AppGallery）。

　　經過一年多的開發，APKMirror 提供了一個可以組裝 AAB 安裝包的第三方應用安裝器 APKMirror Installer 。它如同一個文件管理器，由用户選擇文件手動安裝，所以可以不違反谷歌 Play 商店的準則。

　　從 8 月開始，谷歌 Play 商店已經要求開發者發佈更新時使用較新的 AAB 格式。谷歌解釋説，現在有超過 100 萬個應用使用 AAB，包括 Play 排名前 1000 位的應用和遊戲中的大多數，如 Adobe、Duolingo、Gameloft、Netflix、Twitter 等廠家。

　　資深微軟分析師 Paul Thurrott 認為，谷歌改用 AAB 顯然是針對包含亞馬遜 Fire 在內的所有其他安卓商店，而不是 Windows；但是，宣佈 Windows 11 能支持 APK 包，可能會加速谷歌推動 AAB 的決定。

　　當然，總體上谷歌的改動無傷大雅。畢竟，APK 是最知名的安卓應用安裝格式，並且已經存在了很長時間。APK 是所有安卓及魔改版系統都兼容的最大公約數，加上存量眾多的中國“特供版”安卓應用商店，未來這一格式被替代的可能性微乎其微。

　　今後的應用就不再有“電腦版”了？

　　微軟納入疲弱的亞馬遜 Fire 商店，以上架受信任的安卓應用。但鑑於 Win11 可以旁加載安卓應用，即使不想上架商店，開發者也可以提供 APK 包作為讓 Windows 用户直接體驗的手段。

　　不過，旁加載應用的一個問題是為盜版、破解版大開方便之門，而另一個問題是安全——目前的機制下，Linux 和 Android 子系統相當於運行在 Hyper-V 平台上的“虛擬機”，但不同於真正的虛擬機，它們跟主系統並沒有徹底隔離。如果用户的安全意識不足，為安卓應用開放了過多權限，就有風險存在。以往有些勒索病毒可以穿透虛擬機，感染存儲在主機上的文檔。

　　這樣一來，微軟需要認真地考慮在中國區跟哪個安卓應用市場合作——説不準是應用寶？可以想見，Windows 11 可以更進一步吸引更多海外 App 跟中國一樣，拋棄對谷歌 GMS 的依賴。

　　Windows 11 直接兼容安卓應用也許會引起很多連鎖反應，其中最誇張的一種猜測是，有的開發者可能會就此轉向只開發一次 iOS 和安卓應用，放棄對 PC 原生版的開發。

　　從上古 Java 到 Flash，再到 Electron、React、Flatter 等框架，“寫一次就到處運行”的信仰之火從不熄滅，但只是越發微弱。開發者逐漸體驗到，在一個平台上，如果能原生運行相關的應用，其效率一定是更高的。

　　現代跨平台開發的主要方式是 HTML，也包括小程序等各種變種，在封裝之後加入了本地緩存能力而成。但網頁的顯示效率取決於手機/電腦上的 WebView 控件，它往往要吃掉很多資源，而且導致卡頓。

　　輕芒創始人王俊煜曾對航通社提到，輕芒雜誌 App 的首頁作為一個無限滾動的頁面，原本是選用原生與網頁的混合模式開發，但效率非常低，所以最後改成了純原生樣式。而 Windows 11 當中的微軟商店也進行了類似的修改，從 Win10 時代的 HTML/CSS 編寫改成了微軟原生的 XAML 語言，所以頁面滾動更順滑了。

　　所以，隨着 Mac 支持 iOS 應用，Windows 支持安卓應用，開發者是否會逐漸放棄開發 PC/Mac 版本？

　　這是否會成為一個趨勢，還要看 Bridge 的具體運行效果如何，是還會卡頓，還是如絲般順滑。這也要看未來安卓手機、平板、摺疊屏設備的多點開花，是否呼喚着開發者適配不同大小的屏幕和不同的輸入方式。

　　現有的跨平台開發技術，大多面臨着要選兼容性，還是選效率和穩定性的難題。可以想見，如果開發者沒必要二選一，他們大多數人會做何選擇。

　　這也可能是又一次像是漸進式網頁應用（PWA）的失敗嘗試，畢竟從現在看它也有很多可能導致失敗的隱患。但它萬一成了，對未來應用生態的影響，可能遠超出我們現在的想象。

　　微軟 CEO 納德拉認為，兼容安卓應用對於原本專研安卓開發的人是重大利好。

　　“通過將安卓應用曝光在超過十億的用户羣中，為構建安卓應用的人創造更多機會，我認為開發者和用户都會從中受益。”

　　“在微軟，我們為 iOS、安卓、Windows 構建應用。這是我們面臨的根本挑戰之一。我們正在努力確保開發人員可以利用儘可能多的通用代碼庫和雲，但同時，又在每個平台上是原生的。”

　　由中國工程師李劍慧領銜，英特爾中國團隊研發的 Houdini 是 Windows 11 實現其兼容安卓應用願景的基礎。不過這並非中國人對跨平台、跨架構兼容所做的唯一貢獻。

　　航通社之前的文章提到過，深度-統信軟件對 UOS/Deepin 下的 Wine 做了大量細緻的工作，使得分支 Deepin-wine 對部分國產軟件的兼容適配程度大為提高。

　　今年 6 月 20 日，麒麟軟件有限公司發佈優麒麟 20.04 LTS Pro 版本，首次宣佈支持移動兼容環境，也就是在優麒麟桌面上運行 Android 應用。此前 UOS 在 ARM 架構機器上的版本可以運行少部分 Android 應用，因為不需轉譯。而優麒麟的“麒麟移動運行環境”KMRE 與此還有不同。

　　官方介紹稱，“KMRE 不是虛擬機，而是真正地將 Linux 和 Android 操作系統‘合二為一’，通過共用內核，直接使用硬件，同時支持 ARM 和 x86 設備和多種 CPU、GPU，更有效解決了顯示性能損耗、多窗口運行、桌面共享、文件互通等問題。”

　　KMRE 是 Google Arc 之外在 Linux 上運行安卓應用的另一選擇，不再依賴於閉源的 Chrome，針對開源驅動的顯卡，能夠直接訪問硬件，做到零性能損失。

　　在 Linux 上運行 Android 版的騰訊會議時， KMRE 可以將電腦上的文檔，乃至整個 Linux 桌面共享給其他參會者。針對大型 Android 遊戲，還實現了模擬多觸，支持技能鍵、方向鍵的設置，讓用户可以用鼠標和鍵盤操作遊戲。

　　這樣的高度融合需要適配眾多的處理器和顯卡，在適配工作量大的情況下，為保證產品質量，安卓應用暫時只能通過軟件商店下載，而今後會開放安裝本地 APK 包。

　　這幾年，“國產操作系統”或者其它在 Windows、安卓、蘋果之外的選擇，正變得越來越實際可用。不論是專為替代系統研發的應用軟件，還是讓新系統兼容現有的應用生態，全世界都不是毫無作為，而其中中國人所做的貢獻，顯得尤為突出。

　　世界上沒有永遠盛開的花，當初某些標準佔據了統治地位，並不意味着永遠如此。曾幾何時，當我們討論起國內所謂自主知識產權的操作系統，説到最困難的部分也就是如何搭建應用生態。而借力安卓，並且藉助安卓在 PC 的大範圍使用，優化其針對鍵盤/鼠標的交互，使其成為電腦上人們常用的應用形態，長遠也會幫助國產系統繞過 Windows 和 macOS 兩座堅固的壁壘。