解讀多系統啟動的背后

技術宅

微軟最近申請了一項專利，即“移動設備下多系統啟動”，這種技術號稱可以在移動設備上實現多個系統的分階段啟動。下面就讓來解析一下什么是“移動設備下多系統啟動”，看看它和我們常見的多系統啟動有什么區別。

專利起底——認識移動設備下的多系統啟動

說到多系統的啟動，可能很多朋友會想到我們電腦上的Windows 7+Windows 8雙系統，或者平板上的Android+Windows的組合。多系統的啟動大家似乎都已經很熟悉了，微軟的“移動設備下多系統啟動”為何能夠成為專利，它和上述常見的多系統啟動有什么區別呢？

實際上，微軟的“移動設備下多系統啟動”專利并非多系統的獨立啟動，嚴格來說它是一款系統的分階段啟動，但是每個階段啟動的都是一個可以獨立運行相關程序的子系統，多階段啟動后每個子系統可以共存在一個硬件平臺，并且各自執行不同的后臺進程，實現多系統、多進程同時運行。這里可以把每個子系統看作是一個獨立的系統，因此它和常規的多系統非常類似，最大的不同則是多系統的分階段啟動和共存性（圖1）。

專利探秘——深入了解移動設備下的多系統啟動

如上所述，微軟的“移動設備下多系統啟動”實際上是一款系統的分階段啟動。那么這種分階段的啟動是怎么實現的？

根據微軟方面的透漏，這種專利將在運行Windows 10系統的移動設備上實現。不過實際上在同一款設備上同時運行多個系統，微軟早在之前發布的Xbox One就已經率先使用類似的多系統啟動技術了。熟悉Xbox One設備的朋友都知道，它和我們常見的PC不同，在這個設備上有三個操作系統，分別是Xbox OS、定制版Windows 8和一款過渡系統。其中Xbox OS是最基本的系統，它主要用于運行For Xbox的各種游戲應用；定制版的Windows系統是運行Skype等非游戲類應用；而最后一個系統則是讓Xbos OS和Windows實現來回切換。這樣在一臺Xbox One上就實現了三系統的啟動和共存（圖2）。

從啟動原理上來說，微軟現在申請的“移動設備下多系統啟動”專利就和Xbox One極為類似。在Xbox One啟動后，設備會依次加載上述三個系統，每個系統加載的服務和硬件資源各不相同。對于“移動設備下多系統啟動”專利，原理也是通過分步加載不同組件實現各個子系統的不同功能。

對于使用過PE的朋友都知道，PE是精簡的Windows系統，通過在后臺加載最基本的后臺服務，我們可以使電腦只運行精簡Windows，這樣既節省資源，又能夠提供基本功能。微軟這項多系統啟動專利就類似PE系統和完整版Windows 10的結合體。

使用這項專利的Windows 10移動設備，當設備啟動的時候，設備會首先加載輕量級的Windows 10系統，這個子系統可以擁有一些定制功能，比如提供最基本的通訊功能，或者提供聽歌、看電影的基本娛樂功能，滿足用戶一些基本需求，同時達到節省資源（電量）的目的。而當用戶需要使用更為豐富的功能（如需要使用Windows 10手機處理文檔、玩游戲）時，手機則可以繼續加載其他組件，同時啟動到完整版的Windows 10來滿足用戶的需求，當然這兩個系統可以共存于后臺，方便用戶隨時進行切換。這樣通過分階段的啟動就實現類似傳統多系統啟動的功效（圖3）。

當然了，如果要實現更多系統的啟動，微軟還可以借助類似Windows Embedded（一種嵌入式操作系統）系統的方法，通過組件化形式提供各種定制Windows子系統功能，或者利用微軟先進的虛擬化技術（Hyper-V），通過加載實體系統+各種虛擬化子系統實現更多定制子系統的啟動（圖4）。

不僅僅是啟動——新專利給我們帶來的便利

對于現在的移動設備，無論是硬件還是軟件（操作系統）層面，相對于用戶的普通需求來說都已經出現性能“富余”的狀況。

比如很多時候（如外出坐車或者步行狀態下），我們對于手機的要求只要其提供最基本的通訊功能即可。但是硬件和軟件的強大功能卻不會由于我們只要使用簡單功能而“放下身段”，系統仍會加載全部硬件驅動，依舊會在后臺運行全部所需的后臺服務，最終的結果則是很快耗盡我們寶貴的電量。

而微軟的這項新專利則可以為我們帶來一種全新的體驗。據微軟工程師介紹，移動設備多系統啟動可以讓多款操作系統提供不同功能的模式。如在安裝Windows 10系統的手機上，多系統的啟動技術可以讓手機優先啟動到一個輕量系統，在這個子系統中用戶可以使用最基本的通訊功能，同時系統也是占用最少的硬件資源，從而達到既為用戶提供基本功能，又可以節省資源的目的。而如果用戶要使用更多的功能，則可以讓手機繼續啟動到正常的Windows 10系統（圖5）。

同樣的，多系統啟動技術也可以為企業解決很多棘手難題。對于一些安全性較高的公司，可以通過為分階段啟動的系統設置密碼保護，從而實現不同階段啟動的系統擁有對不同資源的訪問權限。比如可以將公司PC啟動到只允許訪問公司服務器主頁權限的子系統，這樣無需像原來PC那樣進行繁雜的權限設置，通過定制的子系統就可以在系統層面輕松實現特定的安全控制。