"Entgegen den Entwicklungen von vor 20 Jahren, wo man schon mal gedacht hat: Mensch, das Gebiet der Betriebssysteme ist eigentlich gestorben, ist es heute bei Weitem nicht mehr so. Es entstehen noch richtig viele Entwicklungen. Und ich denke, ein Gutteil dazu trägt bei, dass die Mikrokerne, die vor 15 Jahren, vor 20 Jahren noch nicht richtig leistungsfähig waren, inzwischen eine Renaissance erleben."
Sagt Professor Uwe Baumgarten von der TU München. Google's Fuchsia hat einen Mikrokern. Ein Mikrokern heißt so, weil er nur für einen kleinen Teil der Aufgaben des Betriebssystems zuständig ist. Der Rest wird außerhalb des Kerns im sogenannten Userland erledigt:
"Das Fuchsia, das macht sich jetzt wirklich den Mikrokern zunutze. Da wird die Hardware nur ganz dünn abstrahiert. Da wird davon ausgegangen, dass man ganz wenig für die Speicherverwaltung tun muss und nur so Basiskonzepte wie parallele Ausführung, Threads, Interrupts, Kommunikation zur Verfügung stellen, sodass es ein richtig kleiner Kern wird. Damit wird dann quasi ein Userland eröffnet und alles andere, zusätzliche Elemente, Protokolle und was immer auch, würden in Benutzer-Prozessen liegen, die dann zusätzlich je nach Bedarf verwendet werden können."
Das Problem von Mikrokernen hat lange darin bestanden, dass oft der Prozessor geräumt werden muss, also der Kern ans Userland übergibt und umgekehrt. So was kostet Zeit. Aber das hat man mittlerweile in den Griff bekommen – durch speziell dafür ausgelegte Hardware, durch neue Software-Konzepte und hardwarenahe, also auf Leistung ausgerichtete Programmierung. Deshalb erleben Mikro-Betriebssystem-Kerne derzeit eine Renaissance, wie Professor Baumgarten sagt.
Für einen Mikrokern reichen meist ein paar Tausend Zeilen Quell-Code
Zircon nennt sich der Kern von Fuchsia. Google betont, dass es sich dabei – im Unterschied zu Android - nicht um den Linux-Kern handelt. Dessen Quell-Code ist schließlich auch je nach Version ein paar Millionen bis hin zu zig Millionen Zeilen lang.
"Und da was Kleineres zu suchen, das macht durchaus Sinn."
Und für einen Mikrokern reichen meist ein paar Tausend Zeilen Quell-Code. Also ein paar Tausend beim Mikrokern im Vergleich zu ein paar Millionen beim Monolithen. Faktor 1000. Es ist notwendig, dass Fuchsia auf einen Mikro-Kern aufbaut, sagt Professor Baumgarten, denn es soll auch auf äußerst schwachen Geräten im Internet der Dinge laufen:
"Auf den IoT-Geräten, auf Sensoren, selbst auf kleinen Geräten präsent zu sein, ist noch immer eine extreme Ressourcen-Beschränkung. Und da passen dann auch die Mikro-Kerne ganz gut hin. Und ich denke, das will sich Google auch zunutze machen."
Darüber hinaus soll Fuchsia Google’s bestehende Betriebssysteme Android und Chrome-OS ablösen. Chrome-OS ist Google’s Versuch, die Daten und deren Verarbeitung weg vom Endgerät des Anwenders rein in die Cloud, in Google’s Rechenzentren, zu verlagern. Das System, ein etwas erweiterter Browser, ist mäßig erfolgreich, zumindest im Vergleich zu richtigen PC-Betriebssystemen wie Windows.
Auch frühere Versuche in diese Richtung – etwa von Sun Microsystems - sind gescheitert. Fuchsia setzt trotzdem auf ein ähnliches Konzept: das Streaming. Die Apps, die Anwendungsprogramme, sollen in der Cloud vorgehalten und gepflegt und bei Bedarf auf das Endgerät geladen und verarbeitet werden. Für den Anwender hätte das den Vorteil stets aktueller Software. Google eröffnet es Kontrollmöglichkeiten. Und neue Programmiertechniken sollen die Millionen von Android-Apps auf Fuchsia locken. Sollte das Projekt glücken, würde es Google den Zugriff auf eine bislang unvorstellbare Masse an Nutzerdaten verschaffen, Daten auf ein paar hundert Millionen PC, auf Milliarden Smartphones und auf zig Milliarden Geräten im Internet der Dinge.
