Pre-Boot OS引入虛擬技術
Phoenix HyperSpace搶先預覽
文／圖 何信達

如果小筆電算是個新興的市場，那肯定也需要一個嶄新的OS來配合它；另一方面，電腦開機畫面的等待希望你還沒習慣，畢竟在筆記型電腦的應用上可能會有新的變化！

---

由於筆記型電腦效能急速增加，效能由低到高也拉出一大塊廠商可以奮戰的空間，光是新興的小筆電市場就讓Intel、ARM等處理器廠商開發適用小筆電的新產品線，也讓Windows XP得以繼續榮耀存活超過其原先規劃的產品生命週期，其他還有防毒軟體等，都希望能夠對應推出滿足高效能與高攜帶性兩極化的需求。

在台灣，消費市場鮮少筆電搭載Linux進行販售的作法已經在小筆電銷售被打破，許多小筆電推出Linux版本的搭售方案，而微軟的Windows作業系統系列在這個市場卻只能暫以Windows XP來對應，這當然不能滿足小筆電的需求，因為硬體規格效能較低的情況，Windows開機時間過長的缺點在行動市場更為明顯。在小筆電上確實需要更好的作法！

另一方面，目前正規版本的筆電雖然效能足夠，但正規的作業系統由於需要正規的開機載入方式仍然沒辦法滿足打開就可立即使用的需求，所以便有了Pre-Boot OS的出現，例如華碩的ExpressGate以及我們這個月要介紹的Phoenix HyperSpace，Pre-Boot OS的出現讓行動設備打開電源立刻可以使用的理想實現，但Phoenix HyperSpace則引入了虛擬化技術達成可「雙待機」更引人注目，當然，最重要的還有一點，就是以Phoenix的專長來設計Pre-Boot OS實在是相當合適！

圖1 HyperSpace主畫面。

根據官方發佈的訊息，Phoenix HyperSpace有以下好處：
‧Instant On -平台Ready，網路立即Ready，打開電源便可立刻使用，並會自動連接最佳的有線、無線或3G網路連線。在使用HyperSpace時，可以藉由電源模式的選擇讓Windows進入睡眠節省電力。
‧Always On - 不需要啟動Windows也能進行工作，藉由HyperSpace瀏覽器以及預先建立的網站捷徑，快速連接特定網站。
‧Enhanced battery life - 啟動的程式較少不需耗電過多。根據官方資料顯示：智慧型的電力管理可以增加30%的使用時間，以技嘉W466U筆記型電腦來說，電池規格為53.28WHr（11.1V,4800mAH），若使用HyperSpace上網瀏覽將比使用Windows Vista多上1小時21分的電池使用時間。
‧Secure computing environment -應用軟體皆經過數位簽章的驗證，並儲存在安全的記憶空間，在執行後皆進行鎖定。HyperSpace的產品更新或新增都僅能透過Phoenix擁有的或是許可授權的網站進行。因此使用者需要較高安全性時，可由Windows切換至HyperSpace環境繼續進行。
‧Normal Windows usage - Windows環境中最常用的程式均有對應。
‧More manageability - 遠端協助與控制。若Windows Vista故障，HyperSpace仍保持可用狀態並持續運作。若使用者在HyperSpace環境下，Phoenix 合作夥伴可進行即時的維護與修復。
‧Intuitive user interface – 像手機一樣簡單的操作介面。

最後一點其實也是最重要的！Phoenix總裁暨執行長Woodson Hobbs曾經服務於Intellisync四年的時間（Intellisync現已被Nokia併購，最有名的產品就是Intellisync Mobile Suite），其在手機領域服務的經驗，認為手機不需要經過學習的過程，而且開機後立刻可以使用，這樣的理念也最佳化了HyperSpace的操作介面。事實上，編輯部也真的很希望電腦就跟手機一樣，介面簡單而且按下去就立即動作（這是Palm相當令人懷念的地方），畢竟誰想等漏斗或手錶轉不停呢？

搭載虛擬技術的HyperSpace
HyperSpace先前曾經在IDF與Phoenix HyperCore共同展示，HyperCore是嵌入式hypervisor（虛擬機器監視器），可允許Linux based的操作平台HyperSapce能夠獨立運作於Windows Vista之外。但Phoenix資深應用工程師林俊宏說明：「早期Phoenix將VM這個技術做在BIOS內，不過為了迎合廣大的市場，目前Hyperspace已經可以裝在不同的BIOS Vendor的產品上，簡單地說，現在的虛擬技術已經打包進到Hyperspace安裝程式內中了」。

HyperSpace設計的目標是為了解決NB進入正規作業系統開機時間過長，同時過於耗電的問題，它是一套精簡型的Linux作業系統提供上網和基本Office文件處理能力的作業系統。不過Phoenix仍強調HyperSpace並非要取代主要的作業系統，而是要讓使用者得到原有Windows作業系統以外更好的附加功能。

HyperSpace是一支Windows應用程式（系統需求參見表1），在Windows進行安裝後會在硬碟中切出一塊分區將特製的Linux（也就是HyperSpace）安裝進去，因此電腦中將會同時存在HyperSpace以及Windows。依據版本的不同，兩個作業系統應用的狀況則有異。

1.Hybrid：此版本搭配Intel VT或AMD-V技術可以在作業系統之下建構虛擬層，讓HyperSpace與Windows作業系統安裝於虛擬層上，並可同時執行與隨時快速切換。
2.Dual：在不支援虛擬技術的電腦上可以安裝Dual版本的HyperSpace，不過也無法同時執行或隨時切換作業系統，簡單地說就是多重開機的功能了，如果要切換作業系統則必須重新開機。

除了以上兩種版本，Phoenix也將會針對小筆電市場推出HyperSpace Netbook版本。此針對上網裝置所設計的較低成本且小巧的操作環境，提供快速即時開/關機、易使用及智慧網路連結。

由於HyperSpace仍然是一套作業系統，對於安裝的硬體平台必定有對應的驅動程式，因此儘管價格都已經白紙黑字的公開，也未必每台筆電都能夠使用。Phoenix在推出後會綁定特定的硬體平台，最可能的還是搭載在NB產品上。不過依據目前官方提供的資料，功能比較吸引人的HyperSpace Hybrid已有11台通過測試（表2），使用者也可以透過Phoenix官網下載HyperSpace 21天評估版本試用，其網址在 www.hyperspace.com。（HyperSpace Dual訂閱費用為39.95美元/年以及99.95美元/3年、HyperSpace Hybrid為59.95美元/年以及149.95美元/3年）






已經經過HyperSpace Dual測試的還包括Acer Aspire One、Dell Mini、ECS S21II（Montevina）、Lenovo Ideapad S10/Thinkpad T400-2767、Asus Eee PC 901/PC 1000x、HP mini 1035NR等。

HyperSpace由Windows中進行安裝，移除也可以由Windows中進行。目前網路上所提供的HyperSpace「只能」安裝在筆記型電腦中，在安裝時會先進行SAT（System Assessment Test）系統評估，未通過則會顯示Incompatibility Alert的不相容的警告而無法安裝，若通過則會顯示Qualifield繼續安裝（圖2）。安裝時必須保留2GB的Primary分區空間作為開機使用，重新開機後則會有多重開機的選單。


圖2 經過系統評估後，顯示為可以安裝Hybrid模式的畫面。

根據Phoenix指出，是否能通過相容性驗證的關鍵在於硬體驅動程式的支援，主要包括虛擬技術的支援、有線網路驅動、音效驅動、顯示晶片驅動以及WebCam驅動等。至於是否未來可以加掛周邊設備驅動程式？林俊宏說明，「Hyperspace在未來會提供Online Update，答案是可行，但不完全是以驅動程式更新為目的」。編輯部認為，當新的硬體出現以後就必須更新驅動程式一定是必然，這一點在虛擬化產品上也不例外，如果不能擴大支援硬體的平台，就無法讓提高使用人數。因此HyperSpace必須繼續維護版本更新，並增加外掛應用程式的數量。

HyperSpace Hybrid架構
由於編輯部測試的為Hybrid安裝的筆記型電腦，因此本文主要敘述皆以Hybrid為主。
HyperSpace Hybrid引入了Xen的虛擬技術技術，因此在安裝後開機可以得到三種不同的結果：

1.由HyperSpace開機，以單一作業系統操作。
2.由HyperSpace開機，之後啟動Windows，以雙系統同時操作。
3.由Windows開機，執行純Windows模式。

編輯部測試了安裝HyperSpace Hybrid v1.1的Gigabyte W466U，在由電源關閉後的第一次開機啟動，會出現兩個開機選單（圖3），也就是由HyperSpace開機或是由Windows開機。當選擇Windows開機時，系統會以原本一模一樣的Windows啟動，並不會受到安裝HyperSpace安裝的任何影響；當選擇HyperSpace開機時，HyperSpace需要十來秒的時間加以啟動，但之後的開關機會維持在S3的ACPI電源模式下，幾乎是一按電源開關，畫面就回來可以進行操作。林俊宏針對在背景休眠的Vista可以快速從Hyperspace喚回的部分做了進一步說明，「針對S3的電源模式，Phoenix加入了自行設計的Hot-S3模式。也就是Hyperspace有二段S3，如果背景的OS在設定的時間沒動作，便會進入Hot-S3，再更久沒動作，Hyperspace則會進入Full-S3；而當系統再次被喚醒時，Hyperspace會在3秒內回來，而使用者可以決定是不是要讓背景的Vista回覆」。


圖3 安裝HyperSpace後的第一次開機選單。


圖4 在HyperSpace左下方的狀態圖示，可以瞭解背景OS目前的狀態。

當HyperSpace啟動後可以由左方圖示啟動Windows，並可由圖示變化瞭解Windows的開機狀態（例如正常、睡眠狀態等），最棒的是使用者只要透過快捷鍵F4，便可以在HyperSpace與Windows進行即時切換（也許不用一秒）。另一方面，使用者也可以直接在左下方的Windows圖示上對Windows的電源狀態進行控制，像是Restart和Shutdown，該圖示也會顯示Starting或Resuming，同時以○（開機）、—（關機）或月亮（睡眠）顯示狀態。

Hybrid模式下的Windows是有點玄機的，因為在Hybrid的模式下底層包含了虛擬層，Windows所要驅動的硬體元件都是由虛擬層來提供，因此在[裝置管理員]中所看到的硬體名稱會和實際硬體元件不一樣。話說回來，要同時打開HyperSpace以及Windows，在順序上也只能先HyperSpace、再Windows，這是因為底層虛擬層需要優先驅動的關係。林俊宏說明，但Hyperspace所模擬出來的環境並不是全都以虛擬設備來完成，如果有一些認證是會以硬體判別，也可以做到「不虛擬」的透通方式。

除了硬體元件以外，Windows所得到的網路IP位址也是由虛擬層提供，再藉由轉址的方式連接網路。不過林俊宏表示，這並不代表HyperSpace內有DHCP伺服器發放IP，它只是單純的轉換IP位址而已。

一台機器多了虛擬層又多了個IP，很容易讓人想到這跟Intel VPro技術是否有可比較之處，林俊宏指出，HyperSpace與vPro的最大差異在於HyperSpace主控權仍然在User本身，而不是交給其他遠端管理者。

HyperSpace雖然是一套Linux作業系統，不過在發行版本並不會提供讓使用者自行安裝應用程式的選項。目前在編輯部測試的版本有提供xterm的終端機視窗可以下Linux指令。我們以uname指令可以看到HyperSpace所採用的Linux版本為Linux uclibc 2.6.18-ng，uclibc是專用於少量記憶體環境的C語言程式庫，正是用在內嵌式系統的最好搭配。另外，以xen-detect指令可以看到虛擬機器採用Xen版本為v3.1。如果在Windows模式下則可以看到磁碟管理的畫面如圖7。


圖5 上為純Windows環境開機時的裝置管理員顯示元件；下為HyperSpace Hybrid模式下的Windows元件。


圖6 HyperSpace所提供的命令列模式。


圖7 HyperSpace會切割使用1.9GB的Primary分區。


雙待系統模式下的效能影響
林俊宏說，由於HyperSpace是以處理器的最低時脈運行，因此相較於一般採用Windows系統執行電力上約可節省15%~20%，得到較長的續電力。

雖然會採用Hybrid模式執行系統多半期待的不是效能，而是功能，但我們還是做了效能測試瞭解效能影響的程度。

當Windows與HyperSpace同時執行時，Windows是透過虛擬層來執行，驅動程式已經不一樣，功能影響比較大的便是在3D相關軟體的執行，即使是Windows Vista內建的WEI檢測也無法通過。

在效能方面，兩個系統同時執行時也對Windows效能產生影響，影響最大的是2D的效能。編輯部以PerformanceTest進行測試，在處理器方面效能受到影響很小，磁碟與記憶體效能則會有有兩成到兩成五的影響，但2D效能則約降了六成（圖8）。

圖8 當Windows與HyperSpace同時執行時，與純Windows的效能影響比較。


HyperSpace的介面與組態設定
HyperSpace桌面左上角的區域提供了網路、電量計以及音量調整等，時鐘上方三點則是xterm的終端視窗。

在網路方面，HyperSpace會自動選擇最快的網路來作為主要連接，其支援有線、無線和3G網路（圖9），目前的版本在3G網路上支援的是Novatel Merlin的3G網卡。

若由左下方的齒輪狀點選，則可以啟動[Personalize your settings]選項（圖10），進行網路、系統資訊、電源設定、日期時間以及滑鼠設定等。

在電源設定的選項中有一項較為重要，使用者在此設定Windows作業系統是否隨HyperSpace啟動而啟動，或是將HyperSpace由睡眠模式叫醒時Windows便隨之啟動。（圖11、12）

圖9 HyperSpace會自動搜尋最佳連線並顯示狀態。


圖10 個人化系統設定視窗。


圖11 在喚醒後同時啟動Windows。


圖12 如果需要對HyperSpace設定密碼，則是在系統資訊中進行設定。


HyperSpace所提供的應用程式
在v1.1版本中，HyperSpace將主畫面分為左側邊列以及右邊主視窗，側邊列依序為狀態區、應用程式按鈕區以及系統管理區，這樣的設計簡化了許多令一般人卻步的眾多Linux功能。應用程式按鈕區則包括各種應用程式、網站連結都存放在此。

在編輯部試用的HyperSpace v1.1中，提供了幾個主要的應用程式。
‧HyperSpace Web Browser 1.0 （Firefox 3.0）
‧HyperSpace Write （thinkfree），對應Word
‧HyperSpace Calc （thinkfree），對應Excel
‧HyperSpace Show（thinkfree），對應PowerPoint
‧HyperSpace Notepad 1.0 （porton@ex-code.com），對應記事本
‧Calculator，對應計算機（小算盤）
‧My Documents =HyperSpace File Manager 1.0（roland65@free.fr），對應檔案總管。

Phoenix表示，包括Opera瀏覽器、防毒以及多媒體播放程式的元件，目前都已經可以提供，使用者將可以單獨選擇更新。其他網站連結則包括Youtube、Facebook、Amazon、meebo（IM），在新版的文件中我們還看到flickr等圖示。 HyperSpace使用[Alt]+[TAB]做為主視窗應用程式切換快捷鍵，不過因為其所有視窗都是最大化顯示，因此是以一條文字列在畫面中間滾動（圖13）。

圖13 同樣使用[Alt]+[TAB]切換視窗。


圖14 HyperSpace內建對應Word的Office Write。


在Windows與HyperSpace之間
在Hybrid的模式下，HyperSpace的File Manager還扮演了重要的角色，不過部分功能在1.1版仍未完全實現，例如從HyperSpace讀取Windows的檔案（NTFS分區），這個功能到預定四月份才會發行的1.2版才會加入。
在1.1版的檔案處理上HyperSpace與Windows之間的檔案交換只能由HyperSpace傳送到Windows系統，如果是Office文件，可以由Hyper Office直接開啟，如果是HyperSpace不認識的檔案，則會跳出詢問是否傳送到Windows的對話視窗。使用者同樣可以在HyperSpace的File Manager使用滑鼠右鍵功能，其中包含了「Open with」的選擇，便可以進行傳送。

另一個需要傳送的則是文件列印功能，HyperSpace尚無印表機驅動程式可加掛。因此一旦選擇文間列印便會啟動傳送功能到Windows環境進行列印。

在未來的發展上，HyperSpace發展將以Phoenix的PC 3.0架構分為AppSpace以及ManageSpace兩大區塊。在AppSpace的部分除了已經在進行的DVD播放、Skype/WebCam視訊通話、RealPlayer多媒體播放以外，未來還會增加線上更新以及藍光光碟的支援；而在ManageSpace目前在進行的則是防毒以及設備虛擬化的設計。

Linux加上虛擬技術特調的HyperSpace看來是新一代筆記型電腦不錯的好伙伴（儘管Phoenix一直強調他不是用來取代其他作業系統），加上本身又是走開放原始碼的方式，我們希望其可藉由開放原始碼的方式快速地累積適用的應用程式，這會讓接受度大大增加。由於HyperSpace使用了一部份的Open Source進行開發，如果需要特定原始碼，也可以在網站上找到「How do I obtain open source components? 」聯繫Phoenix。

在今年一月時，華碩已經決定將HyperSpace整合至新一代的筆記型電腦產品中，Phoenix已經透露，可能在年中即可以看到相關產品的上市！