Všichni řeší nový „liquid glass“ design HyperOS 4. Skutečná revoluce je však úplně jinde: Xiaomi přepsalo systém od základů

O HyperOS 4 jsme dosud psali hlavně z čínských podkladů. Na svém globálním fóru teď Xiaomi zveřejnilo kompletní technický rozpis toho, co se v systému změnilo pod povrchem. A právě tady se podle nás nachází ty nejzajímavější novinky.

Nejde totiž jen o nové animace, průhledné prvky ve stylu „liquid glass“ nebo upravenou uzamčenou obrazovku. Xiaomi výrazně zasáhlo do samotného fungování systému, práce procesoru, operační paměti a vlastních aplikací.

HyperCore po novém počítá instrukce

Základem zrychlení je balík vlastních technologií, který Xiaomi nazývá HyperCore. Přibyly do něj dvě důležité věci. První se jmenuje Precision Workload Scheduling. Díky ní systém dokáže přesněji sledovat, kolik práce musí procesor při jednotlivých činnostech skutečně vykonat.

Xiaomi přestalo dělat jen hrubé odhady a začalo počítat přímo jednotlivé instrukce procesoru. Prošlo přes sto nejčastějších situací a v každé hledalo úlohy, které dělají víc práce, než je potřeba. Při fotografování například celý proces rozdělilo do pěti vrstev a každou optimalizovalo zvlášť.

Výsledkem je, že celkový počet provedených instrukcí klesl o 14,7 %. U vlastních systémových aplikací Xiaomi je pokles až 27,7 % a u aplikací třetích stran 9,6 %. Méně je i zbytečných probouzení služeb na pozadí.

Co ale znamená o 14,7 % méně instrukcí pro běžného uživatele? Instrukci si můžeš velmi zjednodušeně představit jako jeden malý příkaz pro procesor. Načti tuto hodnotu, spočítej dvě čísla, přesuň data, vykresli část obrazovky nebo proveď další krok programu. Při otevření fotoaparátu, aplikace nebo animace musí procesor takových jednoduchých příkazů vykonat obrovské množství.

Pokud tedy HyperOS 4 zvládne stejnou úlohu s o 14,7 % menším počtem instrukcí, neznamená to automaticky, že bude telefon o 14,7 % rychlejší. Znamená to, že aby dosáhl stejného výsledku, musí procesor vykonat méně práce. Představit si to můžeš jako cestu autem. Pokud najdeš trasu, která má místo 100 kilometrů jen 85 kilometrů, auto nemusí být vůbec výkonnější. Do cíle se však dostane efektivněji a při stejných podmínkách spotřebuje méně energie.

V telefonu se to může projevit rychlejší odezvou, nižší spotřebou energie, menším zahříváním nebo tím, že procesoru zůstane více výkonové rezervy pro další úlohy. Jedna optimalizovaná operace nemusí být vůbec postřehnutelná, ale během dne systém provede miliardy operací. Právě jejich součet může rozhodovat o tom, jestli telefon působí dlouhodobě svižně, nebo se při vyšší zátěži začne objevovat drobné sekání.

Zajímavý je také rozdíl mezi systémovými a cizími aplikacemi. U aplikací Xiaomi klesl počet instrukcí až o 27,7 %, zatímco u aplikací třetích stran o 9,6 %. Největší optimalizace proto mohou být viditelné na ploše, v galerii, v fotoaparátu, v nastaveních a dalších částech HyperOS. Xiaomi totiž dokáže kompletně měnit vlastní kód, ale například Instagram nebo Spotify přepsat nemůže.

Paměť si systém připraví dřív, než si ji aplikace vyžádá

Druhá velká změna v HyperCore řeší způsob, jakým HyperOS 4 pracuje s operační pamětí RAM. Telefon totiž během používání neustále přiděluje a uvolňuje paměť jednotlivým aplikacím. Otevřeš Instagram, fotoaparát, prohlížeč, několik aplikací zavřeš a další necháš běžet na pozadí. Postupně tak v paměti vznikají volná místa různých velikostí roztroušená mezi obsazenými částmi.

Právě to znázorňuje levá část grafiky Xiaomi. Zelené bloky představují aktivně využívanou paměť, šedé bloky data ponechaná v cache a tmavé bloky nevyužitou paměť. Na první pohled může být volné RAM dostatečné, problémem však může být způsob, jakým je rozložená.

Nejjednodušší si to můžeš představit jako parkoviště. Máš pět volných míst, ale každé se nachází na jiném místě mezi zaparkovanými auty. Pokud potřebuješ najednou vytvořit větší volný prostor, musíš nejdřív přesunout některé věci a parkoviště uspořádat. I systém může při přidělování paměti vykonávat dodatečnou práci, která stojí čas a výkon procesoru.

Proto se HyperOS 4 podle Xiaomi snaží potřebnou paměť připravit ještě předtím, než ji konkrétní funkce reálně potřebuje. Pravá část grafiky ukazuje příklad fotoaparátu. Systém ví, že při jeho používání bude potřebovat paměť pro hlavní rozhraní fotoaparátu, živý náhled z hledáčku nebo přepínání mezi předním a zadním fotoaparátem. Tyto potřeby si proto dokáže připravit předem.

Pro tebe to znamená hlavně to, že když otevřeš fotoaparát a následně přepneš objektiv nebo přední kameru, telefon nemusí právě v té kritické chvíli řešit veškerou práci spojenou s přidělením potřebných zdrojů. Část přípravy už proběhla předem. Výsledkem má být rychlejší odezva a hlavně méně krátkých zaseknutí ve chvíli, kdy aplikace najednou potřebuje víc paměti.

Důležité je, že HyperOS tímto způsobem nevytváří novou RAM a ani si nemusí natrvalo rezervovat obrovský kus paměti jen pro fotoaparát. Jde především o efektivnější správu toho, co telefon už fyzicky má. Systém se snaží předvídat blížící se zátěž a svou paměť na ni připravit.

Po osmi hodinách nepřetržitého používání by díky novým optimalizacím mělo zůstat o 33 % více volné paměti než při HyperOS 3. Čínská prezentace z srpna přitom uváděla 27,2 %, takže globální číslo je ještě vyšší.

Ani tento údaj neznamená, že například telefon s 12 GB RAM najednou dostane dalších 4 GB paměti. Fyzická kapacita zůstává úplně stejná. HyperOS ji jen má využívat efektivněji a spotřebovat méně na vlastní režii. Praktický rozdíl může být nejvíc viditelný až po několika hodinách intenzivního používání, kdy máš otevřených spoustu aplikací a systém začne bojovat o dostupnou RAM.

Víc volné paměti zároveň dává systému větší rezervu pro další aplikace. Ty se tak nemusí tak často úplně zavírat na pozadí. Když se po několika minutách vrátíš například do prohlížeče nebo na sociální síť, je větší šance, že zůstane ve stavu, v jakém jsi ji opustil/a, místo toho, aby se načetla úplně od začátku.

Systémové aplikace dostaly vlastní běhové prostředí

Tady se dostáváme k pravděpodobně nejtechnickější, ale zároveň jedné z nejzásadnějších změn HyperOS 4. Xiaomi vytvořilo pro své vlastní aplikace nový aplikační framework a vlastní nativní běhové prostředí. Na první pohled to zní hodně komplikovaně, takže si nejdřív vysvětlíme, co tyhle pojmy vlastně znamenají.

Aplikace totiž při svém fungování neřeší úplně všechno přímo s hardwarem telefonu. Mezi samotnou aplikací a procesorem existují softwarové vrstvy, které zajišťují řadu základních věcí. Starají se o paměť, vykreslování rozhraní, animace, komunikaci se systémem a spoustu dalších činností. Kombinaci těchto vrstev můžeme velmi zjednodušeně chápat jako framework a běhové prostředí.

Představit si to můžeš jako velkou firmu. Zaměstnanec chce vykonat určitou úlohu, ale místo přímého kontaktu s člověkem, který ji může udělat, musí požadavek projít přes několik oddělení. Každá vrstva má svůj význam a zajišťuje spoustu důležitých věcí, ale každý další mezičlánek zároveň přináší i určitou režii.

První grafika Xiaomi ukazuje, že HyperOS 4 má nově dvě paralelní cesty. Běžné Android aplikace dál používají standardní Android Application Framework a ART, tedy Android Runtime. Vlastní aplikace Xiaomi ale výrobce dokáže vést přes svůj nový aplikační framework a nativní běhové prostředí.

Je důležité správně pochopit, co Xiaomi udělalo. HyperOS 4 nenahrazuje celý Android nějakým úplně novým operačním systémem a ani všechny aplikace nepřechází na novou technologii. Xiaomi vytvořilo optimalizovanou cestu především pro své vlastní aplikace, nad jejichž kódem má úplnou kontrolu.

Proto může výrobce výrazněji optimalizovat například plochu, Galerie, Počasí či další systémové části. Instagram, Facebook, Spotify nebo aplikace vaší banky budou dál fungovat přes standardní mechanismy Androidu. I to vysvětluje, proč Xiaomi naměřilo u vlastních systémových aplikací až 27,7 % pokles počtu instrukcí, zatímco u aplikací třetích stran je rozdíl 9,6 %.

Co to znamená v praxi? Procesor v telefonu se nijak nezměnil. Xiaomi mu nepřidalo další jádra ani vyšší frekvenci. Snaží se ale zkrátit a zefektivnit cestu, kterou musí software projít, aby se daná úloha provedla. Stejný hardware tak může mít méně zbytečné práce.

Rozhraní už nemusí dostávat každý příkaz zvlášť

Další grafika vysvětluje jednu konkrétní oblast nového frameworku – vykreslování uživatelského rozhraní. Ve starším řešení aplikace postupně posílala systému jednotlivé změny. Uprav tento text, změň animaci, přepočítej rozložení prvků, překresli tuhle část obrazovky a podobně. Xiaomi tento princip označuje jako „Imperative UI Updates“.

HyperOS 4 u vlastních aplikací přechází na takzvaný state-driven přístup. Velmi zjednodušeně řečeno: aplikace nemusí systému krok za krokem vysvětlovat každou jednotlivou vizuální změnu. Určí, v jakém stavu má rozhraní být, a framework následně zajistí potřebné úpravy textu, animací, rozložení i vykreslení.

Představ si například aplikaci Počasí. Starší princip může znamenat sérii příkazů typu: změň teplotu z 18 na 19 °C, nahraď ikonu oblaku sluncem, změň barvu pozadí, uprav animaci a překresli jednotlivé prvky. Při state-driven přístupu aplikace oznámí nový stav, například „19 °C a slunečno“, a framework sám zajistí, které části rozhraní se musí změnit.

Xiaomi zároveň u této nové větve zdůrazňuje 100 % přímý strojový kód. Neznamená to, že Android doteď posílal procesoru nějaký text, kterému nerozuměl. Smyslem je odstranit část dodatečné runtime režie a prostřední vrstvy u vlastních aplikací Xiaomi. Výrobce tím chce hlavně snížit kolísání zpoždění.

A právě tahle poslední část je důležitá. Když máš pocit z rychlosti telefonu, nerozhoduje jen to, jestli se animace v průměru vykreslí za 10 nebo 12 milisekund. Nepříjemné jsou hlavně situace, kdy většinu času všechno funguje perfektně, ale jedna animace najednou trvá výrazně déle a ty to vnímáš jako drobné cuknutí. Xiaomi se proto snaží dosáhnout nejen vyšší rychlosti, ale především konzistentnější odezvy.

Proces na pozadí už nemusí nést celý „kufr nářadí“

Druhá větev nového prostředí řeší úlohy na pozadí. A právě tady Xiaomi ukazuje další zajímavý příklad toho, kde se v operačním systému může zbytečně plýtvat výkonem a pamětí.

V starším systému mohl i relativně jednoduchý proces používat univerzální běhové prostředí obsahující spoustu funkcí. Na grafice Xiaomi vidíme například podporu uživatelského rozhraní, služby na pozadí a další základní možnosti. Problém je, že jednoduchá úloha na pozadí může velkou část z nich vůbec nepotřebovat.

HyperOS 4 proto používá princip On-Demand Capability, tedy funkce zpřístupňované podle potřeby. Proces dostane základ, který reálně potřebuje, a zbytek možností se přidá až ve chvíli, kdy je začne využívat.

Nejjednodušeji si to můžeš představit jako kufr s nářadím. Potřebuješ dotáhnout jednu šroubku, ale starší systém ti pokaždé přinese obrovský vozík se šroubováky, kladivy, vrtačkou, pilou a dalším vybavením. HyperOS 4 se snaží přinést jen šroubovák. Když později zjistíš, že potřebuješ i vrtačku, systém ji přidá až tehdy.

V prostředí telefonu může jít například o malou systémovou úlohu, která na pozadí potřebuje zkontrolovat nějaký údaj nebo provést jednoduchou operaci. Pokud nepotřebuje uživatelské rozhraní, nemusí se kvůli ní aktivovat všechno, co by bylo potřeba k vykreslení plnohodnotné aplikace.

Podle Xiaomi tím odpadá část zbytečné zátěže procesoru a operační paměti. U jednoho procesu může být rozdíl malý. Telefon však po spuštění provozuje obrovské množství procesů a služeb, takže i malé úspory se při jejich součtu mohou projevit.

Co z toho tedy pocítíš ty? Pravděpodobně neuvidíš jednu konkrétní funkci, u které si řekneš, že za ni může nové běhové prostředí. Takové změny fungují hlavně v zákulisí. Jejich výsledkem má být rychlejší otevírání systémové aplikace, plynulejší animace, nižší spotřeba paměti nebo méně náhodných mikrozadrhnutí po několika hodinách používání.

Právě tohle je podle nás jedna z nejzajímavějších novinek HyperOS 4. Novou zamykací obrazovku či průhledný efekt si všimneš během pár sekund, ale Xiaomi zároveň přepracovalo část základů, na kterých stojí fungování jeho vlastních aplikací.

Plochu, galerii a počasí přepsali od nuly

Xiaomi vytvořilo znovu tři vlastní aplikace: plochu, galerii a počasí. Přepsání samotného kódu však nestačilo. Xiaomi muselo vybudovat i vývojovou infrastrukturu, vlastní nástroje pro ladění a automatické testování.

Xiaomi v globálním příspěvku nikde přesně nejmenovalo programovací jazyk, který použilo. Zmiňuje pouze efektivnější programovací jazyk, který má odstranit mikrozpoždění spojené mimo jiné se správou paměti. Dřívější zprávy hovořily o Rustu, oficiálně to ale potvrzené není.

Plocha po devíti hodinách používání otevře třicet aplikací za sebou o 9,4 % rychleji. Galerie zvládne 10 000 fotografií o 90 % rychleji, přitom zatíží procesor o 28 % méně a paměť o 32 % méně. Při rychlém posouvání náhledů už by nemísta měla zůstat prázdná a bílé oblasti by se neměly rozsvěcet. Počasí dostalo animace počítané v reálném čase.

Údaj o 90 % rychlejší Galerii zní obrovsky, ale i tady je potřeba ho správně pochopit. Neznamená to, že každou fotografii otevřeš téměř dvojnásobně rychle. Xiaomi měřilo skenování knihovny s 10 000 fotografiemi. Rozdíl tedy může být nejvíc viditelný při indexování obrovské sbírky, vytváření náhledů nebo rychlém procházení velkého množství fotografií.

Při náročné práci má telefon zároveň ztratit o 30,3 % méně snímků. Ani tohle číslo neznamená o 30,3 % vyšší obnovovací frekvenci displeje. Ztracený snímek vznikne ve chvíli, kdy systém nestihne připravit další obraz včas. Pak to uvidíš jako malé škubnutí animace nebo při scrollování.

Když tedy HyperOS 4 ztrácí méně snímků, výsledkem má být především konzistentnější plynulost. Telefon může mít pořád 120 Hz displej, ale častěji dokáže jednotlivé snímky skutečně vykreslit v čase, ve kterém je tvoje obrazovka potřebuje.

Soft Light Glass v pohybu

Až teď se dostáváme k části HyperOS 4, kterou uživatel uvidí okamžitě. Vzhled stojí na novém materiálu Soft Light Glass. Rozptýlené světlo a jemné přechody mají snížit vizuální tvrdost rozhraní a zároveň udržet text čitelný přes průsvitné vrstvy. Světlo se v některých částech rozhraní pohybuje při interakci.

Je to vidět hlavně při přetahování ikon na ploše a při otevírání ovládacího centra. Tohle je typ novinky, kterého si všimne každý hned, ale z pohledu každodenního používání můžou být výše popsané optimalizace procesoru a RAM mnohem podstatnější.

Hodiny na zamykací obrazovce se dají nastavit mnohem volněji. Zvětšíš je v obou osách, přepneš je na jeden nebo dva řádky a posuneš je kamkoli po obrazovce.

Notifikace už nejsou v jednom dlouhém seznamu. Dole na obrazovce se skládají na sebe jako hromádka karet. Tapeta tak zůstane lépe viditelná a na velkém telefonu se na notifikace snáz dosáhne palcem. Jedno přejetí rozbalí celou hromádku.

Složku přetáhneš do pěti velikostí

Složku na ploše lze přetažením přepnout do pěti mřížek: 1×1, 1×2, 2×1, 2×2 a 4×2. Do větší složky uvidíš rovnou z plochy, takže ji u často používaných aplikací nemusíš pokaždé otevírat.

Přepracované systémové aplikace dostaly jednotné plovoucí rámečky. Rozložení se přizpůsobí poměru stran displeje, takže na kompaktním telefonu bude ovládání blíž pod palec a na tabletu se naopak využije větší dostupná plocha.

HyperAI udělá z hlasové poznámky myšlenkovou mapu

Hlasové poznámky v aplikaci Poznámky přepisují vyslovené slovo rovnou do přehledného zápisu. Xiaomi je míří na situace, kdy nestíháš psát, například během chůze. Z hotové poznámky si pak jednou větou vyžádáš myšlenkovou mapu nebo seznam úkolů.

Záznamník nově umí během nahrávání vkládat vizuální značky. Při přehrávání je systém poskládá do interaktivní osnovy navázané na jednotlivé časy v nahrávce. Tiché pasáže dokáže přeskočit automaticky.

Chytrý hub a kdo se dostal do bety

Ovládání ostatních zařízení se přesunulo do přehlednějšího Chytrého hubu. Nejčastěji používaná zařízení a scénáře si připneš navrch a otevřeš je přímo z ovládacího centra. Kdo spravuje víc domácností, může mezi nimi přepínat jedním klepnutím.

Globální betu Xiaomi otevřelo 10. září. První trojici tvořily Xiaomi 17 Ultra, Xiaomi 17 a Leica Leitzphone, o týden později přibyly Xiaomi 17T Pro, 17T, 15 Ultra a 15.

U nás se z nich běžně prodávají Xiaomi 15, 15 Ultra a řada 17T. Přihlášení běží přes aplikaci Xiaomi Community a telefon musí mít uzamčený bootloader. Xiaomi stále neoznámilo termín ostré aktualizace pro evropské kusy.

Jak tedy číst všechna tato procenta?

U výsledků HyperOS 4 je důležité nebrat jednotlivá procenta jako přímé zrychlení celého telefonu. O 14,7 % méně instrukcí neznamená o 14,7 % vyšší výkon. O 33 % více volné RAM zase neznamená, že telefon fyzicky dostal o třetinu paměti víc. A o 90 % rychlejší Galerie neznamená, že každá její funkce poběží téměř dvakrát rychle.

Důležitější je společný směr všech změn. HyperOS 4 se snaží udělat stejnou práci s menší zátěží procesoru, s menším množstvím použité paměti a s menším počtem situací, kdy systém nestíhá. Jednotlivé rozdíly mohou být během několika sekund používání prakticky nepostřehnutelné. Pokud se ale podobné optimalizace projeví na desítkách činností během celého dne, výsledkem může být telefon, který zůstává plynulejší i po dlouhém používání.

U všech čísel platí zároveň poznámka, kterou Xiaomi uvádí u svých měření. Výsledky pochází z vlastních laboratoří výrobce a porovnávají HyperOS 4 s HyperOS 3 na Xiaomi 17 Ultra. Proto není možné automaticky očekávat stejné procento na každém Redmi, POCO nebo starším Xiaomi. Skutečný přínos jednotlivých optimalizací bude možné definitivně zhodnotit až při delším používání finální globální verze.

Pro další přísun novinek ze světa Xiaomi sleduj i nadále náš web Xiaomi Planet, přidej se do naší Facebook skupiny, kde tvoříme aktivní komunitu a vzájemně si pomáháme. Odebírej také náš Telegram, kde den co den přidáváme ty nejlepší nabídky a kupóny z Číny.