【ITニュース解説】SkiftOS: A hobby OS built from scratch using C/C++ for ARM, x86, and RISC-V

SkiftOSは、C言語とC++を用いてゼロから構築された実験的なオペレーティングシステムだ。PCの主要なCPUアーキテクチャであるx86、スマートフォンなどに使われるARM、そして新興のオープンソースアーキテクチャであるRISC-Vといった複数の異なるプラットフォームで動作するよう設計されており、現代のシステム開発において極めて挑戦的なプロジェクトと言える。

オペレーティングシステム、略してOSは、コンピュータのハードウェアとソフトウェアの橋渡しをする最も基本的なソフトウェアだ。私たちが普段使っているWindowsやmacOS、Linux、スマートフォンのAndroidやiOSなどがこれにあたる。OSは、CPUやメモリ、ストレージ、ネットワークといったハードウェア資源を管理し、複数のアプリケーションが同時に動く環境を提供したり、ファイルシステムを構築してデータを保存・管理したり、ユーザーがコンピュータと対話するためのインターフェースを提供したりする。OSがなければ、コンピュータはただの電子部品の塊であり、アプリケーションを動かすことさえできない。

SkiftOSが「ゼロから構築された」という点は特筆すべきだ。通常、新しいOSを開発する場合でも、既存のOSカーネル（OSの核心部分）やライブラリをベースにすることが多い。しかし、SkiftOSは文字通り何もない状態から、開発者自身がすべてのコードを記述している。このアプローチは膨大な労力と深い知識を要求するが、その分、システムの隅々まで開発者の意図を反映でき、高いカスタマイズ性や最適化の可能性を秘めている。また、OS開発にC言語とC++が使われるのは、これらの言語がハードウェアに直接近いレベルで動作を制御できるためだ。メモリの配置やCPUのレジスタ操作といった、OSの根幹に関わる低レベルな処理を効率的かつ精密に記述するのに適している。これらの言語は、メモリを直接操作できるポインタ機能や、実行速度の速さなど、システムレベルのプログラミングに必須の特性を持っている。

SkiftOSがx86、ARM、RISC-Vという複数のCPUアーキテクチャに対応していることも、このプロジェクトの大きな特徴だ。CPUアーキテクチャとは、CPUが命令をどのように理解し実行するかという設計思想や命令セットの体系を指す。x86アーキテクチャは、IntelやAMDのCPUに代表され、私たちが日常的に使うPCやサーバーで圧倒的なシェアを占めている。複雑な命令セット（CISC）が特徴だ。一方、ARMアーキテクチャは、スマートフォンやタブレット、組み込み機器、最近ではApple Silicon搭載のMacBookなど、省電力性能が重視されるデバイスで広く採用されている。こちらは比較的シンプルな命令セット（RISC）を持つ。そしてRISC-Vは、近年注目されている新しいオープンソースのCPUアーキテクチャだ。命令セットが公開されており、誰でも自由に設計・実装できるため、特定の用途に特化したカスタムCPUの開発が進んでいる。これら三つのアーキテクチャは、それぞれ異なる命令体系やメモリアクセスの方法、割り込み処理の仕組みを持つ。一つのOSがこれらの異なるアーキテクチャ上で動作するということは、それぞれのCPUの特性を深く理解し、それらに合わせてOSの低レベルな部分を適切に調整する技術が求められることを意味する。これは非常に高度な技術的挑戦であり、その実現は開発者の深い洞察力とプログラミングスキルを示すものだ。

SkiftOSは「趣味のOS」とされているが、その技術的価値は非常に大きい。既存の商用OSのような汎用性や安定性をすぐに提供するものではないかもしれない。しかし、このようなプロジェクトは、新しい技術やアイデアを試したり、OSの動作原理を深く探求したりするための貴重な場となる。開発者は、現代のコンピュータシステムがどのように動いているのか、その根幹を自らの手で作り上げることで、比類ない知識と経験を得る。また、オープンソースという性質上、世界中の開発者がその成果を検証し、学び、さらに貢献することも可能になる。これは、IT技術の進歩に貢献するだけでなく、次世代の技術者育成にもつながる重要な取り組みと言える。

システムエンジニアを目指す初心者にとって、SkiftOSのようなプロジェクトは多くの示唆を与えてくれる。OS開発という、システムの中でも最も低レイヤーの知識は、ハードウェアとソフトウェアの相互作用を深く理解するために不可欠だ。例えば、メモリ管理の仕組みや、複数のプロセスが同時に動作する際のスケジューリング、デバイスドライバーの作成など、OSを自作する過程で直面する課題は、システム全体の設計思想やパフォーマンス最適化の考え方を養う上で非常に役立つ。異なるCPUアーキテクチャに対応するという経験は、様々なプラットフォームでの開発に対応できる応用力を育む。たとえOS開発を直接のキャリア目標としなくとも、このような低レベルの知識は、より効率的で堅牢なアプリケーションやシステムの設計に役立つ。SkiftOSは、コンピュータの真の姿を理解し、高度なシステム開発スキルを磨くための、一つの羅針盤となるだろう。