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MIPS 是什么？這似乎是個(gè)很顯然的問題。
但努力回想，其近幾年的新聞莫過于去年底宣布的開源計(jì)劃，要想準(zhǔn)確描述這個(gè)逐漸被淘汰的元老級(jí)架構(gòu)，需要一篇長文來概括。
MIPS 已經(jīng)擁有大量優(yōu)質(zhì)工具和軟件環(huán)境，其指令集包括 SIMD（單指令、多數(shù)據(jù)）和 DSP 等擴(kuò)展，比 RISC-V 更完整。但考慮到 RISC-V 的發(fā)展勢頭，MIPS 開源不失為一個(gè)有趣而精明的舉動(dòng)，是一種放大 MIPS 自身優(yōu)勢的方式。
MIPS 授權(quán)業(yè)務(wù)總裁 Art Swift 對(duì)于 MIPS 開源行為表示，“如果這發(fā)生在兩三年前，那么 RISC-V 永遠(yuǎn)不會(huì)誕生”，倘若遵循假命題能推出任何命題的原則，“如果”二字則能推出任何結(jié)果。
可世事哪有那么多如果，反觀如今格局，RISC-V 發(fā)展的順風(fēng)順?biāo)?，MIPS 卻逐漸淪為被人遺忘的境地。
當(dāng)今處理器有四大架構(gòu)，一個(gè)是以 intel 和 AMD 為代表的 x86 架構(gòu)，另一個(gè)是手機(jī)，平板等移動(dòng)處理器所使用的 ARM 架構(gòu)，再有就是當(dāng)今發(fā)展趨勢良好的開源架構(gòu) RISC-V，最后一個(gè)便是我國龍芯處理器所選擇的 MIPS 架構(gòu)。這四大處理器架構(gòu)中，x86 和 ARM 是商業(yè)化進(jìn)程最為優(yōu)秀的兩大架構(gòu)，RISC-V 則憑借其開源優(yōu)勢順應(yīng)當(dāng)前火熱的物聯(lián)網(wǎng)和 AI 發(fā)展趨勢，MIPS 作為最早推出的芯片架構(gòu)，發(fā)展至今倒像是“起了個(gè)大早，趕了個(gè)晚集”的遲鈍者，錯(cuò)過了多次發(fā)展趨勢和產(chǎn)品迭代，只好通過“賣身”、開源等動(dòng)作來殘喘。
起了個(gè)大早的 MIPS
作為精簡指令集（RISC）的推行者，MIPS 的成立比 ARM 早了 6 年，如今看來，MIPS 的落寞似乎讓人有些費(fèi)解，MIPS 究竟為何落得如此田地？
這得從 RISC 的誕生說起。
RISC 的名稱最早來自 1980 年大衛(wèi)·帕特森在加州大學(xué)柏克萊分校主持的 Berkeley RISC 計(jì)劃。但其實(shí)在此之前，從 1975 年開始，1980 年完成的 IBM 801 項(xiàng)目，可能是第一個(gè)使用 RISC 理念來設(shè)計(jì)的系統(tǒng)。
跟 Intel X86 這種復(fù)雜指令集不一樣，RISC 設(shè)計(jì)了許多特性讓代碼編寫更加便捷，對(duì)指令數(shù)目和尋址方式都做了精簡，使其實(shí)現(xiàn)更容易，指令并行執(zhí)進(jìn)程度更好，編譯器的效率更高。這種相對(duì)新的指令集的面世促進(jìn)了 MIPS 的誕生。
在 RISC 流行起來之后，斯坦福大學(xué)前校長 John LeRoy Hennessy 就和他的研究團(tuán)隊(duì)基于 RISC 打造了一款全新的微處理器，這個(gè)項(xiàng)目就是 MIPS 的前身。1984 年，John LeRoy Hennessy 與他的團(tuán)隊(duì)一起創(chuàng)立了 MIPS 公司。公司的商業(yè)模式就是將做好的芯片設(shè)計(jì)方案授權(quán)給其它廠商，讓其可以方便地制造出高性能的 CPU。
MIPS 公司在研發(fā)進(jìn)程上也不負(fù)眾望，在成立后不久就相繼推出處理器設(shè)計(jì) R2000、R3000，甚至早在 1991 年就推出了 64bit 的設(shè)計(jì) R4000。相比其競爭對(duì)手 ARM 到了 2012 年才大范圍推廣 64bit 處理器設(shè)計(jì)?？梢?MIPS 公司在設(shè)計(jì)上的前瞻性。之后，又陸續(xù)于 1994 年推出 R8000、1996 年推出 R10000、1997 年推出 R12000 等型號(hào)。1999 年，MIPS 公司發(fā)布 MIPS 32 和 MIPS 64 架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)。2000 年，MIPS 公司發(fā)布了針對(duì) MIPS 32 4Kc 的版本以及未來 64 位 MIPS 64 20Kc 處理器內(nèi)核。
成立早期，MIPS 也生產(chǎn)處理器，其中，自己流片的 R3000 銷售超過了百萬顆，后續(xù)的 R3000A 則創(chuàng)造了銷售過億的奇跡。除了自身設(shè)計(jì)外，IDT 和東芝等半導(dǎo)體公司都在 MIPS 發(fā)展早期采用了其架構(gòu)設(shè)計(jì)制造芯片，其生產(chǎn)的芯片也被 Sony， Nintendo 的游戲機(jī)，Cisco 的路由器和 SGI 超級(jí)計(jì)算機(jī)等終端設(shè)備采用。其中，在當(dāng)前的家用路由器市場，MIPS 仍舊占據(jù)絕對(duì)地位。
MIPS 是上世紀(jì)八十年代中期 RISC CPU 設(shè)計(jì)的一大熱點(diǎn)，也是出現(xiàn)最早的商業(yè) RISC 架構(gòu)芯片之一。RISC 誕生的目的就是為了挑戰(zhàn)以 X86 為代表的復(fù)雜指令集，同樣的，RISC 體系結(jié)構(gòu)也遭到了 x86 芯片的競爭。MIPS 的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)理念比較先進(jìn)，其指令系統(tǒng)經(jīng)過通用處理器指令體系 MIPS I、MIPS II、MIPS III、MIPS IV 到 MIPS V，嵌入式指令體系 MIPS16、MIPS32 到 MIPS64 的發(fā)展已經(jīng)十分成熟。在設(shè)計(jì)理念上 MIPS 強(qiáng)調(diào)軟硬件協(xié)同提高性能，同時(shí)簡化硬件設(shè)計(jì)。
MIPS 是高效率、低功耗 CPU 設(shè)計(jì)原則中的閃耀明星，已經(jīng)在移動(dòng)和嵌入式工業(yè)領(lǐng)域銷售了三十年余年。從處理器的設(shè)計(jì)和能耗比來說，MIPS 可以說是最經(jīng)典的 RISC 處理器，其競爭對(duì)手也不得不承認(rèn)它的優(yōu)雅，MIPS 被作為處理器教科書的典范，最初許多 MIPS 實(shí)現(xiàn)瞄準(zhǔn)計(jì)算機(jī)類應(yīng)用，比如工作站和服務(wù)器。在最近幾年，MIPS CPU 較多的應(yīng)用于嵌入式領(lǐng)域，包括路由器、可穿戴設(shè)備、家庭娛樂、網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）等。
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回顧 MIPS 的發(fā)展歷程，1989 年公司成功 IPO，MIPS 市值達(dá)到 3.5 億美元，但該公司過度拉長自己的戰(zhàn)線進(jìn)入計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，導(dǎo)致了現(xiàn)金流問題，不得不在 1992 年以 3.33 億美元價(jià)格賣給了 Silicon Graphics（SGI）公司。1998 年 MIPS 再次 IPO 成功，脫離了 SGI，成為 MIPS 技術(shù)公司，估值達(dá)到 4.4 億美元。
2012 年 Imagination 公司又以 6000 萬美元價(jià)格收購了 MIPS，而其大部分 IP 以 3.5 億美元的價(jià)格出售給了 ARM。Imagination 公司當(dāng)時(shí)的首席執(zhí)行官 Hosein Yassaie 在收購 MIPS 時(shí)表示，“我們有信心將改變 CPU IP 的格局?！边@對(duì)于一家當(dāng)時(shí)營收只有 1.5 億英鎊的公司而言，無疑是一句膽大包天的承諾。
然而，此時(shí)的 MIPS 已身陷囫圇，MIPS 從一開始對(duì)標(biāo) Intel，面向中高端市場，但也只是在高清盒子、路由器等市場上收獲戰(zhàn)果。面對(duì)即將到來的移動(dòng)通訊時(shí)代，在 ARM 聯(lián)合高通、蘋果、聯(lián)發(fā)科等公司面向智能手機(jī)市場做移動(dòng)處理器芯片的時(shí)候，MIPS 依然沉醉在高清盒子、打印機(jī)等小眾產(chǎn)品市場?？梢钥吹?，MIPS 的遲緩導(dǎo)致他們失去了最關(guān)鍵的幾年，緩慢的反應(yīng)再一次拖累了他們的轉(zhuǎn)型。而其競爭對(duì)手 ARM 從誕生開始就瞄準(zhǔn)了嵌入式低功耗領(lǐng)域，在這個(gè)領(lǐng)域默默耕耘了十?dāng)?shù)年，終于在 21 世紀(jì)第一個(gè)十年迎來了自己的時(shí)代。
對(duì)于 MIPS 架構(gòu)而言，作為一個(gè)老學(xué)究創(chuàng)立的企業(yè)，高性能一直是其最大的賣點(diǎn)，從 MIPS 的發(fā)展史上看，最初 MIPS 架構(gòu)的對(duì)標(biāo)對(duì)象為 X86 架構(gòu)，因此其產(chǎn)品的高性能也是無可厚非，但正是這種高舉高打，也是造成 MIPS 今日格局的一個(gè)原因，從最后的結(jié)果來看，MIPS 架構(gòu)顯然沒有很好完成使命。
究其原因，正如前面所說，這個(gè)由老學(xué)究打造的企業(yè)，雖然產(chǎn)品擁有很不錯(cuò)的性能，但是由于對(duì)商業(yè)不夠敏感，導(dǎo)致了 MIPS 的商業(yè)化進(jìn)程遲遲落后。除了商業(yè)化進(jìn)度緩慢之外，缺乏生態(tài)成為其失敗的重要原因。此外，在 MIPS 架構(gòu)死磕高端市場的同時(shí)，其競爭對(duì)手 ARM 則把握住了嵌入式低功耗機(jī)遇，并最終在移動(dòng)通信時(shí)代迎來輝煌，正式敲響了 MIPS 的“喪鐘”。
2013 年 Imagination 又推出了新的 32 位和 64 位的 CPU，其目的是在 32 位 MCU 市場與 ARM 的芯片競爭，并在 64 位市場上對(duì)抗 x86 和 PowerPC。
從生態(tài)上來看，彼時(shí)的 MIPS 顯然已經(jīng)無法再和 X86、ARM 相抗衡了。商業(yè)化進(jìn)程緩慢，缺乏生態(tài)支持，錯(cuò)失移動(dòng)通信市場等，使得 MIPS 架構(gòu)的處境非常尷尬。加之前幾年的“顛沛流離”，也使得 MIPS 架構(gòu)必須來一次重大改變。
顯然，Imagination 已經(jīng)沒有了對(duì) MIPS 進(jìn)行任何改變的多余精力，回想 Imagination 當(dāng)時(shí)欲改變 CPU IP 格局的豪言可以發(fā)現(xiàn)，MIPS 的野心已經(jīng)不是第一次跑在了戰(zhàn)略和財(cái)力前面，野心大于實(shí)力的 MIPS 反復(fù)被擺在拍賣臺(tái)上，幾經(jīng)易主，去年 6 月被 AI 創(chuàng)業(yè)公司 Wave Computing 收入麾下。
Wave 和 MIPS 都沒有多說關(guān)于未來的計(jì)劃，Wave 公司將利用 MIPS 的技術(shù)進(jìn)一步推進(jìn)與自己的 AI 產(chǎn)品組合，但這并不大可能帶來高端 CPU IP 市場的任何形式的 MIPS 復(fù)蘇。
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MIPS 最后的生機(jī)
Wave 拯救 MIPS 的最后一根稻草，壓在了開源身上。
Wave 在 2018 年 12 月 18 日宣布 MIPS 將在 2019 年第一季度發(fā)布最新的 core R6 時(shí)開源，MIPS 開放計(jì)劃將允許參與者自由訪問“最新版本的 32 位和 64 位 MIPS ISA - 無需許可或使用費(fèi)”，用戶還將獲得 MIPS 擁有的數(shù)百項(xiàng)專利。此舉旨在加速 MIPS 指令集架構(gòu)的普及，幫助已逐漸邊緣化的 MIPS 指令集架構(gòu)重回正軌。
開源可以加速 MIPS 指令集架構(gòu)的普及，但同時(shí)也使得 MIPS 更難獲得許可收入，其挑戰(zhàn)在于如何找到一種能夠平衡開放可用性和創(chuàng)收的商業(yè)模式。
對(duì)于 Wave Computing 來說，在 AI 上提供 Wave Computing 專利許可來推廣“AI for All”過程中，MIPS 被認(rèn)為是加速其 AI 進(jìn)入市場的關(guān)鍵。
在 MIPS Open 下開發(fā)的基于 MIPS 的解決方案將補(bǔ)充我們現(xiàn)有和未來的 MIPS IP 核心，Wave 將繼續(xù)在全球范圍內(nèi)創(chuàng)建和提供許可，作為整個(gè)系統(tǒng)、解決方案和 IP 組合的一部分。這將確保當(dāng)前及新的 MIPS 客戶擁有廣泛的解決方案，可以從中選擇他們的 SoC 設(shè)計(jì)，并且還可以參與到充滿活力的 MIPS 開發(fā)社區(qū)和生態(tài)系統(tǒng)中。
MIPS 的中國因素
對(duì) MIPS 未來的任何預(yù)測都不可忽視中國因素。
在中國企業(yè)加入 RISC-V 陣營之前很久，中國就已經(jīng)非常重視 MIPS。北京的計(jì)算技術(shù)研究所（ICT）領(lǐng)導(dǎo)了幾代基于 MIPS 的龍芯芯片研發(fā)，基于龍芯的超級(jí)計(jì)算項(xiàng)目，讓中國政府對(duì) MIPS 一直很感興趣。
雖然目前中國大多數(shù)無晶圓廠芯片公司都專注于屬于 ARM 陣營的智能手機(jī)，但龍芯、Action 和 Ingenic 仍在使用 MIPS?？紤]到目前中國對(duì) RISC-V 的興趣，Wave 表示非常看到 MIPS 開源在中國的前景。
其實(shí)，不管是 MIPS 抑或 RISC-V，能否在中國落地生根，除了開源因素外，如何提升市場、用戶對(duì)其指令集、架構(gòu)的接受程度也是關(guān)鍵所在。
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目前在中國市場上，除了龍芯、君正、炬芯等公司之外，MIPS 架構(gòu)在民用領(lǐng)域仍有一定的市場，例如機(jī)頂盒、游戲機(jī)、平板電腦等，但這些市場并不穩(wěn)定。特別是在 RISC-V 興起之后，中國已有近百家企業(yè)（包括計(jì)算所、君正等）加入 RISC-V 聯(lián)盟。這對(duì)于 MIPS 而言，無疑是巨大的挑戰(zhàn)。
另一方面，在高性能網(wǎng)絡(luò)方面，思科對(duì)于 MIPS 的支持也開始出現(xiàn)松動(dòng)，這也使得 MIPS 不得不警醒起來。
通過上文描述可知，MIPS 基本上已失去了與 X86 和 ARM 競爭的資本。同時(shí)，MIPS 在開源社區(qū)思想上也要落后于 RISC-V，雖然在工程師群體中 MIPS 一如既往地受到尊重，但所有權(quán)一直不穩(wěn)定的 MIPS 在構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)和保持發(fā)展勢頭方面一直不盡如人意，無法更快采取行動(dòng)。
但是相比 RISC-V，MIPS 提供的專利保護(hù)和避免 ISA 碎片化的中央授權(quán)是 RISC-V 所缺乏的，這些因素使 MIPS 在商業(yè)實(shí)施具有一定優(yōu)勢，特別是在于面向客戶核心方面。
此時(shí) MIPS 選擇開源，其最大的目的應(yīng)該是未來的 AI 領(lǐng)域。AI 被認(rèn)為是 PC 和手機(jī)之后一個(gè)新的時(shí)代，從架構(gòu)到芯片再到應(yīng)用，大大小小的公司都加入到了 AI 的競爭中。隨著 MIPS 更深入 AI 市場，將有利于 MIPS 的多功能性和效率發(fā)揮作用，基于 MIPS 原始簡單性、高效和可擴(kuò)展性，將為“不斷變化的應(yīng)用領(lǐng)域提供優(yōu)勢”。
目前，在 AI 芯片領(lǐng)域，無論是 x86、ARM 還是 RISC-V 都參與了競爭，RISC-V 和 ARM 都已經(jīng)將人工智能作為下一個(gè)重要市場，其中 RISC-V 因?yàn)橹噶罴赓M(fèi)獲得了極高的關(guān)注度。
從架構(gòu)和指令集的層面看，AI 會(huì)是一個(gè)多架構(gòu)共存的時(shí)代，但是業(yè)界都期待更合適的架構(gòu)和芯片滿足 AI 的應(yīng)用需求。MIPS 能否借此崛起充滿了非常多的不確定性，畢竟一個(gè)架構(gòu)的成功除了架構(gòu)和技術(shù)本身，還有很多復(fù)雜的因素。
如果市場養(yǎng)不起多個(gè)架構(gòu)，擁有大量開發(fā)者和良好生態(tài)系統(tǒng)的 ARM，獨(dú)霸市場的可能性是最大的，RISC-V 和 MIPS 面臨的挑戰(zhàn)非常嚴(yán)峻，MIPS 想要借助開源“翻身”，從目前來看并非易事。
對(duì)于 MIPS 今天的局面，一千個(gè)人心中有一千個(gè)觀點(diǎn)。商業(yè)邏輯、授權(quán)方式、生態(tài)搭建、機(jī)遇選擇等等，都是其淪落至此的因素所在，隨著開源計(jì)劃的推出，命途多舛的 MIPS，迎來了它的關(guān)鍵時(shí)刻。
如果 MIPS 能把握好開源這根救命稻草，其未來或許仍有一席之地。
但，你知道的，世事哪有那么多如果。
與非網(wǎng)原創(chuàng)內(nèi)容，未經(jīng)許可，不得轉(zhuǎn)載！
