RISC“家族”之爭:MIPS開源會比RISC-V和ARM更適合AI?
PC的普及成就了x86,智能手機(jī)的浪潮讓Arm人盡皆知。如今的AI熱潮,是否會成就其它指令集?目前,RISC-V指令集已經(jīng)吸引了不少關(guān)注,并且還在快速發(fā)展。不過,Arm去年曾建立網(wǎng)站指出RISC-V的五大問題。還有,誕生于1984年的MIPS同樣看好AI市場的機(jī)會,被Wave Computing收購后宣布開源,Wave認(rèn)為MIPS與AI結(jié)合有很多優(yōu)勢。
那么,RISC家族的三大指令集誰最有可能成為AI時代的標(biāo)簽?
RISC-V家族的AI之爭
首先明確,這里所說的x86、Arm、RISC-V、MIPS都是指指令集,或稱指令集架構(gòu)(ISA),指令集與處理器不是同一個概念?;蛟S有人會問,什么是指令集?它是計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)中與程序設(shè)計有關(guān)的部分,指令集架構(gòu)包含了一系列操作碼(機(jī)器語言),以及特性處理器執(zhí)行的基本命令。指令集還分為復(fù)雜指令集(CISC)與精簡指令集(RISC),x86是典型的CISC,Arm、RISC-V、MIPS都屬于RISC。
不同類別的指令集各有優(yōu)勢,比如,CISC有強(qiáng)大的軟件生態(tài)系統(tǒng),兼容性也非常好。RISC的軟件生態(tài)則相對較弱,但RISC可以同時執(zhí)行多條指令,速度較快且性能穩(wěn)定,因此基于RISC指令集的芯片制造工藝簡單成本更低。
當(dāng)然,RISC之間也有差別。先說Arm和MIPS,Acorn電腦公司于1983計劃開發(fā)Arm,并在1990年成立了Arm,出售IP。MIPS誕生于斯坦福大學(xué)John LeRoy Hennessy領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊的一項(xiàng)科研項(xiàng)目。1984年,Hennessy離開斯坦福大學(xué)創(chuàng)立MIPS。誕生時間相差幾年,但更晚出現(xiàn)的Arm成為了智能手機(jī)時代的標(biāo)簽。
對此,Wave Computing首席執(zhí)行官Art Swift接受雷鋒網(wǎng)采訪時表示:“這是市場策略的選擇而非技術(shù)差別帶來的結(jié)果,當(dāng)MIPS選擇消費(fèi)電子時,Arm選擇了手機(jī)市場?!?/strong> 芯聯(lián)芯(CIP)董事長何薇玲也表示,MIPS的架構(gòu)從一開始就是順序?qū)崍?zhí)行(In Order),優(yōu)勢在于機(jī)機(jī)界面,Arm在人機(jī)界面方面做了很多工作,更適合手機(jī)等人機(jī)交互。另外,Arm處理器從8bit開始,進(jìn)行人機(jī)界面優(yōu)化相關(guān)工作相較容易。MIPS支持32bit和64bit,在物聯(lián)網(wǎng)以及AI的機(jī)機(jī)界面應(yīng)用中更有優(yōu)勢。
MIPS與Arm策略選擇的不同是造成如今結(jié)果的關(guān)鍵之一,面對正在到來的AI和IoT時代,Arm也在積極布局,但面對著開源指令集的巨大競爭。據(jù)悉,MIPS和RISC-V兩者的架構(gòu)變化不大,如果對比介紹這兩個技術(shù)的書,架構(gòu)的差別大概就是十幾頁。因此,在MIPS宣布開源之后,政策、生態(tài)、軟件等方面的因素成了兩個指令集在AI時代競賽的重要考量。
政策和關(guān)注度方面RISC-V在國內(nèi)似乎更勝一籌,雷鋒網(wǎng)曾報道,去年8月,海市經(jīng)濟(jì)信息委近日發(fā)布了《上海市經(jīng)濟(jì)信息化委關(guān)于開展2018年度第二批上海市軟件和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項(xiàng)資金(集成電路和電子信息制造領(lǐng)域)項(xiàng)目申報工作的通知》,其中項(xiàng)目指南中包含基于RISC-V指令集架構(gòu)的處理器芯片方向。這被認(rèn)為是國內(nèi)首個支持RISC-V的相關(guān)政策。
同樣是2018年,中國開放指令生態(tài)聯(lián)盟成立,希望以RISC-V為抓手推動開源芯片生態(tài)。據(jù)2018年的統(tǒng)計,國內(nèi)公開的與RISC-V相關(guān)的企業(yè)已經(jīng)有100家左右。
MIPS更適合AI?
同屬于RISC家族的重要成員,同樣都是開源,由此看來RISC-V與MIPS在AI時代的競爭會更為直接。不過,對RISC-V非常熟悉的Art接受采訪時多次表示,從技術(shù)的角度看,RISC-V和MIPS都非常不錯,Wave Computing選擇開源MIPS是希望給業(yè)界多一個選擇,MIPS和RISC-V不是非此即彼的關(guān)系,未來的市場足夠大,可以用一種更加兼容并包的態(tài)度看待這兩個技術(shù)。
既然MIPS給業(yè)界多一種選擇,那它與AI結(jié)合的技術(shù)優(yōu)勢在哪?何薇玲指出,MIPS的架構(gòu)優(yōu)勢明顯,包括更低的功耗、更高的能效、更小的芯片尺寸,并且擁有多線程、虛擬化的特性,是最完美的RISC。
Art補(bǔ)充表示,基于MIPS指令集的芯片已經(jīng)有100億顆的出貨,這就意味著MIPS處理器在機(jī)頂盒、錄音筆、智能手表等市場已經(jīng)非常成熟,因此對于AI中需要省電的設(shè)備,MIPS也將非常有經(jīng)驗(yàn)。另外,MIPS擁有近400項(xiàng)專利(包括子專利),可以提供有力的專利保護(hù)。還有,對于AI而言,除了數(shù)據(jù)吞吐量,每瓦特能夠處理多少數(shù)據(jù)也非常關(guān)鍵,MIPS在這方面有非常好的表現(xiàn)。
因此,Art和何薇玲都認(rèn)為,在新的AI以及IoT的時代,MIPS迎來了一個新的機(jī)會,在這個新的機(jī)會面前,大家起跑線都一樣。并且,MIPS的技術(shù)優(yōu)勢非常適合于AI結(jié)合。在AI的重要落地領(lǐng)域自動駕駛還具有領(lǐng)先優(yōu)勢,一個典型的例子就是Mobileye,他們的ADAS芯片采用MIPS。
除了技術(shù)特性,MIPS的開源更是為其在AI時代的發(fā)展增加了動力。2018年6月,Wave Computing收購MIPS,12月,他們宣布即將開源MIPS。2019年3月,開放MIPS最新核心R6,5月,MIPS Open網(wǎng)站正式上線,并宣布在MIPS Open計劃中免費(fèi)開源MIPS 32位microAptiv核。
據(jù)介紹,MIPS Open是在prpl Foundation(prpl基金會是由Imagination Technologies和其他公司創(chuàng)立的非營利性計算機(jī)行業(yè)協(xié)會,旨在通過推廣標(biāo)準(zhǔn)和開源解決方案來鼓勵使用MIPS架構(gòu))下面,這個基金會能夠讓會員了解到MIPS最新的動態(tài),并且進(jìn)行技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的討論。同時,Wave Computing作為MIPS背后的商業(yè)公司提供支撐,可以保證MIPS社區(qū)朝整合矩陣的方向發(fā)展,避免碎片化問題。當(dāng)然,社區(qū)還會保持MIPS芯片兼容性的驗(yàn)證,這對于避免碎片化也非常關(guān)鍵。
開源的效果顯而易見,Art表示:“在我們宣布MIPS開源之后,MIPS獲得了更多業(yè)內(nèi)人士的關(guān)注。另外,有1000多個公司和機(jī)構(gòu)在MIPS Open網(wǎng)站上下載了MIPS的相關(guān)資料,并且有許多機(jī)構(gòu)都成為了MIPS Open的會員,其中不乏一些我們認(rèn)為暫時不會有交集的大公司?!?/p>
Art強(qiáng)調(diào),開發(fā)者和用戶不用擔(dān)心歸屬權(quán)的問題,MIPS開源之后,包括Waves Computing、CIP都會通過參與咨詢委員會的方式支持和推動開源社區(qū)的發(fā)展,并且社區(qū)背后擁有具有財力和實(shí)力的商業(yè)公司的支持也是一件好事。
何薇玲認(rèn)為MIPS開源帶來了三個明顯的利好,首先是開發(fā)者進(jìn)入的成本更低;其次,產(chǎn)品推向市場的周期可以變得更短;最后,開源可以不受環(huán)境的約束,更有利于中國芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
MIPS+AI的未來
技術(shù)的優(yōu)勢讓MIPS更適合與AI結(jié)合,MIPS Open又降低了開發(fā)者選擇MIPS的門檻,并且不用擔(dān)心開源帶來的碎片化問題。但是,指令集的成功生態(tài)更為重要。對MIPS來說,擺在面前的第一個問題是建立開發(fā)者和用戶對MIPS的信心。畢竟,MIPS先后被Silicon Graphics、Imagination收購,如今又歸屬Wave Computing。
何薇玲表示:“每一次的收購都有背后的時代背景。CPI作為獲得MIPS中國地區(qū)獨(dú)家商業(yè)權(quán)利的公司,在推動MIPS與AI的結(jié)合中首先要做的也就是給用戶和開發(fā)者信心,我們不僅告訴大家MIPS要往什么方向走,每月舉辦線下活動,讓大家集思廣益,也給我們提意見。其次就是MIPS未來會聚焦三大應(yīng)用開發(fā)產(chǎn)品,包括汽車、高性能計算、低功耗。最后就是要盡量廣結(jié)善緣?!?/p>
對于MIPS在中國的發(fā)展,Art表示,Waves Computing和MIPS自始至終都非常重視中國市場,并且在不斷投入精力在經(jīng)營和耕耘市場。在上海有本地化的團(tuán)隊,非常了解中國客戶的訴求,也能更好的服務(wù)。
談到本地化,何薇玲補(bǔ)充表示,在中國接地氣是一件非常重要的事情,芯聯(lián)芯是一個百分之百的中資公司,就是有接地氣的全部打算。通過與Wave Computing的雙邊合作,在接地氣之后才能獲得雙贏。并且,通過這種方式,在中美貿(mào)易中也能夠非常通暢,沒有阻礙。
在生態(tài)的建設(shè)方面,Art指出,在MIPS Open的網(wǎng)站上,可以下載到MIPS攢了30多年的家底,可以說,在MIPS擅長的領(lǐng)域工具鏈非常的完整和成熟。他對MIPS未來在AI方面的生態(tài)發(fā)展也充滿信心。
有意思的是,雷鋒網(wǎng)了解到甚至有RISC-V的開發(fā)者因?yàn)榱w慕MIPS完整的工具鏈,想把MIPS的開發(fā)工具移植到risc-v平臺。
至于MIPS開源后的首款A(yù)I芯片什么時候上市,Art表示由于Wave Computing收購MIPS的時間才一年左右,雙方正在經(jīng)歷從IP到產(chǎn)品的整合,所以具體時間不方便透露,但這些都是技術(shù)上非常常規(guī)的時間軸。
小結(jié)
正如Art接受采訪時所說,收購MIPS確實(shí)有情懷的因素,但更重要的是從公司戰(zhàn)略的角度和對MIPS技術(shù)的認(rèn)可,而開源MIPS是Art多年來的夙愿。伴隨著MIPS OPEN的上線,Art希望在AI時代,Wave的云端的DPU能與邊緣端的MIPS形成一個更加完整的平臺,通過云+邊緣的全棧方案讓公司更有競爭力。
從指令集的角度,每個時代都會有極具代表性的指令集。許多人應(yīng)該都沒有想到,MIPS雖然沒有在智能手機(jī)普及的時代大獲成功,但MIPS智能手表、機(jī)頂盒還有龍芯處理器中都已經(jīng)獲得成功。在AI和IoT的時代,Arm面臨著兩大開源指令集MIPS和RISC-V的巨大壓力。從技術(shù)上看,MIPS和RISC-V將無可避免會競爭,至于誰能取得最終的勝利,技術(shù)本身之外,專利、政策、商業(yè)模式等一系列因素將共同作用。