與RISC-V師出同門，一個如日中天，一個無人再提，MIPS這些年都經(jīng)歷了什么？ 曾經(jīng)能與Arm、X86比肩的MIPS，如何日落西山，屢遭“賣身”，最后被后輩收入麾下？ 但日漸邊緣化的MIPS在開源計劃又再度擱淺之后？ 這個RISC先鋒的未來成為很多從業(yè)者關(guān)注的重點(diǎn)。
眼見他平地起，眼見他日落西山
作為業(yè)界最為經(jīng)典的精簡指令集架構(gòu)之一，MIPS是出現(xiàn)最早的商業(yè)RISC架構(gòu)芯片之一，過去曾有一段不短的時間，與 Arm、X86架構(gòu)在各領(lǐng)域擁有相提并論的地位。
1980年，精簡指令集RISC誕生，1984年，斯坦福大學(xué)前校長John LeRoy Hennessy與他的團(tuán)隊一起創(chuàng)立了MIPS。 他們的商業(yè)模式就是將做好的芯片設(shè)計方案授權(quán)給其他廠商，讓他們可以方便地制造出高性能的CPU。
MIPS企業(yè)成立早期也生產(chǎn)自己的處理器，而且他們在設(shè)計上非常具有前瞻性，成立第二年就推出了第一個處理器設(shè)計R2000；三年后推出了R3000，其中R3000是其在市場上首款流行起來的產(chǎn)品，銷售超過百萬顆，后續(xù)的R3000A更是創(chuàng)造了過億銷售的記錄；甚至在1991年就推出了64bit的設(shè)計R4000，要知道其競爭對手Arm到了2012年才大范圍推廣64bit處理器設(shè)計。
回顧歷史，MIPS在90年代曾經(jīng)一度輝煌過，Pacemips、IDT和東芝等半導(dǎo)體公司都采用MIPS的設(shè)計來制造芯片，其生產(chǎn)的芯片也被Sony和Nintendo的游戲機(jī)，Cisco的路由器和SGI超級計算機(jī)等終端設(shè)備采用，尤其是家用路由器市場，到現(xiàn)在每年生產(chǎn)的超過160億微處理器中，99%是RISC處理器。 過去也曾當(dāng)作高效能計算架構(gòu)使用到超算平臺上。
但錯失了智能手機(jī)時代，以及Arm的巧攻，使MIPS迎來了“失落的十年”（2007到2017）。
由于MIPS的產(chǎn)品從設(shè)計之初就以Intel的X86為對標(biāo)產(chǎn)品，主打高性能；反觀Arm，從誕生開始就瞄準(zhǔn)嵌入式低功耗領(lǐng)域。 這個由老學(xué)究創(chuàng)立的企業(yè)由于對商業(yè)的敏感度不足，當(dāng)Arm開始聯(lián)合高通、蘋果、聯(lián)發(fā)科等公司面向智能手機(jī)市場打造移動處理器芯片的時候，MIPS依然沉浸在高清盒子、打印機(jī)等小眾產(chǎn)品市場。 歸根結(jié)底，還是學(xué)院派和商業(yè)派的區(qū)別使然。
終于在21世紀(jì)，智能手機(jī)市場大爆發(fā)的年代，Arm一下子走上舞臺中央，而MIPS由于聚焦在中高端并沒有功耗的優(yōu)勢，限制了其在智能手機(jī)上大展拳腳。
MIPS的遲緩導(dǎo)致他們失去了最關(guān)鍵的十年。
另一個擊敗MIPS的因素是授權(quán)方式，MIPS收取IP授權(quán)要比指令集授權(quán)更貴，而且允許添加指令，這就使得大佬們紛紛自行設(shè)計MIPS核心、添加指令、發(fā)布開發(fā)工具，碎片化嚴(yán)重。 而Arm反其道行之，指令集授權(quán)遠(yuǎn)遠(yuǎn)比IP授權(quán)要貴，控制了碎片化。 當(dāng)時Arm還極有眼光的設(shè)計了全世界最好用、最便宜的USB調(diào)試工具，吸引了一批碼農(nóng)，從而構(gòu)建了巨大的Arm開源軟件庫。
當(dāng)然致使其衰落還有一個因素是授權(quán)模式和費(fèi)用。 由于Arm一直在低功耗嵌入式領(lǐng)域的聚焦，使其授權(quán)方式極具靈活性，主要是IP授權(quán)的多，因?yàn)榧軜?gòu)授權(quán)要貴很多，很好的控制了碎片化，且在價格上頗具優(yōu)勢，也因此吸引了更多廠商（TI、LSI等）以及學(xué)生的關(guān)注和加入，Arm的生態(tài)系統(tǒng)得以很好的完善； 而MIPS主要是架構(gòu)授權(quán)，并且允許添加指令，碼農(nóng)們紛紛自行設(shè)計，導(dǎo)致碎片化嚴(yán)重，再加上由于后期MIPS經(jīng)營不善，架構(gòu)的改朝換代緩慢，且未能配合主流操作系統(tǒng)與設(shè)備生態(tài)優(yōu)化潮流，這就失去了IP授權(quán)所具備的推出速度，軟件高兼容的特點(diǎn)。
因此MIPS逐漸被市場拋棄，只好目送Arm一步步走向成功。 最終由于Arm體系對嵌入式領(lǐng)域和移動設(shè)備市場的不段蠶食，再加上MIPS逐年的經(jīng)營不善，最后曾經(jīng)風(fēng)光一時的企業(yè)無奈走向破產(chǎn)。
MIPS幾經(jīng)轉(zhuǎn)手，命途多舛
MIP是在2012年底被Arm和Imagination瓜分收購，而Imagination和Arm為何又要收購日落西山的MIPS？
對于Arm來說，MIPS的專利相當(dāng)有價值，特別是64位和多線程相關(guān)的專利。 因?yàn)锳rm的64位架構(gòu)跟MIPS 64位有70-80%的相似度，如果此時不參與收購，那么日后很可能陷入和MIPS專利擁有者長久的專利訴訟戰(zhàn)，僅僅只用3.5億美元就解決這個潛在的隱患，Arm樂意之至。 所以Arm收購了其接近500項專利。
收購MIPS，Imagination是為了加強(qiáng)自身的CPU業(yè)務(wù)，并且看中了MIPS強(qiáng)大的產(chǎn)品集以及安卓架構(gòu)的支持和對中國的授權(quán)。 因此Imagination則收購了MIPS公司實(shí)體和82項與MIPS處理器核心架構(gòu)有關(guān)的核心專利。 同時Intel作為Imagination的第一大股東，收購MIPS從側(cè)面也可以牽制Arm的發(fā)展。
但在蘋果采用自家GPU開始，Imagination業(yè)務(wù)一度告急，為了專注GPU同時減少負(fù)重，Imagination只好拋售MIPS。 可是，Imagination賣著賣著自己卻先被Canyon Bridge收購，MIPS也隨即由Tallwood Venture Capital拿下。
后來創(chuàng)企Wave Computin又從Tallwood手中再次接盤MIPS，Wave Computing 的創(chuàng)始團(tuán)隊有不少是出自于MIPS，如CEO Derek Meyer曾是MIPS副總裁。
雖然MIPS大多數(shù)專利被Arm收購了，但是仍有350多項專利。 然而MIPS幾年之間多次被收購，輾轉(zhuǎn)于各個公司之間，致使其支持的力度和開發(fā)的持續(xù)性都受到了影響。因此業(yè)內(nèi)有觀點(diǎn)認(rèn)為，“MIPS架構(gòu)的認(rèn)可度并沒有下降，但是影響力下降明顯”。
Arm早些年能夠獲得成功的一個主要原因是同時擁有了CPU和GPU，這兩者的結(jié)合讓他們在移動時代所向披靡。 而只有CPU的MIPS和原來只有GPU的Imagination的下場，都揭露了現(xiàn)在市場的集成化優(yōu)勢。 晶圓代工產(chǎn)業(yè)的流行，IP供應(yīng)商的崛起，通過廠商之間的整合來解決大部分問題，提供更簡便的解決方案，這在以前乃至對未來的物聯(lián)網(wǎng)時代都顯得非常重要。 發(fā)力的AI領(lǐng)域Wave Computing，其年輕又新鮮的DPU架構(gòu)結(jié)合MIPS，除了布局邊緣計算外，也將可能帶給市場一個完整的計算架構(gòu)。
然而RISC家族的另一成員RISC-V的火爆，再次將MIPS無情打壓。
Arm之后又迎RISC-V，開源也是曇花一現(xiàn)
數(shù)十年內(nèi)，以英特爾為代表的CISC架構(gòu)、Arm架構(gòu)、MIPS架構(gòu)你爭我斗，好不精彩，誰能想到RISC-V的異軍突起，以其極具靈活和開放的特點(diǎn)打亂了整個市場，且發(fā)展勢頭猛進(jìn)，令各大架構(gòu)群體無不有所忌憚。
正當(dāng)外界幾乎快要忘卻MIPS這枚昔日巨星時，2018年底，大膽的新東家Wave Computing宣布對最新的R6指令集進(jìn)行開源，旨在加速M(fèi)IPS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。
Wave的高級副總裁兼首席商務(wù)官Lee Flanagin在一份聲明中說： 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，Wave將繼續(xù)在全球范圍內(nèi)創(chuàng)建和授權(quán)MIPS IP核，作為我們整個系統(tǒng)、解決方案和IP組合的一部分。 這將確保當(dāng)前和新的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，并且還可以訪問充滿活力的一個MIPS開發(fā)社區(qū)和生態(tài)系統(tǒng)。
MIPS許可業(yè)務(wù)總裁Art Swift稱自2000年以來，基于MIPS內(nèi)核的芯片已經(jīng)出貨了85億個，廣泛的客戶都在堅持使用MIPS，包括Microchip，Mobileye，MediaTek和日本領(lǐng)先的Denso Denso。 而MIPS的32/64位R6是承襲了MIPS三十余年的技術(shù)積累，可謂樹大根深。
縱觀整個行業(yè)的架構(gòu)形勢，對國內(nèi)公司來說，X86架構(gòu)已然沒有優(yōu)勢了，Arm也授權(quán)購買，如今開源的CPU指令集有RISC-V及MIPS兩個選擇了。 但“開源不等于免費(fèi)”，其實(shí)MIPS OPEN的真正意義在于加強(qiáng)推廣MIPS內(nèi)核與生態(tài)系統(tǒng)，開放ISA指令集。 業(yè)界認(rèn)為MIPS Open是開發(fā)與創(chuàng)收的平衡點(diǎn)，因?yàn)樗褪菙U(kuò)展使用者及生態(tài)雙贏的商業(yè)模式。
UltraSoC首席執(zhí)行官Rupert Baines表示，“考慮到RISC-V的勢頭，MIPS開源是一個有趣，精明的舉動。 ”他表示，“MIPS已經(jīng)擁有大量優(yōu)質(zhì)工具和軟件環(huán)境。 這是一種放大MIPS自身優(yōu)勢的智能方式，而且不會損失太多。 ”
MIPS最大的優(yōu)勢在于，它是一個經(jīng)過多年驗(yàn)證、曾經(jīng)大量出貨的經(jīng)典架構(gòu)，至今仍得到許多電子工程師的尊重，有大量的資料和參考書籍可以學(xué)習(xí)。 另外，MIPS還提供專利保護(hù)和中央授權(quán)避免ISA碎片化，這兩者都是RISC-V所缺乏的。
對于MIPS本身而言，MIPS未來的成功很大程度上取決于生態(tài)建設(shè)和社區(qū)發(fā)展。 但相比于現(xiàn)在如日中天的Arm和后起之秀RISC-V，能否及時響應(yīng)使用者的需求，集聚足夠多的“人氣”，能否絕地求生也讓業(yè)界為其捏一把汗。
然而現(xiàn)在有傳言因?yàn)槭躻ave computing 的AI芯片進(jìn)展的影響，MIPS也遭受了無妄之災(zāi)，早前還爆出了公司停止了MIPS的開源相關(guān)項目，這家“命途多舛”的企業(yè)又一次走到了分叉口。
MIPS的遺產(chǎn)還有哪些？
當(dāng)然，由于MIPS不可動搖的“歷史地位”還是保存了一批忠實(shí)用戶。截止目前，仍然有部分公司在采用MIPS架構(gòu)設(shè)計處理器和SoC。國人較為熟悉的如龍芯、君正、珠海炬力等，還有上海芯聯(lián)芯今年也取得了MIPS在中國的獨(dú)家商業(yè)經(jīng)營權(quán)?？梢哉fMIPS的未來發(fā)展，與中國是息息相關(guān)的。
中科院計算所從2001年開始研制龍芯系列處理器，2002年龍芯1號流片成功，2003年龍芯2B流片成功，2004年龍芯2C流片成功，2006年龍芯2E流片成功，2007年龍芯2F流片成功，龍芯2F為龍芯第一款產(chǎn)品芯片，2009年龍芯3A流片成功。 為了將龍芯處理器的研發(fā)成果產(chǎn)業(yè)化，2010年由中國科學(xué)院和北京市政府共同牽頭出資，正式成立龍芯中科技術(shù)有限公司。 十幾年過去了，龍芯也進(jìn)化出了龍芯2H，2J，3A3000，3B3000等新處理器。
龍芯自創(chuàng)立之初便是要做獨(dú)立自主的CPU，在當(dāng)時的情況下，Arm架構(gòu)不允許更改設(shè)計，X86架構(gòu)幾乎屬于非賣品，因此MIPS是最好的選擇。所以龍芯買下了MIPS授權(quán)，基于MIPS做自主設(shè)計，打造自己的指令集。早期的龍芯基本上都是MIPS架構(gòu)，變化極少。龍芯3早期型號是基于MIPS64 R3的，后來通過不斷的擴(kuò)充指令集形成了現(xiàn)在龍芯使用的LoongISA指令集，所以我們現(xiàn)在可以說龍芯3已經(jīng)不是MIPS架構(gòu)，但是龍芯3至今還兼容MIPS64 R3指令集。 但龍芯的LoongISA只支持到MIPS64 R2/R3，不兼容MIPS 64 R5/R6。
現(xiàn)在龍芯3A3000的主頻已經(jīng)達(dá)到了1.5GHz，各項性能也有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，如果單從架構(gòu)上說其實(shí)龍芯架構(gòu)已基本上很先進(jìn)了。 本月底，龍芯將發(fā)布3A4000和3B4000處理器芯片。
北京君正也是如此，北京君正的團(tuán)隊來自于方舟科技，并延續(xù)了方舟科技的發(fā)展方向，一直強(qiáng)調(diào)自主研發(fā)CPU內(nèi)核。 方舟科技是倪光南幫助成立的，以倪光南為首的老一輩科技工作者深受毛澤東時代自力更生精神的鼓舞，對自主研發(fā)抱有滿滿的熱情，為了中國能有自己的芯片可謂殫精竭慮。 所以君正也是采用的MIPS架構(gòu)，早期君正在mp3/mp4時代發(fā)展還不錯，但到了平板時代，對軟件和生態(tài)系統(tǒng)依賴性增強(qiáng)，而君正所采用的MIPS架構(gòu)在當(dāng)時已無優(yōu)勢，也蹉跎了幾年光景。
時間來到2018年12月，一家專營自主可控的創(chuàng)新型IP供應(yīng)商與IC 設(shè)計服務(wù)公司上海芯聯(lián)芯成立，并且在今年5月初，上海芯聯(lián)芯宣布從Wave Computing取得MIPS Technology中國地區(qū)獨(dú)家的商業(yè)經(jīng)營權(quán)以及MIPS的全部技術(shù)，包括基礎(chǔ)架構(gòu)、近百顆32位/64位CPU內(nèi)核與相關(guān)工具授權(quán)、編譯器/驗(yàn)證套件的全部原始代碼、優(yōu)化Fab流程中現(xiàn)有CPU核效能、開發(fā)新CPU核和衍生芯等。
在得到MIPS獨(dú)家商業(yè)經(jīng)營權(quán)和技術(shù)后，公司既可以自行開發(fā)新的CPU內(nèi)核，也可以將CPU內(nèi)核進(jìn)行授權(quán)，中國客戶可以藉此授權(quán)開發(fā)完整自主的CPU內(nèi)核。
芯聯(lián)芯董事長表示： “作為當(dāng)年硅谷MIPS創(chuàng)始工程團(tuán)隊成員之一，在90年代，我從硅谷率先為MIPS到中國市場開彊辟土，如今創(chuàng)芯業(yè)再披戰(zhàn)袍，對RISC架構(gòu)和處理器的性能及效能始終充滿信心。 MIPS的Multi-thread，虛擬化，低功耗和小芯片尺寸等優(yōu)勢, 在現(xiàn)代和未來的CPU處理器中仍然占據(jù)主導(dǎo)地位。 我們將這些優(yōu)勢擴(kuò)展到ASIC服務(wù)中，以協(xié)助客戶更有競爭力去搶占市場先機(jī)。 中國區(qū)經(jīng)過25年的發(fā)展，有將近50個授權(quán)客戶。 現(xiàn)在中國可以基于開放的RISC架構(gòu)與芯聯(lián)芯近百顆CPU核開發(fā)自主可控的CPU?！?/p>
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