BOB电子竞技:MIPS的辉煌历史

发布时间:2024-05-19 04:18:45 来源:bob体官网 作者:bob网站下载

  师出同门,一个如日中天,一个无人再提,MIPS这些年都经历了什么? 曾经能与、X86比肩的MIPS,如何日落西山,屡遭“卖身”,最后被后辈收入麾下? 但日渐边缘化的MIPS在开源计划又再度搁浅之后? 这个

  作为业界最为经典的精简指令集架构之一,MIPS是出现最早的商业RISC架构芯片之一,过去曾有一段不短的时间,与 Arm、X86架构在各领域拥有相提并论的地位。

  1980年,精简指令集RISC诞生,1984年,斯坦福大学前校长John LeRoy Hennessy与他的团队一起创立了MIPS。 他们的商业模式就是将做好的芯片设计的具体方案授权给其他厂商,让他们能够方便地制造出高性能的CPU。

  MIPS企业成立早期也生产自己的处理器,而且他们在设计上很具有前瞻性,成立第二年就推出了第一个处理器设计R2000;三年后推出了R3000,其中R3000是其在市场上首款流行起来的产品,销售超过百万颗,后续的R3000A更是创造了过亿销售的记录;甚至在1991年就推出了64bit的设计R4000,要知道其竞争对手Arm到了2012年才大范围推广64bit处理器设计。

  回顾历史,MIPS在90年代曾经一度辉煌过,Pacemips、IDT东芝都采用MIPS的设计来制造芯片,其生产的芯片也被Sony和Nintendo的游戏机,Cisco的路由器和SGI超级计算机等终端设备采用,尤其是家用路由器市场,到现在每年生产的超过160亿微处理器中,99%是RISC处理器。 过去也曾当作高效能计算架构使用到超算平台上。

  但错失了智能手机时代,以及Arm的巧攻,使MIPS迎来了“失落的十年”(2007到2017)。

  由于MIPS的产品从设计之初就以Intel的X86为对标产品,主打高性能;反观Arm,从诞生开始就瞄准嵌入式低功耗领域。 这个由老学究创立的企业由于对商业的敏感度不足,当Arm开始联合高通、苹果、联发科等公司面向市场打造移动处理器芯片的时候,MIPS依然沉浸在高清盒子、打印机等小众商品市场。 归根结底,还是学院派和商业派的区别使然。

  终于在21世纪,智能手机市场大爆发的年代,Arm一下子走上舞台中央,而MIPS由于聚焦在中高端并没有功耗的优势,限制了其在智能手机上大展拳脚。

  另一个击败MIPS的因素是授权方式,MIPS收取IP授权要比指令集授权更贵,而且允许添加指令,这就使得大佬们纷纷自行设计MIPS核心、添加指令、发布开发工具,碎片化严重。 而Arm反其道行之,指令集授权远远比IP授权要贵,控制了碎片化。 当时Arm还极有眼光的设计了全世界最好用、最便宜的USB调试工具,吸引了一批码农,从而构建了巨大的Arm开源软件库。

  当然致使其衰落还有一个因素是授权模式和费用。 由于Arm一直在低功耗嵌入式领域的聚焦,使其授权方式极具灵活性,主要是IP授权的多,因为架构授权要贵很多,很好的控制了碎片化,且在价格上颇具优势,也因此吸引了更多厂商(TI、LSI等)以及学生的关注和加入,Arm的ECO得以很好的完善; 而MIPS主要是架构授权,并且允许添加指令,码农们纷纷自行设计,导致碎片化严重,再加上由于后期MIPS经营不善,架构的改朝换代缓慢,且未能配合主流操作系统与设备生态优化潮流,这就失去了IP授权所具备的推出速度,软件高兼容的特点。

  因此MIPS逐渐被市场抛弃,只好目送Arm一步步走向成功。 最终由于Arm体系对嵌入式领域和移动电子设备市场的不段蚕食,再加上MIPS逐年的经营不善,最后曾经风光一时的企业无奈走向破产。

  对于Arm来说,MIPS的专利相当有价值,特别是64位和多线程相关的专利。 因为Arm的64位架构跟MIPS 64位有70-80%的相似度,如果此时不参与收购,那么日后很可能陷入和MIPS专利拥有者长久的专利诉讼战,仅仅只用3.5亿美元就解决这一个潜在的隐患,Arm乐意之至。 所以Arm收购了其接近500项专利。

  收购MIPS,Imagination是为了加强自身的CPU业务,并且看中了MIPS强大的产品集以及安卓架构的支持和对中国的授权。 因此Imagination则收购了MIPS公司实体和82项与MIPS处理器核心架构有关的核心专利。 同时Intel作为Imagination的第一大股东,收购MIPS从侧面也可以牵制Arm的发展。

  虽然MIPS大多数专利被Arm收购了,但是仍有350多项专利。 然而MIPS几年之间多次被收购,辗转于各个公司之间,致使其支持的力度和开发的持续性都受到了影响。因此业内有观点认为,“MIPS架构的认可度并没下降,但是影响力下降明显”。

  Arm早些年能轻松的获得成功的一个根本原因是同时拥有了CPU和GPU,这两者的结合让他们在移动时代所向披靡。 而只有CPU的MIPS和原来只有GPU的Imagination的下场,都揭露了现在市场的集成化优势。 晶圆代工产业的流行,IP供应商的崛起,通过厂商之间的整合来解决大部分问题,提供更简便的解决方案,这在以前乃至对未来的物联网时代都显得很重要。 发力的AI领域Wave Computing,其年轻又新鲜的DPU架构结合MIPS,除了布局边缘计算外,也将可能带给市场一个完整的计算架构。

  数十年内,以英特尔为代表的CISC架构、Arm架构、MIPS架构你争我斗,好不精彩,谁能想到RISC-V的异军突起,以其极具灵活和开放的特点打乱了整个市场,且发展势头猛进,令各大架构群体无不有所忌惮。

  正当外界几乎快要忘却MIPS这枚昔日巨星时,2018年底,大胆的新东家Wave Computing宣布对最新的R6指令集进行开源,旨在加速MIPS指令集架构的普及,帮助已逐渐边缘化的MIPS指令集架构重回正轨。

  Wave的高级副总裁兼首席商务官Lee Flanagin在一份声明中说: 在MIPS Open下开发的基于MIPS的解决方案将补充我们现有和未来的MIPS IP核,Wave将继续在全世界内创建和授权MIPS IP核,作为我们总系统、解决方案和IP组合的一部分。 这将确保当前和新的MIPS客户拥有广泛的解决方案,可以从中选择他们的SoC设计,并且还可以访问充满了许多活力的一个MIPS开发社区和生态系统。

  纵观整个行业的架构形势,对国内公司来说,X86架构已然没有优势了,Arm也授权购买,如今开源的CPU指令集有RISC-V及MIPS两个选择了。 但“开源不等于免费”,其实MIPS OPEN的真正意义在于加强推广MIPS内核与生态系统,开放ISA指令集。 业界认为MIPS Open是开发与创收的平衡点,因为它就是扩展使用者及生态双赢的商业模式。

  UltraSoC首席执行官Rupert Baines表示,“考虑到RISC-V的势头,MIPS开源是一个有趣,精明的举动。 ”他表示,“MIPS已拥有大量优质工具和软件环境。 这是一种放大MIPS自身优势的智能方式,而且不会损失太多。 ”

  MIPS最大的优点是,它是一个经过多年验证、曾经大量出货的经典架构,至今仍得到许多电子工程师的尊重,有大量的资料和参考书籍能学习。 另外,MIPS还提供专利保护和中央授权避免ISA碎片化,这两者都是RISC-V所缺乏的。

  对于MIPS本身而言,MIPS未来的成功特别大程度上取决于生态建设和社区发展。 但相比于现在如日中天的Arm和后起之秀RISC-V,能否及时响应使用者的需求,集聚足够多的“人气”,能否绝地求生也让业界为其捏一把汗。

  然而现在有传言因为受wave computing 的AI芯片进展的影响,MIPS也遭受了无妄之灾,早前还爆出了公司停止了MIPS的开源相关项目,这家“命途多舛”的企业又一次走到了分叉口。

  当然,由于MIPS不可动摇的“历史地位”还是保存了一批忠实用户。截止目前,仍然有部分公司在采用MIPS架构设计处理器和SoC。国人较为熟悉的如龙芯、君正、珠海炬力等,还有上海芯联芯今年也取得了MIPS在中国的独家商业经营权。可以说MIPS的未来发展,与中国是息息相关的。

  中科院计算所从2001年开始研制龙芯系列处理器,2002年龙芯1号流片成功,2003年龙芯2B流片成功,2004年龙芯2C流片成功,2006年龙芯2E流片成功,2007年龙芯2F流片成功,龙芯2F为龙芯第一款产品芯片,2009年龙芯3A流片成功。 为了将龙芯处理器的研发成果产业化,2010年由中国科学院和北京市政府共同牵头出资,正式成立龙芯中科技术有限公司。 十几年过去了,龙芯也进化出了龙芯2H,2J,3A3000,3B3000等新处理器。

  龙芯自创立之初便是要做独立自主的CPU,在当时的情况下,Arm架构不允许更改设计,X86架构几乎属于非卖品,因此MIPS是最好的选择。所以龙芯买下了MIPS授权,基于MIPS做自主设计,打造自己的指令集。早期的龙芯大多数都是MIPS架构,变化极少。龙芯3早期型号是基于MIPS64 R3的,后来通过不断的扩充指令集形成了现在龙芯使用的LoongISA指令集,所以我们现在可以说龙芯3已经不是MIPS架构,但是龙芯3至今还兼容MIPS64 R3指令集。 但龙芯的LoongISA只支持到MIPS64 R2/R3,不兼容MIPS 64 R5/R6。

  现在龙芯3A3000的主频已达到了1.5GHz,各项性能也有了突飞猛进的发展,如果单从架构上说其实龙芯架构已基本上很先进了。 本月底,龙芯将发布3A4000和3B4000处理器芯片。

  北京君正也是如此,北京君正的团队来自于方舟科技,并延续了方舟科技的发展趋势,一直强调自主研发CPU内核。 方舟科技是倪光南帮助成立的,以倪光南为首的老一辈科技工作人员深受***时代自力更生精神的鼓舞,对自主研发抱有满满的热情,为了中国能有自己的芯片可谓殚精竭虑。 所以君正也是采用的MIPS架构,早期君正在mp3/mp4时代发展还不错,但到了平板时代,对软件和ECO依赖性增强,而君正所采用的MIPS架构在当时已无优势,也蹉跎了几年光景。

  时间来到2018年12月,一家专营自主可控的创新型IP供应商与IC设计服务公司上海芯联芯成立,并且在今年5月初,上海芯联芯宣布从Wave Computing取得MIPS Technology中国地区独家的商业经营权以及MIPS的全部技术,包括基础架构、近百颗32位/64位CPU内核与相关工具授权、编译器/验证套件的全部原始代码、优化Fab流程中现有CPU核效能、开发新CPU核和衍生芯等。

  在得到MIPS独家商业经营权和技术后,公司既能自行开发新的CPU内核,也可以将CPU内核进行授权,中国客户能藉此授权开发完整自主的CPU内核。

  芯联芯董事长表示: “作为当年硅谷MIPS创始工程小组成员之一,在90年代,我从硅谷率先为MIPS到中国市场开彊辟土,如今创芯业再披战袍,对RISC架构和处理器的性能及效能始终充满信心。 MIPS的Multi-thread,虚拟化,低功耗和小芯片尺寸等优势, 在现代和未来的CPU处理器中仍然占据主导地位。 我们将这些优势扩展到ASIC服务中,以协助客户更存在竞争力去抢占市场先机。 中国区经过25年的发展,有将近50个授权客户。 现在中国可以基于开放的RISC架构与芯联芯近百颗CPU核开发自主可控的CPU。”

  科技公司以开发与授权高性能处理器内核,以及32位和64位架构享誉业内。

  是高效率、低功耗CPU设计原则中的闪耀明星,已经在移动和嵌入式工业领域销售了近三十年。本文将快速浏览

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