MIPS 路在何方(增加了內容）？

與RISC-V師出同門，一個如日中天，一個無人再提，MIPS這些年都經曆了什麽？ 曾經能與Arm、X86比肩的MIPS，如何日落西山，屢遭“賣身”，最後被後輩收入麾下？ 但日漸邊緣化的MIPS在開源計劃又再度擱淺之後？ 這個RISC先鋒的未來成為很多從業者關注的重點。

眼見他平地起，眼見他日落西山

作為業界最為經典的精簡指令集架構之一，MIPS是出現最早的商業RISC架構芯片之一，過去曾有一段不短的時間，與 Arm、X86架構在各領域擁有相提並論的地位。 

1980年，精簡指令集RISC誕生，1984年，斯坦福大學前校長John LeRoy Hennessy與他的團隊一起創立了MIPS。 他們的商業模式就是將做好的芯片設計方案授權給其他廠商，讓他們可以方便地製造出高性能的CPU。

MIPS企業成立早期也生產自己的處理器，而且他們在設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計R2000；三年後推出了R3000，其中R3000是其在市場上首款流行起來的產品，銷售超過百萬顆，後續的R3000A更是創造了過億銷售的記錄；甚至在1991年就推出了64bit的設計R4000，要知道其競爭對手Arm到了2012年才大範圍推廣64bit處理器設計。

回顧曆史，MIPS在90年代曾經一度輝煌過，Pacemips、IDT和東芝等半導體公司都采用MIPS的設計來製造芯片，其生產的芯片也被Sony和Nintendo的遊戲機，Cisco的路由器和SGI超級計算機等終端設備采用，尤其是家用路由器市場，到現在每年生產的超過160億微處理器中，99%是RISC處理器。 過去也曾當作高效能計算架構使用到超算平台上。

但錯失了智能手機時代，以及Arm的巧攻，使MIPS迎來了“失落的十年”（2007到2017）。

由於MIPS的產品從設計之初就以Intel的X86為對標產品，主打高性能；反觀Arm，從誕生開始就瞄準嵌入式低功耗領域。 這個由老學究創立的企業由於對商業的敏感度不足，當Arm開始聯合高通、蘋果、聯發科等公司麵向智能手機市場打造移動處理器芯片的時候，MIPS依然沉浸在高清盒子、打印機等小眾產品市場。 歸根結底，還是學院派和商業派的區別使然。

終於在21世紀，智能手機市場大爆發的年代，Arm一下子走上舞台中央，而MIPS由於聚焦在中高端並沒有功耗的優勢，限製了其在智能手機上大展拳腳。

MIPS的遲緩導致他們失去了最關鍵的十年。

另一個擊敗MIPS的因素是授權方式，MIPS收取IP授權要比指令集授權更貴，而且允許添加指令，這就使得大佬們紛紛自行設計MIPS核心、添加指令、發布開發工具，碎片化嚴重。 而Arm反其道行之，指令集授權遠遠比IP授權要貴，控製了碎片化。 當時Arm還極有眼光的設計了全世界最好用、最便宜的USB調試工具，吸引了一批碼農，從而構建了巨大的Arm開源軟件庫。

當然致使其衰落還有一個因素是授權模式和費用。 由於Arm一直在低功耗嵌入式領域的聚焦，使其授權方式極具靈活性，主要是IP授權的多，因為架構授權要貴很多，很好的控製了碎片化，且在價格上頗具優勢，也因此吸引了更多廠商（TI、LSI等）以及學生的關注和加入，Arm的生態係統得以很好的完善； 而MIPS主要是架構授權，並且允許添加指令，碼農們紛紛自行設計，導致碎片化嚴重，再加上由於後期MIPS經營不善，架構的改朝換代緩慢，且未能配合主流操作係統與設備生態優化潮流，這就失去了IP授權所具備的推出速度，軟件高兼容的特點。

（MIPS 從業者添加的：）1.  MIPS Technologies Inc 本來就是麵向嵌入式市場的。剛開始占據了大部分市場。可是，在嵌入式市場中，隻一個移動市場就比所有其它市場的總和還大好多倍！  MIPS 也看到了這個趨勢，可是沒有從戰略戰術上實現這個戰略大轉移，而是仍然深耕其它市場！2.  麵對嵌入式市場，SOC設計需要一套總線協議。MIPS根本沒有在這方麵考慮客戶的需要。而ARM就開發了好幾個總線架構。從而吸引了很多客戶。到後來，這個優勢越來越明顯：ARM 處理器直接是AHB/AXI/ACE總線接口。而MIPS需要一個Bus-Bridge 進行總線協議的轉換（從OCP Bus 轉換到AHB/AXI/ACE）。這多一道手續，就影響了性能和成本，還有設計複雜性！3.  ARM在DEBUG（故障調試）方麵下了大功夫，開發了CoreSight 一套方案，極大地方便了開發調試！

因此MIPS逐漸被市場拋棄，隻好目送Arm一步步走向成功。 最終由於Arm體係對嵌入式領域和移動設備市場的不段蠶食，再加上MIPS逐年的經營不善，最後曾經風光一時的企業無奈走向破產。

MIPS幾經轉手，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？

對於Arm來說，MIPS的專利相當有價值，特別是64位和多線程相關的專利。 因為Arm的64位架構跟MIPS 64位有70-80%的相似度，如果此時不參與收購，那麽日後很可能陷入和MIPS專利擁有者長久的專利訴訟戰，僅僅隻用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是為了加強自身的CPU業務，並且看中了MIPS強大的產品集以及安卓架構的支持和對中國的授權。 因此Imagination則收購了MIPS公司實體和82項與MIPS處理器核心架構有關的核心專利。 同時Intel作為Imagination的第一大股東，收購MIPS從側麵也可以牽製Arm的發展。

但在蘋果采用自家GPU開始，Imagination業務一度告急，為了專注GPU同時減少負重，Imagination隻好拋售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。

後來創企Wave Computin又從Tallwood手中再次接盤MIPS，Wave Computing 的創始團隊有不少是出自於MIPS，如CEO Derek Meyer曾是MIPS副總裁。

 雖然MIPS大多數專利被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，輾轉於各個公司之間，致使其支持的力度和開發的持續性都受到了影響。因此業內有觀點認為，“MIPS架構的認可度並沒有下降，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，這兩者的結合讓他們在移動時代所向披靡。 而隻有CPU的MIPS和原來隻有GPU的Imagination的下場，都揭露了現在市場的集成化優勢。 晶圓代工產業的流行，IP供應商的崛起，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網時代都顯得非常重要。 發力的AI領域Wave Computing，其年輕又新鮮的DPU架構結合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。

然而RISC家族的另一成員RISC-V的火爆，再次將MIPS無情打壓。

Arm之後又迎RISC-V，開源也是曇花一現

數十年內，以英特爾為代表的CISC架構、Arm架構、MIPS架構你爭我鬥，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打亂了整個市場，且發展勢頭猛進，令各大架構群體無不有所忌憚。

正當外界幾乎快要忘卻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指令集進行開源，旨在加速MIPS指令集架構的普及，幫助已逐漸邊緣化的MIPS指令集架構重回正軌。

Wave的高級副總裁兼首席商務官Lee Flanagin在一份聲明中說： 在MIPS Open下開發的基於MIPS的解決方案將補充我們現有和未來的MIPS IP核，Wave將繼續在全球範圍內創建和授權MIPS IP核，作為我們整個係統、解決方案和IP組合的一部分。 這將確保當前和新的MIPS客戶擁有廣泛的解決方案，可以從中選擇他們的SoC設計，並且還可以訪問充滿活力的一個MIPS開發社區和生態係統。

MIPS許可業務總裁Art Swift稱自2000年以來，基於MIPS內核的芯片已經出貨了85億個，廣泛的客戶都在堅持使用MIPS，包括Microchip，Mobileye，MediaTek和日本領先的Denso Denso。 而MIPS的32/64位R6是承襲了MIPS三十餘年的技術積累，可謂樹大根深。

縱觀整個行業的架構形勢，對國內公司來說，X86架構已然沒有優勢了，Arm也授權購買，如今開源的CPU指令集有RISC-V及MIPS兩個選擇了。 但“開源不等於免費”，其實MIPS OPEN的真正意義在於加強推廣MIPS內核與生態係統，開放ISA指令集。 業界認為MIPS Open是開發與創收的平衡點，因為它就是擴展使用者及生態雙贏的商業模式。

UltraSoC首席執行官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已經擁有大量優質工具和軟件環境。 這是一種放大MIPS自身優勢的智能方式，而且不會損失太多。 ”

MIPS最大的優勢在於，它是一個經過多年驗證、曾經大量出貨的經典架構，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習。 另外，MIPS還提供專利保護和中央授權避免ISA碎片化，這兩者都是RISC-V所缺乏的。

對於MIPS本身而言，MIPS未來的成功很大程度上取決於生態建設和社區發展。 但相比於現在如日中天的Arm和後起之秀RISC-V，能否及時響應使用者的需求，集聚足夠多的“人氣”，能否絕地求生也讓業界為其捏一把汗。

然而現在有傳言因為受wave computing 的AI芯片進展的影響，MIPS也遭受了無妄之災，早前還爆出了公司停止了MIPS的開源相關項目，這家“命途多舛”的企業又一次走到了分叉口。

MIPS的遺產還有哪些？

當然，由於MIPS不可動搖的“曆史地位”還是保存了一批忠實用戶。截止目前，仍然有部分公司在采用MIPS架構設計處理器和SoC。國人較為熟悉的如龍芯、君正、珠海炬力等，還有上海芯聯芯今年也取得了MIPS在中國的獨家商業經營權。可以說MIPS的未來發展，與中國是息息相關的。

中科院計算所從2001年開始研製龍芯係列處理器，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為龍芯第一款產品芯片，2009年龍芯3A流片成功。 為了將龍芯處理器的研發成果產業化，2010年由中國科學院和北京市政府共同牽頭出資，正式成立龍芯中科技術有限公司。 十幾年過去了，龍芯也進化出了龍芯2H，2J，3A3000，3B3000等新處理器。

龍芯自創立之初便是要做獨立自主的CPU，在當時的情況下，Arm架構不允許更改設計，X86架構幾乎屬於非賣品，因此MIPS是最好的選擇。所以龍芯買下了MIPS授權，基於MIPS做自主設計，打造自己的指令集。早期的龍芯基本上都是MIPS架構，變化極少。龍芯3早期型號是基於MIPS64 R3的，後來通過不斷的擴充指令集形成了現在龍芯使用的LoongISA指令集，所以我們現在可以說龍芯3已經不是MIPS架構，但是龍芯3至今還兼容MIPS64 R3指令集。 但龍芯的LoongISA隻支持到MIPS64 R2/R3，不兼容MIPS 64 R5/R6。

現在龍芯3A3000的主頻已經達到了1.5GHz，各項性能也有了突飛猛進的發展，如果單從架構上說其實龍芯架構已基本上很先進了。 本月底，龍芯將發布3A4000和3B4000處理器芯片。

北京君正也是如此，北京君正的團隊來自於方舟科技，並延續了方舟科技的發展方向，一直強調自主研發CPU內核。 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，早期君正在mp3/mp4時代發展還不錯，但到了平板時代，對軟件和生態係統依賴性增強，而君正所采用的MIPS架構在當時已無優勢，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新型IP供應商與IC 設計服務公司上海芯聯芯成立，並且在今年（2019年）5月初，上海芯聯芯宣布從Wave Computing取得MIPS Technology中國地區獨家的商業經營權以及MIPS的全部技術，包括基礎架構、近百顆32位/64位CPU內核與相關工具授權、編譯器/驗證套件的全部原始代碼、優化Fab流程中現有CPU核效能、開發新CPU核和衍生芯等。

在得到MIPS獨家商業經營權和技術後，公司既可以自行開發新的CPU內核，也可以將CPU內核進行授權，中國客戶可以藉此授權開發完整自主的CPU內核。

芯聯芯董事長表示： “作為當年矽穀MIPS創始工程團隊成員之一，在90年代，我從矽穀率先為MIPS到中國市場開彊辟土，如今創芯業再披戰袍，對RISC架構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勢, 在現代和未來的CPU處理器中仍然占據主導地位。 我們將這些優勢擴展到ASIC服務中，以協助客戶更有競爭力去搶占市場先機。 中國區經過25年的發展，有將近50個授權客戶。 現在中國可以基於開放的RISC架構與芯聯芯近百顆CPU核開發自主可控的CPU。”

（本文是原文的增強版。增加了部分第一手經驗）

 

原文鏈接：https://news.mydrivers.com/1/662/662586.htm