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MIPS转投RISC-V阵营,曾经的全球三大芯片架构之一是如何走下神坛的?

2021-03-12 14:27:05 阅读:
MIPS一度被业内认为可以比肩Arm、x86,成为全球三大主流架构之一,但日前,有外媒报道称,MIPS架构的所属公司宣布,将放弃继续设计MIPS架构,全身心投入RISC-V阵营。本文我们就来聊聊,这个一度被业内认为可比肩Arm、x86的架构是如何逐渐走下神坛的。

日前,有外媒报道称,MIPS架构的所属公司宣布,将放弃继续设计MIPS架构,全身心投入RISC-V阵营,至此,全球三大芯片架构之一的MIPS正式成为历史。HEhednc

本文我们就来聊聊,这个一度被业内认为可比肩Arm、x86的架构是如何逐渐走下神坛的。HEhednc

当时究竟火到什么程度?

作为当年站在RISC改革前沿的前浪,MIPS由图灵奖得主、谷歌母公司董事长John Hennessy创办坐镇,创办8年即上市。HEhednc

就是微软会将自己的Windows系统移植到MIPS,英特尔也随即花费数十亿美元开发Itanium架构,来应对当时市面上RISC的挑战的那种。HEhednc

甚至MIPS一度被业内认为可以比肩Arm、x86,成为全球三大主流架构之一。HEhednc

如今本应四十不惑的MIPS,却突然耐不住寂寞,意外转投大火的RISC-V阵营。HEhednc

于是,就有网友感叹:这真是又一个遇上了安卓的黑莓啊。HEhednc

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生于斯坦福,今年40岁

论起出身,MIPS可以说是“师出名门”。HEhednc

1981年,时任斯坦福教授的John Hennessy领导团队,实现了第一个MIPS架构处理器。HEhednc

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MIPS,全称为Microprocessor without Interlocked Pipeline Stage。它采用5级指令流水线,能够以接近每个周期一条指令的速率执行。这在当时很罕见。HEhednc

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1980年代,正是精简指令集(RISC)对以x86为代表的复杂指令集(CISC)发起第一波冲击之时,其发展的势头,甚至让英特尔不惜投入数十亿美元开发Itanium。HEhednc

而MIPS,就是RISC阵营中最早的冲锋者之一。HEhednc

1984年,John Hennessy离开斯坦福,创立了MIPS科技公司。并且在成立的第二年就推出了第一个芯片设计R2000。HEhednc

1988年,MIPS推出了R3000。这款产品很快大获成功,销售超百万颗。HEhednc

不少公司的消费电子产品都用到了R3000,比如索尼的PS。美国首家电脑公司DEC、爱普生、日本电器等等知名企业也均是其客户。HEhednc

1991年,MIPS就推出了64bit的R4000。其竞争对手Arm则直到2012年才开始大范围推广64bit处理器设计。HEhednc

直到现在,你仍可以在不少产品中找到它的身影。HEhednc

比如英特尔旗下的自动驾驶公司Mobileye就仍在广泛采用其技术。而家用路由器产品中,MIPS也并不鲜见。HEhednc

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中科院自主研发的龙芯,其LoongISA指令集同样基于MIPS发展而来。不过,去年龙芯已宣布,准备研发一套完全采用中国技术的指令集LoongArch,实现进一步的自主可控。HEhednc

值得一提的是,MIPS和现在的当红炸子鸡RISC-V称得上是师出同门,在许多方面都基于相同的思想。HEhednc

MIPS的创始人John Hennessy和RISC-V之父Dave Patterson也渊源颇深。HEhednc

两人合作撰写了2本现在被广泛用于本科生、研究生课程的教科书:《计算机体系结构:量化研究方法》和《计算机组成与设计:硬件/软件接口》。HEhednc

2017年,两人又因“开创了一种系统的、定量的方法来设计和评价计算机体系结构,并对微处理器行业产生了持久的影响”,共同获得图灵奖。HEhednc

专利被瓜分,又数次易手

然鹅,没想到的是,当年如此辉煌的MIPS,从21世纪伊始就逐渐走下神坛。HEhednc

而这当中的每一步都是如此的戏剧化。HEhednc

首先,智能手机时代的爆发让竞争对手Arm走上舞台中央。HEhednc

之前也提到,MIPS设计之初就主打高性能的产品,比如游戏机、路由器、打印机等,对标英特尔的x86。HEhednc

而Arm从诞生开始就瞄准嵌入式低功耗领域,以至于在智能手机时期,Arm立刻可联合高通、苹果、联发科打造移动处理器芯片。HEhednc

当时的MIPS产品并没有低功耗的优势,等反应过来也为时已晚。HEhednc

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再加上两者之间不同的授权方式。MIPS指令集架构授权很便宜,CPU核卖得贵,也就迫使很多公司选择自行设计,MIPS核心、添加指令、发布开发工具HEhednc

Arm则刚好相反,让众多CPU厂商可以共享一套指令集和编译工具,甚至为了讨好程序员,还设计了好用且便宜的USB调试工具。HEhednc

因为一个迟疑,就让MIPS失去了关键机会,甚至还落得被Arm蚕食的下场。HEhednc

2012年,江湖上就已经传出MIPS正在寻求买家把自己卖掉。HEhednc

当时潜在的买家有高通、博通、AMD、Google等,但最终得手的是竞争对手Arm、半导体及软件设计公司Imagination。HEhednc

Arm联合自己所属组织Bridge Crossing(专门收购技术专利),以3.5亿美元收购MIPS近500项专利,当中Arm出资1.675亿美元。HEhednc

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剩下的专利(82项核心架构相关的关键专利)和公司运营主体都卖给了Imagination,收购价仅为6000万美元。HEhednc

两个收购方还就这些专利达成了交叉授权协议:Imagination获得498项剥离专利的终身免费授权,Bridge Crossing则得到82项保留专利的限制性授权。HEhednc

本以为MIPS遭遇如此贱卖,应该已经是大结局了。HEhednc

但没曾想,这是多舛命途的开始。HEhednc

Imagination本想借此番收购加强自身的CPU业务,它的第一大股东英特尔也想牵制Arm的发展。HEhednc

但在重要客户苹果选择自研GPU之后,Imagination业务一度告急,随即选择将MIPS抛售,自己也面临着收购的命运。HEhednc

MIPS经过两度转手,最终在2018年6月,落到了AI初创企业Wave Computing手里。HEhednc

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因为要在MIPS CPU上开发他们公司的AI加速硬件,然后就买下了整个MIPS。HEhednc

据媒体称,当时他们已经拥有了相关许可,其实根本没必要买。HEhednc

当然原因不排除Wave Computing团队不少人都出自于MIPS,像CEO Derek Meyer曾是MIPS副总裁。HEhednc

收购不到半年,Wave Computing提出了一个大胆的计划——将MIPS架构开源,开放32位和64的MIPS架构(当时最新更新到第6版)。HEhednc

他们希望通过免费和开放战略吸引到更多企业客户开发者。HEhednc

然而本认为MIPS应该找到了一个好归宿之际,结果好景不长,在收购第二年,Wave Computing就申请破产重组。HEhednc

之后,MIPS的命运就一直悬而未决。HEhednc

正式投身RISC-V阵营

现在,它以崭新的姿态重回大家的视野:放弃此前的同名架构,投身RISC-V阵营。HEhednc

公司在官方声明中表示:HEhednc

MIPS正在开发第八代架构、该架构将基于RISC-V处理器标准。HEhednc

前文也说道,MIPS与RISC-V算是师出同门。HEhednc

它们都是遵循RISC的理念,以简单、流线型的CPU设计而闻名。HEhednc

而在去年,刚满10周岁的RISC-V还一度火出了圈。HEhednc

因为架构简单、功耗面积低,更关键的在于开源,降低了厂商的开发门槛,由此受到了众多开发者青睐。HEhednc

就如阿里旗下的平头哥,创办不久就开发了一款基于RISC-V的玄铁910芯片,性能在ARM的A72级别。HEhednc

前不久,他们还宣布已经把安卓 10系统成功移植到了这款芯片上,并开源了全部的代码。HEhednc

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国外也有一家公司SiFive,他们去年推出了一款使用RISC-V处理器的Linux电脑。HEhednc

免费、又好用、可应用的范围还广……这应该就是MIPS转战RISC-V的主要原因吧。HEhednc

至于之前已经得到MIPS授权的厂商,仍然可以合法的生产基于MIPS芯片。HEhednc

但后续还能否得到技术支持,就不得而知了。HEhednc

参考链接:HEhednc

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  1. https://www.eejournal.com/article/wait-what-mips-becomes-risc-v/
  2. https://www.arm.com/company/news/2012/11/arm-announces-participation-in-a-consortium-to-acquire-rights-to-mips-technologies-mips-portfolio
  3. http://www.semiinsights.com/s/electronic_components/23/38298.shtml

本文授权自量子位HEhednc

责编:DemiHEhednc

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