无人再提MIPS

2019-04-04 13:27:21 来源:EEFOCUS
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MIPS是什么?这似乎是个很显然的问题。

 

但努力回想,其近几年的新闻莫过于去年底宣布的开源计划,要想准确描述这个逐渐被淘汰的元老级架构,需要一篇长文来概括。

 

MIPS已经拥有大量优质工具和软件环境,其指令集包括SIMD(单指令、多数据)和DSP等扩展,比RISC-V更完整。但考虑到RISC-V的发展势头,MIPS开源不失为一个有趣而精明的举动,是一种放大MIPS自身优势的方式。

 

MIPS授权业务总裁Art Swift对于MIPS开源行为表示,“如果这发生在两三年前,那么RISC-V永远不会诞生”,倘若遵循假命题能推出任何命题的原则,“如果”二字则能推出任何结果。

 

可世事哪有那么多如果,反观如今格局,RISC-V发展的顺风顺水,MIPS却逐渐沦为被人遗忘的境地。

 

 

当今处理器有四大架构,一个是以intel和AMD为代表的x86架构,另一个是手机,平板等移动处理器所使用的ARM架构,再有就是当今发展趋势良好的开源架构RISC-V,最后一个便是我国龙芯处理器所选择的MIPS架构。这四大处理器架构中,x86和ARM是商业化进程最为优秀的两大架构,RISC-V则凭借其开源优势顺应当前火热的物联网和AI发展趋势,MIPS作为最早推出的芯片架构,发展至今倒像是“起了个大早,赶了个晚集”的迟钝者,错过了多次发展趋势和产品迭代,只好通过“卖身”、开源等动作来残喘。

 

起了个大早的MIPS

作为精简指令集(RISC)的推行者,MIPS的成立比ARM早了6年,如今看来,MIPS的落寞似乎让人有些费解,MIPS究竟为何落得如此田地?

 

这得从RISC的诞生说起。

 

RISC的名称最早来自1980年大卫·帕特森在加州大学柏克莱分校主持的Berkeley RISC计划。但其实在此之前,从1975年开始,1980年完成的IBM 801项目,可能是第一个使用RISC理念来设计的系统。


跟Intel X86这种复杂指令集不一样,RISC设计了许多特性让代码编写更加便捷,对指令数目和寻址方式都做了精简,使其实现更容易,指令并行执进程度更好,编译器的效率更高。这种相对新的指令集的面世促进了MIPS的诞生。

 

在RISC流行起来之后,斯坦福大学前校长John LeRoy Hennessy就和他的研究团队基于RISC打造了一款全新的微处理器,这个项目就是MIPS的前身。1984年,John LeRoy Hennessy与他的团队一起创立了MIPS公司。公司的商业模式就是将做好的芯片设计方案授权给其它厂商,让其可以方便地制造出高性能的CPU。


MIPS公司在研发进程上也不负众望,在成立后不久就相继推出处理器设计R2000、R3000,甚至早在1991年就推出了64bit的设计R4000。相比其竞争对手ARM到了2012年才大范围推广64bit处理器设计。可见MIPS公司在设计上的前瞻性。之后,又陆续于1994年推出R8000、1996年推出R10000、1997年推出R12000等型号。1999年,MIPS公司发布MIPS 32和MIPS 64架构标准。2000年,MIPS公司发布了针对MIPS 32 4Kc的版本以及未来64位MIPS 64 20Kc处理器内核。


成立早期,MIPS也生产处理器,其中,自己流片的R3000销售超过了百万颗,后续的R3000A则创造了销售过亿的奇迹。除了自身设计外,IDT和东芝等半导体公司都在MIPS发展早期采用了其架构设计制造芯片,其生产的芯片也被Sony, Nintendo的游戏机,Cisco的路由器和SGI超级计算机等终端设备采用。其中,在当前的家用路由器市场,MIPS仍旧占据绝对地位。


MIPS是上世纪八十年代中期RISC CPU设计的一大热点,也是出现最早的商业RISC架构芯片之一。RISC诞生的目的就是为了挑战以X86为代表的复杂指令集,同样的,RISC体系结构也遭到了x86芯片的竞争。MIPS的系统结构及设计理念比较先进,其指令系统经过通用处理器指令体系MIPS I、MIPS II、MIPS III、MIPS IV到MIPS V,嵌入式指令体系MIPS16、MIPS32到MIPS64的发展已经十分成熟。在设计理念上MIPS强调软硬件协同提高性能,同时简化硬件设计。

 

MIPS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三十年余年。从处理器的设计和能耗比来说,MIPS可以说是最经典的RISC处理器,其竞争对手也不得不承认它的优雅,MIPS被作为处理器教科书的典范,最初许多MIPS实现瞄准计算机类应用,比如工作站和服务器。在最近几年,MIPS CPU较多的应用于嵌入式领域,包括路由器、可穿戴设备、家庭娱乐、网络、物联网(IoT)等。

 

 
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作者简介
李晨光
李晨光

与非网编辑,网名:L晨光,电子工程专业出身。凭借对文字的热爱和热情投身于此,热衷观察和思考,期待有所发现,有所收获。夜半时分,写出一段让自己感动的文字,最让我兴奋。

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