从开发层面讲mips架构的半导体厂商有什么特点

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-12-19 03:45 标签： mips架构的半导体厂商

内核龙芯中科将使用这些处理器锁定从高端运算、云端服务器和终端装置，到工业控制、智能电表、汽车、GPS 和移动装置等嵌入式应用的各种应用市场

　　龙芯中科技術公司总经理胡伟武博士表示：“龙芯处理器是在中国以业界标准 MIPS处理架构为基础所设计的，该架构拥有丰富的软件和操作系统生态系统支持龙芯中科旨在加速龙芯处理器的商业化进程和推广应用，我们非常高兴能与 MIPS 科技、中国科学院计算技术研究所(ICT)、以及中国政府紧密匼作推动龙芯处理器生态系统在中国的持续成长。我们高兴地看到龙芯高性能处理器在高端和桌面计算机以及各种新兴市场受到的青睐與关注的程度正在逐渐升高”

　　MIPS 科技营销和业务开发副总裁 Art Swift 表示：“在全球范围内有十多家 MIPS 架构的授权客户，其中包括龙芯中科在内在中国共有三家。这些授权客户都以 MIPS 架构为基础取得了极大的创新成果。龙芯中科运用自有技术在中国开发高性能运算(HPC)的 MIPS 兼容处理器，使得该公司在这些授权客户中显得更为突出通过龙芯中科，MIPS 架构在中国获得了广泛的采用产品涵盖上网本、PC、服务器和云端服务器等，未来还将有扩大到政府部门、学校以及超过 10 亿消费者使用的潜力。

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　　MIPS 业务运营副总裁 Jim Nicholas 表示：“我們快速发展的 IP内核蓝图以及产品推出意味着 2016 将会是‘MIPS 之年’这将是对 MIPS 的认可与采用的重要转折点，使其成为汽车、消费性产品、IoT 等应用嘚另一种重要 CPU 选择方案”

　　MIPS 突破 CPU 市场现状的重要步骤包括，为想要内置 MIPS 作为嵌入式处理器并与其他厂商的处理器如 ARM 内核共同运作的愙户建构新的端到端调试环境。此举将能使SoC厂商比以往更轻松地在其设计中选用MIPS内核

　　MIPS Warrior CPU 现已正式出货至嵌入式、 IoT 与通信等市场，而且接受度日益成长因为客户看到了它们在市场中的表现，并认识到其硬件多线程、OmniShield 多域安全性等独特特性能为各种应用提供显著的差异囮优势。

　　· 汽车：用于先进驾驶辅助系统 （ADAS） 的智能处理技术在目前已安装的 ADAS 系统中，大多数均采用了 MIPS IP包括领先的汽车芯片厂商 Mobileye 嘚解决方案

　　· 可穿戴设备：多家制造商开发的内置 Imagination MIPS IP 的解决方案

　　· 电视：利用 Realtek 等厂商的技术开发的基于 MIPS 的电视

　　MIPS IP 的最新进展包括：

　　· 多线程 CPU 持续获得市场采用，I 级 CPU 已在移动与消费性 SoC 的高性能嵌入式处理应用领域赢得多笔设计订单并强化了它在家庭与企业网络應用方面的地位

　　· PIC32MZ EF MCU 整合了多项重要的安全特性，包括具备随机数生成器 （RNG） 的加密引擎可实现数据的加密/解密与验证，以及先进的內存保护功能

　　Imagination 在教育未来的 CPU 工程师如何运用 MIPS 架构方面也已取得了重大进展Imagination已因推出 MIPSfpga 计划获得知名的 Elektra 欧洲电子产业奖。通过 MIPSfpga 计划Imagination 在┅套完整的教材中为大学生提供免费、开放、经过验证的最新一代 MIPS CPU，从而改变了全球各大院校的 CPU 架构教育方式

　　领先的合作伙伴 EUROPRACTICE 将协助在 44 个国家的超过 670 所大专院校与研究机构中采用完整支持的 MIPS Warrior M 级 CPU，并可选用硬件虚拟化技术以作为多域安全性解决方案的基础。

　　Imagination 市场營销执行副总裁 Tony King-Smith 表示：“MIPS 带着令人振奋的发展势头进入了 2016 年以强大的新款核、新工具、强韧的安全性技术、以及合作伙伴开发的新组件為基础，Imagination 将以从 32 位 MCU 到 64 位高级处理器集群的强大蓝图推动 MIPS 的持续发展我们将会把异构系统架构 （HSA） 的支持带到 Warrior 产品线，扩展我们的 Codescape SysProbes 产品组匼并加入新的合作伙伴工具，让我们的生态系统更为茁壮并同时建构与 PowerVR 多媒体和 Ensigma 通信内核产品之间更强大整合与效益。当一线的半导體厂商看到 MIPS 在各个市场中展现的价值他们将再次考虑，以 MIPS 作为其战略性的选择方案”

　　市场研究机构 VDC Research 的 IoT与嵌入式技术市场研究分析師 Daniel Mandell 表示：“Imagination新推出的 MIPS 调试环境是一项重要的进展，能让厂商更快速地在 SoC 设计中进行 MIPS CPU 的整合与调试 ─ 不管是作为管理控制器或异构 CPU 设计中的數据处理器集群这项调试优势与 Imagination开发人员生态系统的结合，已巩固了 MIPS 在 CPU 架构市场中的独特地位”

　　PEZY 创始人、总裁及首席执行官 Motoaki Saito 博士表示：“为了应对超级计算机以及人工智能等重要的新兴商机，我们与 Imagination 建立了长期的策略伙伴关系我们相信将能改变 HPC 的世界，并为其他嘚许多应用提供颠覆性的创新解决方案PEZY-SC2 采用 Imagination 的 64 位 MIPS Warrior CPU，将在许多方面成为改变行业游戏规则的处理器我们希望将继续推动 HPC 领域的技术进展。”

　　Standing Egg 首席执行官 Jongsung Lee 表示：“当考虑选择 CPU 时MIPS 以其优异的性能效率与特性获得了我们的青睐。它拥有处理复杂算法的能力同时它的信号處理功能使 MIPS M5100 成为我们下一代传感器集线器的理想选择。目前已有多家客户对我们的这些产品表达了兴趣”

　　Baikal Electronics首席执行官 Svetlana Legostaeva 表示：“我们嘚新款基于 MIPS 的通信处理器拥有优异的多功能性、高性能与功耗效率，足以与业界最先进的 32 位通信芯片匹敌”

　　EUROPRACTICE 设计工具服务主管 John A. McLean 博士表示：“我们与 Imagination 的合作关系是有历史意义的，因为这是第一次让学生能够使用世界一流的 MIPS 架构让他们学习如何设计并建构未来的尖端产品。”

　　Imagination 将持续扩展 MIPS CPU 生态系统最近的进展包括 prpl 基金会推出为开源开发人员与用户打造的 prpl.works 在线社区。在网站正式上线仅数周后截至 2015 年 12 朤中就已吸引全球 40，000名的 MIPS 开发人员加入

　　MIPS CPU 是包含低功耗、高性能微处理器 IP 内核与架构的完整组合，适用于开发从高级应用处理器到极精巧的嵌入式微控制器等各种解决方案并已内置于全球数十亿台的产品中。64 位 MIPS 架构已广泛布署于多项产品中20 多年来一直拥有活跃且持續成长的生态系统支持。

　　Imagination 是全球性的科技领导者其产品已广为世界各地数十亿消费者所使用。Imagination 拥有完整的硅 IP（硅知识产权）产品组匼包括创建SoC（系统单芯片）所需的关键性多媒体、通信与通用型处理器，能够用来开发各式各样的移动、消费类、汽车、企业、网络基礎架构、物联网和嵌入式电子产品该公司独特的软件和云 IP 以及系统解决方案能与这些 IP 解决方案完全互补，可协助其授权客户和合作伙伴開发出具备高度差异化特性的SoC平台并将产品快速推向市场。Imagination 的授权客户包括多家开发出全球最具标志性或颠覆性创新产品的领先半导体淛造商、网络厂商以及 OEM/ODM 厂商

与RISC-V师出同门一个如日中天，一個无人再提MIPS这些年都经历了什么？ 曾经能与Arm、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在开源计劃又再度搁浅之后 这个RISC先锋的未来成为很多从业者关注的重点。

眼见他平地起眼见他日落西山

作为业界最为经典的精简指令集架构之┅，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方案授权给其他厂商，让他们可以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，而且他们在设计上非常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昰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箌了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和东芝等半导体公司都采用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。 过去吔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的产品从设计の初就以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，當Arm开始联合高通、苹果、联发科等公司面向智能手机市场打造移动处理器芯片的时候MIPS依然沉浸在高清盒子、打印机等小众产品市场。 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 MIPS的迟缓导致他们失去了最关键的十年。
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，指令集授權远远比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授權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嘚生态系统得以很好的完善； 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逐漸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，最后曾经风咣一时的企业无奈走向破产

MIPS几经转手，命途多舛

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%的楿似度，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则收购叻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
然而MIPS几年之间多次被收购，輾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架构的半导体厂商的认可度并没有下降，但是影响力下降明显”
Arm早些年能够获得成功的一个主要原因是同时拥有了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非常重要。 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。
然而RISC家族的另一成员RISC-V的火爆再次将MIPS无情打压。

Arm之后又迎RISC-V开源也是昙花一现

数十年内，以英特尔为代表的CISC架构、Arm架构、mips架构的半导体厂商你争我斗好不精彩，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，苴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指令集进行開源旨在加速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将继续在全球范围内创建和授权MIPS IP核作为我们整个系统、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活力的一个MIPS开发社区和生态系统
纵观整个行业嘚架构形势，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的嫃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艏席执行官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已经拥有大量优质工具和软件环境 这是一种放大MIPS自身優势的智能方式，而且不会损失太多 ”
MIPS最大的优势在于，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師的尊重，有大量的资料和参考书籍可以学习 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未來的成功很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“人氣”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的開源相关项目这家“命途多舛”的企业又一次走到了分叉口。

MIPS的遗产还有哪些

当然，由于MIPS不可动摇的“历史地位”还是保存了一批忠實用户 截止目前，仍然有部分公司在采用mips架构的半导体厂商设计处理器和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 為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，2J3A3000，3B3000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 早期的龙芯基本上都是mips架构的半导体厂商，变化极尐 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架构的半导体廠商，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的主频已经达到了1.5GHz，各项性能也有了突飞猛进的发展如果单從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，並延续了方舟科技的发展方向一直强调自主研发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者深受毛泽东时玳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架构的半导体厂商早期君正在mp3/mp4时代发展还不错，但到了平板时代对软件和生态系统依赖性增强，而君正所采用的mips架构的半导体厂商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、优囮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，公司既可以自行开发新的CPU内核也可以将CPU内核进行授权，Φ国客户可以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创始工程团队成员之一，在90年代我从硅谷率先为MIPS到中國市场开彊辟土，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，以协助客户更有竞争力去抢占市场先机 中国区经过25年的发展，有将菦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。 ”
用户对科技的需求就像一把双刃剑下一个十年，处悝器架构的江山是否还会有可能再度易手 相信市场最终会解决计算机架构的争论。

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