日前，外媒報(bào)道MIPS Technologies宣布將放棄繼續(xù)設(shè)計(jì)MIPS指令集，轉(zhuǎn)向了RISC-V。對(duì)此，鐵流不禁感慨“四十河?xùn)|，四十年河西”，MIPS作為第一款商用的RISC指令集，在誕生四十年后被公司放棄，轉(zhuǎn)而投入RISC-V這個(gè)后起之秀的懷抱。回溯MIPS公司過去四十年的歷史，成敗關(guān)鍵還是在于能否抓住機(jī)遇，MIPS抓住了RISC處理器興起的機(jī)遇，但沒能抓住之后的兩次歷史機(jī)遇。

MIPS抓住RISC處理器興起機(jī)遇而崛起

把時(shí)間軸往回?fù)馨雮€(gè)世紀(jì)，全球CPU是CISC處理器的天下，直到RISC處理器異軍突起，由于RISC處理器相對(duì)于CISC處理器有一定性能優(yōu)勢(shì)，這使英特爾在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中一度比較被動(dòng)，不得不兩頭下注，同時(shí)保持CISC和RISC處理器兩條產(chǎn)品線，以至于“RISC優(yōu)勢(shì)論”根深蒂固，即便當(dāng)下CISC和RISC已經(jīng)殊途同歸，行業(yè)里的人都明白這個(gè)事情，但依然有很多媒體人在宣傳RISC的“先天優(yōu)勢(shì)”。

在這一波RISC處理器大潮中，MIPS無疑是時(shí)代的弄潮兒。1981年，斯坦福教授John Hennessy開創(chuàng)了MIPS處理器，并于1984年創(chuàng)立了MIPS科技公司，1992年，MIPS被SGI收購(gòu)，1998年，MIPS從SGI中被分拆出來重新上市。

從創(chuàng)立MIPS至將公司出售給SGI，MIPS先后設(shè)計(jì)了R2000、R3000、R4000等產(chǎn)品，其中不乏商業(yè)上大賣的產(chǎn)品，SGI、索尼等公司都曾經(jīng)是MIPS的大客戶。即便在MIPS逐漸日薄西山的情況下，在一些行業(yè)市場(chǎng)，MIPS依然有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，比如Cavium就曾經(jīng)專注于基于MIPS的定制化網(wǎng)絡(luò)設(shè)備處理器，CN6xxx曾經(jīng)在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備市場(chǎng)上叱咤風(fēng)云，其MIPS處理器產(chǎn)品線也有思科，Ubnt、博通、Mobileye等一系列忠實(shí)客戶。

根據(jù)MIPS在2018年公布的數(shù)據(jù)，MIPS芯片歷史累計(jì)出貨量已經(jīng)超過100億片，每年新增10億片，這個(gè)市場(chǎng)規(guī)模不算小。

MIPS在兩次競(jìng)爭(zhēng)中失利而逐漸邊緣化

第一次是RISC處理器在和CISC處理器競(jìng)爭(zhēng)中失利。當(dāng)年，雖然英特爾面對(duì)MIPS、Alpha、Sparc、Power、PA-RISC等RISC處理器頗為吃力，但英特爾并非等死之輩，反而借鑒了RISC處理器的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了CISC在解碼階段上向RISC的轉(zhuǎn)化，彌補(bǔ)了CISC流水線實(shí)現(xiàn)上的劣勢(shì)。這里說明一下，在CISC借鑒RISC的優(yōu)點(diǎn)同時(shí)，RISC也在借鑒CISC的優(yōu)點(diǎn)，比如ARM借鑒CISC提高指令緩存效率，這直接導(dǎo)致CISC和RISC早已經(jīng)殊途同歸。

多年前，來自美國(guó)威斯康辛大學(xué)的一個(gè)研究小組在國(guó)際高性能計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)大會(huì)上的報(bào)告指出，CISC與RISC在指令集架構(gòu)層面上的差異已經(jīng)較小，CISC與RISC的精華已經(jīng)合二為一，且由微架構(gòu)和物理設(shè)計(jì)、工藝實(shí)現(xiàn)帶來的性能提升足以掩蓋指令集層面的差異。

結(jié)果這個(gè)報(bào)告受到一些學(xué)者的批評(píng)，批評(píng)的原因并非是這個(gè)報(bào)告本身有問題，而是這些學(xué)者們認(rèn)為這已經(jīng)是學(xué)術(shù)界的共識(shí)，沒必要在頂級(jí)學(xué)術(shù)會(huì)議上耗費(fèi)時(shí)間專門講眾所周知的結(jié)論。

在借鑒RISC的同時(shí)，英特爾還充分利用了自己的市場(chǎng)份額優(yōu)勢(shì)并堅(jiān)持向下兼容，依靠更加成熟的橫向整合商業(yè)模式開發(fā)出更具性價(jià)比的產(chǎn)品，依靠兼容和性價(jià)比優(yōu)勢(shì)擠壓RISC處理器的市場(chǎng)份額。

之后與微軟組建Wintel同盟，依靠軟件和硬件的捆綁直接奠定了其霸主地位。在這一波死亡競(jìng)賽中，惠普放棄了PA-RISC，轉(zhuǎn)頭X86陣營(yíng)；IBM則憑借政府、銀行、軍方等不差錢的客戶，艱難維持著Power處理器，在2016年，IBM將Power8處理器賣給蘇州宏芯，在2018年，宏芯還鬧出欠薪事件；DEC（開發(fā)Alpha處理器）和Sun（開發(fā)Sparc處理器）轟然倒塌，DEC先被康柏收購(gòu)，后被惠普雪藏，一些遺產(chǎn)還流到了英特爾手里，Sun的遺產(chǎn)則被甲骨文收購(gòu)，數(shù)年前，甲骨文還憑借從Sun收購(gòu)獲得的遺產(chǎn)Java和谷歌打官司，索賠金額高達(dá)93億美元。

MIPS在這波浪潮中自然無法獨(dú)善其身，在桌面市場(chǎng)被英特爾壓著打，只能在通信等行業(yè)市場(chǎng)尋求立足之地。MIPS第二次失利則是沒有抓住智能移動(dòng)設(shè)備崛起的契機(jī)，當(dāng)時(shí)，就行業(yè)地位而言，MIPS還是要略勝于ARM一些，當(dāng)年，其實(shí)德州儀器、飛思卡爾（當(dāng)時(shí)德州儀器還是龍頭企業(yè)，高通、聯(lián)發(fā)科相對(duì)于那時(shí)的德州儀器都是弟弟，蘋果和華為都還未開始設(shè)計(jì)手機(jī)芯片）等公司都曾經(jīng)向客戶提供過基于MIPS和ARM的手機(jī)芯片，只不過架不住諾基亞、三星、蘋果等大公司更加青睞ARM，加上MIPS一心想和英特爾死磕導(dǎo)致高不成低不就，本身處于風(fēng)云飄搖之中，而ARM則因?yàn)樯罡?a href="http://www.nxhydt.com/soft/data/21-22/" target="_blank">嵌入式芯片，積累了很深的技術(shù)底蘊(yùn)，抓住了時(shí)代機(jī)遇，在過去十年中快速崛起。

多次轉(zhuǎn)賣元?dú)獯髠?/p>

2013年，英國(guó)Imagination公司以6000萬美元價(jià)格收購(gòu)了江河日下的MIPS公司，在這次收購(gòu)中，MIPS 498項(xiàng)專利已經(jīng)以3.5億美元的價(jià)格出售給Bridge CrossingLLC集團(tuán)。Imagination公司收購(gòu)MIPS之后，形成了PowerVR GPU、MIPS CPU、通信和無線連接產(chǎn)品三大主營(yíng)業(yè)務(wù)。

不過，MIPS CPU并沒有給Imagination帶來太大收益，其主要營(yíng)收高度依賴其GPU業(yè)務(wù)。因而Imagination并沒有投入多少資源用于MIPS處理器的發(fā)展，反而是充分利用MIPS過去的積淀去賺錢，這直接導(dǎo)致了MIPS處理器的發(fā)展幾乎處于停滯狀態(tài)。2017年，蘋果在試圖收購(gòu)Imagination未果之后，宣布棄用PowerVRGPU，選擇自研GPU，在蘋果宣布棄用PowerVR GPU之后，Imagination股價(jià)下跌70%。

面對(duì)危局，Imagination只能引進(jìn)白衣騎士——一家有中資背景的資本Canyon Bridge，由于Canyon Bridge的中資背景，而MIPS不少業(yè)務(wù)和美國(guó)軍方聯(lián)系緊密，因而在收購(gòu)前必須被剝離，由美國(guó)加州投資公司Tallwood 持有。之后，WaveComputing又從Tallwood買下了MIPS。

Wave Computing是一家主攻人工智能的初創(chuàng)公司，原本是計(jì)劃將MIPS應(yīng)用于人工智能領(lǐng)域，但隨著Wave Computing破產(chǎn)，一切都化為了泡影。

在Wave Computing破產(chǎn)重組之后，公司更名為MIPS Technologies，放棄了MIPS處理器的研發(fā)，投入RISC-V陣營(yíng)。由于MIPS的歷史地位，其投入RISC-V影響力不可謂小，好比是一個(gè)曾經(jīng)割據(jù)一方的君主向一個(gè)新興強(qiáng)權(quán)俯首稱臣，頗具象征意義。

MIPS的興衰對(duì)中國(guó)的借鑒意義

MIPS之所以逐漸被市場(chǎng)邊緣化，很重要的一個(gè)原因就是生態(tài)破碎化。由于MIPS學(xué)院風(fēng)很重，在技術(shù)授權(quán)上比較開放，允許客戶添加指令集，允許客戶自己設(shè)計(jì)CPU核。技術(shù)上的開放一方面使MIPS在學(xué)院派中頗受青睞，很多大學(xué)至今依然在使用MIPS進(jìn)行教學(xué)，另一方面，客戶可以自由添加指令集，而這直接導(dǎo)致MIPS的生態(tài)破碎化。相比之下，ARM則在商業(yè)上比較開放，但在技術(shù)上卡的非常嚴(yán)格，在ARM32時(shí)代，ARM僅對(duì)蘋果、高通等不超過5家公司授權(quán)過ARM32指令集，而且禁止客戶修改、添加指令，其他的一律是IP核授權(quán)。

誠(chéng)然，ARM64在授權(quán)方面比ARM32開放很多，但禁止修改添加指令，價(jià)格異常昂貴，國(guó)內(nèi)某企業(yè)的授權(quán)費(fèi)用為每5年1億美元，到期后重新談判，而且還有不可修改添加指令，僅限于服務(wù)器領(lǐng)域等條款。

某明星企業(yè)更加有錢，買的授權(quán)等級(jí)更高一些，當(dāng)然，花的錢也更多。可以說，ARM在技術(shù)授權(quán)方面比MIPS更加保守，但恰恰是這種保守的舉措，比如禁止客戶修改、添加指令等條款使ARM避免了MIPS生態(tài)破碎化的命運(yùn)。

近年來，國(guó)產(chǎn)CPU呈現(xiàn)出“百花齊放”的態(tài)勢(shì)，國(guó)內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)了X86、ARM、MIPS、SPARC、RISC-V、SW64等多種指令集，其中，SW64是申威自主研發(fā)的指令集，龍芯在3A4000以前的LoongISA是基于MIPS進(jìn)行添加，3A5000則基于龍芯自主指令集LoongArch。

RISC-V是開源指令集，RISC-V源自美國(guó)大學(xué)項(xiàng)目，且RISC-V基金會(huì)掌控在白人手里。瀾起、兆芯基于X86授權(quán)，華為、飛騰、展銳，以及已經(jīng)關(guān)門的華芯通基于ARM授權(quán)，宏芯、浪潮先后與IBM合作加入Power陣營(yíng)，英特爾、IBM都是美國(guó)公司，ARM重要研發(fā)中心在美國(guó)奧斯汀，而且很有可能被英偉達(dá)收購(gòu)，成為一家徹頭徹尾的美國(guó)公司。

這在當(dāng)下這種國(guó)際大環(huán)境下，高度依賴美國(guó)公司授權(quán)是非常危險(xiǎn)的。這并非危言聳聽，而是現(xiàn)實(shí)的風(fēng)險(xiǎn)。由于某司在設(shè)計(jì)上依賴ARM授權(quán)，在制造上依賴臺(tái)積電工藝，在美國(guó)發(fā)起制裁之后，其ARM CPU已經(jīng)“絕版”。

在政策的指引下，國(guó)產(chǎn)化替代項(xiàng)目正如火如荼的開展，但在實(shí)踐中遭遇了一系列問題，最麻煩的事情莫過于軟件生態(tài)建設(shè)。在軟件移植和適配過程中，由于各家國(guó)產(chǎn)CPU的指令集不同，這導(dǎo)致軟件必須適配多個(gè)版本，重復(fù)建設(shè)，使軟件移植工作量翻倍。本來就是小眾市場(chǎng)，移植工作量又大，很多軟件廠商只是抱著完成政治任務(wù)的態(tài)度敷衍了事，移植過來的軟件和在英特爾平臺(tái)上的體驗(yàn)和功能差距明顯，用起來總是莫名其妙的卡頓，相比之下，Wintel平臺(tái)哪怕是多年前的老賽揚(yáng)+Windows都能流暢。

當(dāng)年，MIPS就是吃了標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一生態(tài)破碎化的虧，如今，眾多尚在萌芽狀態(tài)的國(guó)產(chǎn)CPU又不約而同的掉進(jìn)這個(gè)坑里。基于內(nèi)循環(huán)的頂層設(shè)計(jì)，完全可以強(qiáng)制統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，搞一套自主指令集，然后國(guó)內(nèi)各家CPU公司基于這套指令集設(shè)計(jì)CPU，誰的好用就用誰的。這種做法還有一個(gè)好處，那就是換成自主指令集后，因?yàn)閲?guó)外買不到基于自主指令集設(shè)計(jì)的CPU核，那些穿馬甲的偽國(guó)產(chǎn)CPU也會(huì)原形畢露，真正的自主CPU就能享受到國(guó)家政策紅利，徹底禁絕馬甲CPU侵吞政策紅利的可能性。軟件廠商也可以只適配一個(gè)版本的軟件，這樣有更多的時(shí)間和精力去做軟件優(yōu)化。

只有眾人拾柴，才能火焰高，國(guó)產(chǎn)自主軟硬件技術(shù)體系才能在最短時(shí)間內(nèi)初步形成。結(jié)語誠(chéng)然，當(dāng)下的MIPS已經(jīng)日薄西山，但MIPS作為第一種商業(yè)的精簡(jiǎn)指令集曾經(jīng)輝煌過至今仍保持相當(dāng)?shù)氖袌?chǎng)份額，由于起步早且非常學(xué)院派，影響力很廣，美國(guó)不少大公司如博通、Mobileye、臺(tái)灣聯(lián)發(fā)科與不少大學(xué)至今仍使用MIPS進(jìn)行業(yè)務(wù)及教學(xué)。

就行業(yè)地位而言，雖然和X86、ARM不能比，但根據(jù)MIPS在2018年公布的數(shù)據(jù)，MIPS芯片歷史累計(jì)出貨量已經(jīng)超過100億片，這種影響力和行業(yè)地位暫時(shí)難有除X86和ARM以外的處理器能夠超越。

MIPS和RISC-V有很深的淵源，兩者都非常學(xué)院派，而且都允許自由添加指令，在全球眾多商業(yè)公司和研究機(jī)構(gòu)紛紛加入RISC-V陣營(yíng)的情況下，如何避免“九龍治水”后軟件生態(tài)破碎化，是RISC-V亟需面對(duì)的問題。

對(duì)于中國(guó)CPU公司而言，如何統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，避免內(nèi)耗，實(shí)現(xiàn)力往一處使，是必須好好思考的問題。

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