日前,外媒報道MIPS Technologies宣布將放棄繼續設計MIPS指令集,轉向了RISC-V。對此,鐵流不禁感慨“四十河東,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,轉而投入RISC-V這個后起之秀的懷抱。回溯MIPS公司過去四十年的歷史,成敗關鍵還是在于能否抓住機遇,MIPS抓住了RISC處理器興起的機遇,但沒能抓住之后的兩次歷史機遇。
MIPS抓住RISC處理器興起機遇而崛起
MIPS在兩次競爭中失利而逐漸邊緣化
第一次是RISC處理器在和CISC處理器競爭中失利。當年,雖然英特爾面對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處理器的優點,實現了CISC在解碼階段上向RISC的轉化,彌補了CISC流水線實現上的劣勢。
在借鑒RISC的同時,英特爾還充分利用了自己的市場份額優勢并堅持向下兼容,依靠更加成熟的橫向整合商業模式開發出更具性價比的產品,依靠兼容和性價比優勢擠壓RISC處理器的市場份額。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。
多次轉賣元氣大傷
2013年,英國Imagination公司以6000萬美元價格收購了江河日下的MIPS公司,在這次收購中,MIPS 498項專利已經以3.5億美元的價格出售給Bridge Crossing LLC集團。Imagination公司收購MIPS之后,形成了PowerVR GPU、MIPS CPU、通信和無線連接產品三大主營業務。不過,MIPS CPU并沒有給Imagination帶來太大收益,其主要營收高度依賴其GPU業務。因而Imagination并沒有投入多少資源用于MIPS處理器的發展,反而是充分利用MIPS過去的積淀去賺錢,這直接導致了MIPS處理器的發展幾乎處于停滯狀態。
在Wave Computing破產重組之后,公司更名為MIPS Technologies,放棄了MIPS處理器的研發,投入RISC-V陣營。由于MIPS的歷史地位,其投入RISC-V影響力不可謂小,好比是一個曾經割據一方的君主向一個新興強權俯首稱臣,頗具象征意義。
MIPS的興衰對中國的借鑒意義
MIPS之所以逐漸被市場邊緣化,很重要的一個原因就是生態破碎化。由于MIPS學院風很重,在技術授權上比較開放,允許客戶添加指令集,允許客戶自己設計CPU核。技術上的開放一方面使MIPS在學院派中頗受青睞,很多大學至今依然在使用MIPS進行教學,另一方面,客戶可以自由添加指令集,而這直接導致MIPS的生態破碎化。
近年來,國產CPU呈現出“百花齊放”的態勢,國內已經出現了X86、ARM、MIPS、SPARC、RISC-V、SW64等多種指令集,其中,SW64是申威自主研發的指令集,龍芯在3A4000以前的LoongISA是基于MIPS進行添加,3A5000則基于龍芯自主指令集LoongArch。RISC-V是開源指令集,RISC-V源自美國大學項目,且RISC-V基金會由國際社區共同治理,類似3GPP。
在政策的指引下,國產化替代項目正如火如荼的開展,但在實踐中遭遇了一系列問題,最麻煩的事情莫過于軟件生態建設。在軟件移植和適配過程中,由于各家國產CPU的指令集不同,這導致軟件必須適配多個版本,這導致重復建設,使軟件移植工作量翻倍。本來就是小眾市場,移植工作量又大,很多軟件廠商只是抱著完成政治人物的態度敷衍了事,移植過來的軟件和在英特爾平臺上的體驗和功能上差距明顯,用起來總是莫名其妙的卡頓,相比之下,Wintel平臺哪怕是多年前的老賽揚+Windows都能流暢。
當年,MIPS就是吃了標準不統一生態破碎化的虧,如今,眾多尚在萌芽狀態的國產CPU又不約而同的掉進這個坑里。基于內循環的頂層設計,完全可以強制統一標準,搞一套自主指令集,然后國內各家CPU公司基于這套指令集設計CPU,誰的好用就用誰的。這種做法還有一個好處,那就是換成自主指令集后,因為國外買不到基于自主指令集設計的CPU核,那些穿馬甲的偽國產CPU也會原形畢露,真正的自主CPU就能享受到國家政策紅利,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版本的軟件,這樣有更多的時間和精力去做軟件優化。只有眾人拾柴,才能火焰高,國產自主軟硬件技術體系才能在最短時間內初步形成。
結語
誠然,當下的MIPS已經日薄西山,但MIPS作為第一種商業的精簡指令集曾經輝煌過至今仍保持相當的市場份額,由于起步早且非常學院派,影響力很廣,美國不少大公司如博通、Mobileye、臺灣聯發科與不少大學至今仍使用MIPS進行業務及教學。
就行業地位而言,雖然和X86、ARM不能比,但根據MIPS在2018年公布的數據,MIPS芯片歷史累計出貨量已經超過100億片,這種影響力和行業地位暫時難有除X86和ARM以外的處理器能夠超越。
MIPS和RISC-V有很深的淵源,兩者都非常學院派,而且都允許自由添加指令,在全球眾多商業公司和研究機構紛紛加入RISC-V陣營的情況下,如何避免“九龍治水”后軟件生態破碎化,是RISC-V亟需面對的問題。對于中國CPU公司而言,如何統一標準,避免內耗,實現力往一處使,是必須好好思考的問題。
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