MIPS指令集及汇编完全解析
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MIPS指令 MIPS架构
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ARM和MIPS架构
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全球三大芯片架构之一MIPS倒下！转身投入RISC-V阵营
发布时间: 03-1013:59
杨净 鱼羊 发自 凹非寺量子位 报道 | 公众号 QbitAI
全球三大芯片架构之一MIPS，已经成为历史。
据外媒报道，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。
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。
当时究竟火到什么程度？
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。
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。
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。
于是，就有网友感叹：这真是又一个遇上了安卓的黑莓啊。
生于斯坦福，今年40岁
论起出身，MIPS可以说是“师出名门”。
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。
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。
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。
而MIPS，就是RISC阵营中最早的冲锋者之一。
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。
1988年，MIPS推出了R3000。这款产品很快大获成功，销售超百万颗。
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。
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。
直到现在，你仍可以在不少产品中找到它的身影。
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。
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。
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。
MIPS的创始人John Hennessy和RISC-V之父Dave Patterson也渊源颇深。
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》。
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。
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。
而这当中的每一步都是如此的戏剧化。
首先，智能手机时代的爆发让竞争对手Arm走上舞台中央。
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。
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。
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。
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
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。
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。
2012年，江湖上就已经传出MIPS正在寻求买家把自己卖掉。
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。
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。
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。
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。
本以为MIPS遭遇如此贱卖，应该已经是大结局了。
但没曾想，这是多舛命途的开始。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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）。
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。
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。
之后，MIPS的命运就一直悬而未决。
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。
公司在官方声明中表示：
MIPS正在开发第八代架构、该架构将基于RISC-V处理器标准。
前文也说道，MIPS与RISC-V算是师出同门。
它们都是遵循RISC的理念，以简单、流线型的CPU设计而闻名。
而在去年，刚满10周岁的RISC-V还一度火出了圈。
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。
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。
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。
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。
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。
至于之前已经得到MIPS授权的厂商，仍然可以合法地生产基于MIPS芯片。
但后续还能否得到技术支持，就不得而知了。
— 完 —
