RISC“家族”之爭(zhēng)：MIPS開源會(huì)比RISC-V和ARM更適合AI？
PC的普及成就了x86，智能手機(jī)的浪潮讓Arm人盡皆知。如今的AI熱潮，是否會(huì)成就其它指令集？目前，RISC-V指令集已經(jīng)吸引了不少關(guān)注，并且還在快速發(fā)展。不過(guò)，Arm去年曾建立網(wǎng)站指出RISC-V的五大問(wèn)題。還有，誕生于1984年的MIPS同樣看好AI市場(chǎng)的機(jī)會(huì)，被Wave Computing收購(gòu)后宣布開源，Wave認(rèn)為MIPS與AI結(jié)合有很多優(yōu)勢(shì)。
那么，RISC家族的三大指令集誰(shuí)最有可能成為AI時(shí)代的標(biāo)簽？
RISC-V家族的AI之爭(zhēng)
首先明確，這里所說(shuō)的x86、Arm、RISC-V、MIPS都是指指令集，或稱指令集架構(gòu)（ISA），指令集與處理器不是同一個(gè)概念?；蛟S有人會(huì)問(wèn)，什么是指令集？它是計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)中與程序設(shè)計(jì)有關(guān)的部分，指令集架構(gòu)包含了一系列操作碼（機(jī)器語(yǔ)言），以及特性處理器執(zhí)行的基本命令。指令集還分為復(fù)雜指令集（CISC）與精簡(jiǎn)指令集（RISC），x86是典型的CISC，Arm、RISC-V、MIPS都屬于RISC。
不同類別的指令集各有優(yōu)勢(shì)，比如，CISC有強(qiáng)大的軟件生態(tài)系統(tǒng)，兼容性也非常好。RISC的軟件生態(tài)則相對(duì)較弱，但RISC可以同時(shí)執(zhí)行多條指令，速度較快且性能穩(wěn)定，因此基于RISC指令集的芯片制造工藝簡(jiǎn)單成本更低。
當(dāng)然，RISC之間也有差別。先說(shuō)Arm和MIPS，Acorn電腦公司于1983計(jì)劃開發(fā)Arm，并在1990年成立了Arm，出售IP。MIPS誕生于斯坦福大學(xué)John LeRoy Hennessy領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)的一項(xiàng)科研項(xiàng)目。1984年，Hennessy離開斯坦福大學(xué)創(chuàng)立MIPS。誕生時(shí)間相差幾年，但更晚出現(xiàn)的Arm成為了智能手機(jī)時(shí)代的標(biāo)簽。
對(duì)此，Wave Computing首席執(zhí)行官Art Swift接受雷鋒網(wǎng)采訪時(shí)表示：“這是市場(chǎng)策略的選擇而非技術(shù)差別帶來(lái)的結(jié)果，當(dāng)MIPS選擇消費(fèi)電子時(shí)，Arm選擇了手機(jī)市場(chǎng)?！?/strong> 芯聯(lián)芯（CIP）董事長(zhǎng)何薇玲也表示，MIPS的架構(gòu)從一開始就是順序?qū)崍?zhí)行（In Order），優(yōu)勢(shì)在于機(jī)機(jī)界面，Arm在人機(jī)界面方面做了很多工作，更適合手機(jī)等人機(jī)交互。另外，Arm處理器從8bit開始，進(jìn)行人機(jī)界面優(yōu)化相關(guān)工作相較容易。MIPS支持32bit和64bit，在物聯(lián)網(wǎng)以及AI的機(jī)機(jī)界面應(yīng)用中更有優(yōu)勢(shì)。
MIPS與Arm策略選擇的不同是造成如今結(jié)果的關(guān)鍵之一，面對(duì)正在到來(lái)的AI和IoT時(shí)代，Arm也在積極布局，但面對(duì)著開源指令集的巨大競(jìng)爭(zhēng)。據(jù)悉，MIPS和RISC-V兩者的架構(gòu)變化不大，如果對(duì)比介紹這兩個(gè)技術(shù)的書，架構(gòu)的差別大概就是十幾頁(yè)。因此，在MIPS宣布開源之后，政策、生態(tài)、軟件等方面的因素成了兩個(gè)指令集在AI時(shí)代競(jìng)賽的重要考量。
政策和關(guān)注度方面RISC-V在國(guó)內(nèi)似乎更勝一籌，雷鋒網(wǎng)曾報(bào)道，去年8月，海市經(jīng)濟(jì)信息委近日發(fā)布了《上海市經(jīng)濟(jì)信息化委關(guān)于開展2018年度第二批上海市軟件和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項(xiàng)資金（集成電路和電子信息制造領(lǐng)域）項(xiàng)目申報(bào)工作的通知》，其中項(xiàng)目指南中包含基于RISC-V指令集架構(gòu)的處理器芯片方向。這被認(rèn)為是國(guó)內(nèi)首個(gè)支持RISC-V的相關(guān)政策。
同樣是2018年，中國(guó)開放指令生態(tài)聯(lián)盟成立，希望以RISC-V為抓手推動(dòng)開源芯片生態(tài)。據(jù)2018年的統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)公開的與RISC-V相關(guān)的企業(yè)已經(jīng)有100家左右。
MIPS更適合AI？
同屬于RISC家族的重要成員，同樣都是開源，由此看來(lái)RISC-V與MIPS在AI時(shí)代的競(jìng)爭(zhēng)會(huì)更為直接。不過(guò)，對(duì)RISC-V非常熟悉的Art接受采訪時(shí)多次表示，從技術(shù)的角度看，RISC-V和MIPS都非常不錯(cuò)，Wave Computing選擇開源MIPS是希望給業(yè)界多一個(gè)選擇，MIPS和RISC-V不是非此即彼的關(guān)系，未來(lái)的市場(chǎng)足夠大，可以用一種更加兼容并包的態(tài)度看待這兩個(gè)技術(shù)。
既然MIPS給業(yè)界多一種選擇，那它與AI結(jié)合的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在哪？何薇玲指出，MIPS的架構(gòu)優(yōu)勢(shì)明顯，包括更低的功耗、更高的能效、更小的芯片尺寸，并且擁有多線程、虛擬化的特性，是最完美的RISC。
Art補(bǔ)充表示，基于MIPS指令集的芯片已經(jīng)有100億顆的出貨，這就意味著MIPS處理器在機(jī)頂盒、錄音筆、智能手表等市場(chǎng)已經(jīng)非常成熟，因此對(duì)于AI中需要省電的設(shè)備，MIPS也將非常有經(jīng)驗(yàn)。另外，MIPS擁有近400項(xiàng)專利（包括子專利），可以提供有力的專利保護(hù)。還有，對(duì)于AI而言，除了數(shù)據(jù)吞吐量，每瓦特能夠處理多少數(shù)據(jù)也非常關(guān)鍵，MIPS在這方面有非常好的表現(xiàn)。
因此，Art和何薇玲都認(rèn)為，在新的AI以及IoT的時(shí)代，MIPS迎來(lái)了一個(gè)新的機(jī)會(huì)，在這個(gè)新的機(jī)會(huì)面前，大家起跑線都一樣。并且，MIPS的技術(shù)優(yōu)勢(shì)非常適合于AI結(jié)合。在AI的重要落地領(lǐng)域自動(dòng)駕駛還具有領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，一個(gè)典型的例子就是Mobileye，他們的ADAS芯片采用MIPS。
除了技術(shù)特性，MIPS的開源更是為其在AI時(shí)代的發(fā)展增加了動(dòng)力。2018年6月，Wave Computing收購(gòu)MIPS，12月，他們宣布即將開源MIPS。2019年3月，開放MIPS最新核心R6，5月，MIPS Open網(wǎng)站正式上線，并宣布在MIPS Open計(jì)劃中免費(fèi)開源MIPS 32位microAptiv核。
據(jù)介紹，MIPS Open是在prpl Foundation（prpl基金會(huì)是由Imagination Technologies和其他公司創(chuàng)立的非營(yíng)利性計(jì)算機(jī)行業(yè)協(xié)會(huì)，旨在通過(guò)推廣標(biāo)準(zhǔn)和開源解決方案來(lái)鼓勵(lì)使用MIPS架構(gòu)）下面，這個(gè)基金會(huì)能夠讓會(huì)員了解到MIPS最新的動(dòng)態(tài)，并且進(jìn)行技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的討論。同時(shí)，Wave Computing作為MIPS背后的商業(yè)公司提供支撐，可以保證MIPS社區(qū)朝整合矩陣的方向發(fā)展，避免碎片化問(wèn)題。當(dāng)然，社區(qū)還會(huì)保持MIPS芯片兼容性的驗(yàn)證，這對(duì)于避免碎片化也非常關(guān)鍵。
開源的效果顯而易見，Art表示：“在我們宣布MIPS開源之后，MIPS獲得了更多業(yè)內(nèi)人士的關(guān)注。另外，有1000多個(gè)公司和機(jī)構(gòu)在MIPS Open網(wǎng)站上下載了MIPS的相關(guān)資料，并且有許多機(jī)構(gòu)都成為了MIPS Open的會(huì)員，其中不乏一些我們認(rèn)為暫時(shí)不會(huì)有交集的大公司?！?/p>
Art強(qiáng)調(diào)，開發(fā)者和用戶不用擔(dān)心歸屬權(quán)的問(wèn)題，MIPS開源之后，包括Waves Computing、CIP都會(huì)通過(guò)參與咨詢委員會(huì)的方式支持和推動(dòng)開源社區(qū)的發(fā)展，并且社區(qū)背后擁有具有財(cái)力和實(shí)力的商業(yè)公司的支持也是一件好事。
何薇玲認(rèn)為MIPS開源帶來(lái)了三個(gè)明顯的利好，首先是開發(fā)者進(jìn)入的成本更低；其次，產(chǎn)品推向市場(chǎng)的周期可以變得更短；最后，開源可以不受環(huán)境的約束，更有利于中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
MIPS+AI的未來(lái)
技術(shù)的優(yōu)勢(shì)讓MIPS更適合與AI結(jié)合，MIPS Open又降低了開發(fā)者選擇MIPS的門檻，并且不用擔(dān)心開源帶來(lái)的碎片化問(wèn)題。但是，指令集的成功生態(tài)更為重要。對(duì)MIPS來(lái)說(shuō)，擺在面前的第一個(gè)問(wèn)題是建立開發(fā)者和用戶對(duì)MIPS的信心。畢竟，MIPS先后被Silicon Graphics、Imagination收購(gòu)，如今又歸屬Wave Computing。
何薇玲表示：“每一次的收購(gòu)都有背后的時(shí)代背景。CPI作為獲得MIPS中國(guó)地區(qū)獨(dú)家商業(yè)權(quán)利的公司，在推動(dòng)MIPS與AI的結(jié)合中首先要做的也就是給用戶和開發(fā)者信心，我們不僅告訴大家MIPS要往什么方向走，每月舉辦線下活動(dòng)，讓大家集思廣益，也給我們提意見。其次就是MIPS未來(lái)會(huì)聚焦三大應(yīng)用開發(fā)產(chǎn)品，包括汽車、高性能計(jì)算、低功耗。最后就是要盡量廣結(jié)善緣?！?/p>
對(duì)于MIPS在中國(guó)的發(fā)展，Art表示，Waves Computing和MIPS自始至終都非常重視中國(guó)市場(chǎng)，并且在不斷投入精力在經(jīng)營(yíng)和耕耘市場(chǎng)。在上海有本地化的團(tuán)隊(duì)，非常了解中國(guó)客戶的訴求，也能更好的服務(wù)。
談到本地化，何薇玲補(bǔ)充表示，在中國(guó)接地氣是一件非常重要的事情，芯聯(lián)芯是一個(gè)百分之百的中資公司，就是有接地氣的全部打算。通過(guò)與Wave Computing的雙邊合作，在接地氣之后才能獲得雙贏。并且，通過(guò)這種方式，在中美貿(mào)易中也能夠非常通暢，沒(méi)有阻礙。
在生態(tài)的建設(shè)方面，Art指出，在MIPS Open的網(wǎng)站上，可以下載到MIPS攢了30多年的家底，可以說(shuō)，在MIPS擅長(zhǎng)的領(lǐng)域工具鏈非常的完整和成熟。他對(duì)MIPS未來(lái)在AI方面的生態(tài)發(fā)展也充滿信心。
有意思的是，雷鋒網(wǎng)了解到甚至有RISC-V的開發(fā)者因?yàn)榱w慕MIPS完整的工具鏈，想把MIPS的開發(fā)工具移植到risc-v平臺(tái)。
至于MIPS開源后的首款A(yù)I芯片什么時(shí)候上市，Art表示由于Wave Computing收購(gòu)MIPS的時(shí)間才一年左右，雙方正在經(jīng)歷從IP到產(chǎn)品的整合，所以具體時(shí)間不方便透露，但這些都是技術(shù)上非常常規(guī)的時(shí)間軸。
小結(jié)
正如Art接受采訪時(shí)所說(shuō)，收購(gòu)MIPS確實(shí)有情懷的因素，但更重要的是從公司戰(zhàn)略的角度和對(duì)MIPS技術(shù)的認(rèn)可，而開源MIPS是Art多年來(lái)的夙愿。伴隨著MIPS OPEN的上線，Art希望在AI時(shí)代，Wave的云端的DPU能與邊緣端的MIPS形成一個(gè)更加完整的平臺(tái)，通過(guò)云+邊緣的全棧方案讓公司更有競(jìng)爭(zhēng)力。
從指令集的角度，每個(gè)時(shí)代都會(huì)有極具代表性的指令集。許多人應(yīng)該都沒(méi)有想到，MIPS雖然沒(méi)有在智能手機(jī)普及的時(shí)代大獲成功，但MIPS智能手表、機(jī)頂盒還有龍芯處理器中都已經(jīng)獲得成功。在AI和IoT的時(shí)代，Arm面臨著兩大開源指令集MIPS和RISC-V的巨大壓力。從技術(shù)上看，MIPS和RISC-V將無(wú)可避免會(huì)競(jìng)爭(zhēng)，至于誰(shuí)能取得最終的勝利，技術(shù)本身之外，專利、政策、商業(yè)模式等一系列因素將共同作用。
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