轉載從: Tech News 科技新報
PC 普及成就了 x86，智慧手機的浪潮讓 ARM 人盡皆知，如今的 AI 熱潮會否成就其他指令集？目前 RISC-V 指令集吸引不少關注，且還在快速發展。不過 ARM 去年曾特別架網站指出 RISC-V 的五大問題，還有誕生於 1984 年的 MIPS 同樣看好 AI 市場的機會，由 Wave Computing 收購後宣布開源，Wave 認為 MIPS 與 AI 結合有很多優勢。
那麼，RISC 家族的三大指令集誰最有可能成為 AI 時代的標誌？
RISC-V 家族的 AI 之爭
首先說明，本文所說的 x86、ARM、RISC-V、MIPS 都是稱指令集，或稱指令集架構（ISA），指令集與處理器不是同一個概念。或許有人會問，什麼是指令集？它是電腦架構中與程式設計有關的部分，指令集架構包含一系列作業碼（機器語言），以及特徴處理器執行的基本指令。指令集還分為複雜指令集（CISC）與精簡指令集（RISC），x86 是典型的 CISC，ARM、RISC-V、MIPS 都屬 RISC。
不同類別的指令集各有優勢，比如，CISC 有強大的軟體生態系統，相容性也非常好。RISC 的軟體生態相對較弱，但可同時執行多條指令，速度較快且效能穩定，因此基於 RISC 指令集的晶片製程簡單，成本更低。
當然，RISC 之間也有差別。先說 ARM 和 MIPS，Acorn 電腦公司於 1983 年計劃開發 ARM，並在 1990 年成立 ARM，出售 IP。MIPS 誕生於史丹佛大學 John LeRoy Hennessy 領導團隊的科研計畫。1984 年，Hennessy 離開史丹佛大學創立 MIPS。誕生時間相差幾年，但更晚出現的 ARM 成為智慧手機時代的標誌。
▲ Wave Computing 首席執行長 Art Swift。
對此，Wave Computing 首席執行長 Art Swift 接受採訪時表示：「這是市場策略的選擇而非技術差別的結果，當 MIPS 選擇消費電子時，ARM 選擇了手機市場。」 芯聯芯（CIP）董事長何薇玲也表示，MIPS 架構從一開始就是順序執行（In Order），優勢在於機機介面，ARM 在人機介面方面做了很多工作，更適合手機等人機互動。另外，ARM 處理器從 8bit 開始，進行人機介面最佳化相關工作相較容易。MIPS 支援 32 和 64 位元，在物聯網及 AI 機機介面應用更有優勢。
▲ 芯聯芯（CIP）董事長何薇玲。
MIPS 與 ARM 策略選擇不同是造成如今結果的關鍵之一，面對正到來的 AI 和 IoT 時代，ARM 也在積極布局，但也要面對開源指令集的巨大競爭。據悉，MIPS 和 RISC-V 兩者架構變化不大，如果比較介紹這兩種技術的書，差別大概就是十幾頁。因此 MIPS 宣布開源後，政策、生態、軟體等因素成了兩個指令集在 AI 時代競賽的重要考量。
政策和關注度方面，RISC-V 在中國似乎更勝一籌，去年 8 月，海市經濟資訊委發表了《上海市經濟資訊化委關於開展 2018 年度第二批上海市軟體和積體電路產業發展專項資金（積體電路和電子資訊製造領域）項目申報工作的通知》，項目指南包含基於 RISC-V 指令集架構的處理器晶片方向，認為是中國首個支援 RISC-V 的相關政策。
同樣是 2018 年，中國開放指令生態聯盟成立，希望以 RISC-V 推動開源晶片生態。據 2018 年統計，中國公開與 RISC-V 相關的企業已有 100 家左右。
MIPS 更適合 AI？
同屬 RISC 家族的重要成員，同樣都是開源，由此看來 RISC-V 與 MIPS 在 AI 時代的競爭會更直接。不過，對 RISC-V 非常熟悉的 Art 接受採訪時多次表示，從技術角度看，RISC-V 和 MIPS 都非常不錯，Wave Computing 選擇開源 MIPS 是希望給業界多一個選擇，MIPS 和 RISC-V 不是非此即彼的關係，未來市場夠大，可用更相容的態度看待兩種技術。
既然 MIPS 給業界多一種選擇，那與 AI 結合的技術優勢在哪？何薇玲指出，MIPS 架構的優勢明顯，包括更低功耗、更高能效、更小的晶片尺寸，並擁有多執行緒、虛擬化的特徴，是最完美的 RISC。
Art 補充，基於 MIPS 指令集的晶片已出貨 100 億顆，這就意味著 MIPS 處理器在機上盒、錄音筆、智慧手錶等已非常成熟、為 AI 省電的裝置，MIPS 也將非常有經驗。另外，MIPS 擁有近 400 項專利（包括子專利），可以提供有力的專利保護。對 AI 而言，除了資料吞吐量，每瓦特能處理多少資料也非常關鍵，MIPS 在這方面有非常好的表現。
因此，Art 和何薇玲都認為，在新 AI 及 IoT 時代，MIPS 有個新機會，在新機會面前，大家起跑線都一樣；並且，MIPS 的技術優勢非常適合與 AI 結合。在 AI 的重要實踐領域，自動駕駛還有領先優勢，典型的例子就是 Mobileye，其 ADAS 晶片就採用 MIPS。
除了技術特徴，MIPS 的開源更為其在 AI 時代的發展增加動力。2018 年 6 月，Wave Computing 收購 MIPS，12 月宣布即將開源 MIPS。2019 年 3 月，開放 MIPS 最新核心 R6，5 月 MIPS Open 網站正式上線，並宣布在 MIPS Open 計畫免費開源 MIPS 32 位元 microAptiv 核心。
據介紹，MIPS Open 是在 prpl Foundation（prpl 基金會由 Imagination Technologies 和其他公司創立的非營利性電腦工業協會，旨在透過推廣標準和開源解決方案以鼓勵使用 MIPS 架構）下面，這基金會讓會員了解 MIPS 最新動態，並一起討論技術和標準。同時，Wave Computing 為 MIPS 背後的商業公司提供支撐，可保證 MIPS 社群朝整合矩陣的方向發展，避免版本分裂問題。當然，社群還會保持 MIPS 晶片相容性驗證，這對避免版本分裂也非常關鍵。
開源的效果顯而易見，Art 表示：「我們宣布 MIPS 開源後，MIPS 獲得更多業界關注。另外，有 1 千多家公司和機構在 MIPS Open 網站下載 MIPS 相關資料，並有許多機構都成為 MIPS Open 會員，其中不乏一些我們認為暫時不會有交集的大公司。」
Art 強調，開發者和用戶不用擔心歸屬權的問題，MIPS 開源之後，包括 Waves Computing、CIP 都會透過參與諮詢委員會等支援和推動開源社群發展，並社群背後有具財力實力的商業公司支援，也是件好事。
何薇玲認為 MIPS 開源帶來 3 個明顯利多，首先是開發者進入成本更低；其次，產品推向市場的週期更短；最後，開源不受環境拘束，更有利中國晶片產業發展。
MIPS＋AI 的未來
技術優勢讓 MIPS 更適合與 AI 結合，MIPS Open 又降低開發者選擇 MIPS 的門檻，且不用擔心開源帶來的版本分裂問題，但是，指令集的成功生態更重要。對 MIPS 來說，擺在面前的第一個問題是建立開發者和用戶對 MIPS 的信心。畢竟 MIPS 先後被 Silicon Graphics、Imagination 收購，如今又歸屬 Wave Computing。
何薇玲表示：「每次收購都有時代背景。CPI 為獲得 MIPS 中國地區獨家商業權利的公司，推動 MIPS 與 AI 結合，首先要做的就是給用戶和開發者信心，我們不僅告訴大家 MIPS 要往什麼方向走，每月舉辦線下活動，讓大家集思廣益，也提供意見給我們。其次就是 MIPS 未來會聚焦三大應用開發產品，包括汽車、高效能計算、低功耗。最後就是盡量廣結善緣。」
對 MIPS 在中國的發展，Art 表示，Waves Computing 和 MIPS 自始至終都非常重視中國市場，並不斷投入精力在經營和耕耘市場。上海有本土化團隊，非常了解中國用戶的訴求，也能服務更好。
談到本土化，何薇玲補充，中國本土化是件非常重要的事，芯聯芯是全中資公司，就是有本土化的打算。透過與 Wave Computing 合作，本土化之後才能獲得雙贏，且這種方式在中美貿易戰下也能通暢，沒有阻礙。
生態建設方面，Art 指出，MIPS Open 網站，可下載到 MIPS 攢了 30 多年的家底，可以說，在 MIPS 擅長的領域工具鏈非常完整成熟，對 MIPS 未來在 AI 方面的生態發展也充滿信心。
有意思的是，甚至有 RISC-V 的開發者因為羨慕 MIPS 工具鏈完整，想搬到 RISC-V 平台。
至於 MIPS 開源後首款 AI 晶片什麼時候上市，Art 表示由於 Wave Computing 收購 MIPS 才約一年，雙方正在經歷從 IP 到產品整合，所以具體時間不方便透露，但這些都是技術非常正常的時間軸。
小結
正如 Art 接受採訪時所說，收購 MIPS 確實有情懷因素，但更重要的是從公司戰略角度和對 MIPS 技術的認可，而開源 MIPS 是 Art 多年夙願。隨著 MIPS OPEN 上線，Art 希望在 AI 時代，Wave 的雲端 DPU 能與邊緣端的 MIPS 形成更完整的平台，透過雲＋邊緣的全堆疊方案讓公司更有競爭力。
從指令集的角度，每個時代都會有極具代表性的指令集。許多人應該都沒有想到，MIPS 雖然沒有在智慧手機普及時代大獲成功，但 MIPS 智慧手錶、機上盒還有龍芯處理器都獲得成功。AI 和 IoT 時代，ARM 面臨兩大開源指令集 MIPS 和 RISC-V 的巨大壓力。從技術看，MIPS 和 RISC-V 將無可避免終須一戰，至於誰能取得最後勝利，技術本身之外，專利、政策、商業模式等一系列因素將共同作用。
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