拥抱开源，MIPS迎来成长新机遇

本月初，上海芯联芯智能科技有限公司(CIP United Co.)宣布从Wave Computing取得MIPS Technology中国地区独家的商业经营权以及MIPS的全部技术，包括基础架构、近百颗32位/64位CPU内核与相关工具授权、编译器(Compiler)/验证套件(Verification Suite)的全部原始代码(Source Code)、优化Fab流程中现有CPU核效能、开发新CPU核和衍生芯等。

芯联芯成立于2018年12月26日，是一家专营自主可控的创新型IP供应商与IC 设计服务公司，致力于为SOC系统提供从初始架构设计到量产的一站式增值服务。在得到MIPS独家商业经营权和技术后，公司既可以自行开发新的CPU内核，也可以将CPU内核进行授权，中国客户可以藉此授权开发完整自主的CPU内核。

公司法定代表人何薇玲是当年硅谷MIPS创始工程团队成员之一，早在上世纪90年代，何薇玲就尝试从硅谷率先为MIPS到中国市场开疆辟土。而另一位创始人团队成员石克强(KC Shih)则是ASIC设计服务公司智原科技(Faraday Technology)和创意电子(Global Unichip)的创办人。此外，旗下团队成员也都是来自中国和美国的半导体设计公司资深人士。

凡CISC走过之处，必留下RISC的可赢空间

2017年，计算机界最负盛名的奖项，素有“计算机界诺贝尔奖”之称的图灵奖，颁给了两位大师—John Hennessy和David Patterson，获奖理由是“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RISC微处理器行业产生了持久的影响。”

作为业界最为经典的精简指令集架构之一，MIPS是RISC CPU设计的一大热点，也是出现最早的商业RISC架构芯片之一。MIPS在CPU设计上有着许多独具慧眼的技术与架构，在众多关键技术上，例如多线程(multi-threading)、多流水线(multi-pipeline)、虚拟化(virtualization)和一致性管理(coherent manager)等方面仍然处于领先且不可动摇的地位，甚至成为后进者学习与模仿的榜样。

现在，每年生产的超过160亿微处理器中，99%是RISC处理器，应用于智能手机、平板电脑和数十亿嵌入式设备中。但从2013年开始，代表RISC的MIPS多次被收购，辗转于各个公司之间，致使其支持的力度和开发的持续性都受到了影响。因此业内有观点认为，“MIPS架构的认可度并没有下降，但是影响力下降明显”。

其实，科技竞争激烈，集成电路的世界里不讲国界只讲实力。数十年内，以英特尔为代表的CISC架构、arm架构、MIPS架构起起伏伏，各有输赢。Intel贏在复杂，输在太大；ARM贏在可携，弱在太小；MIPS贏在精简，输在经营失策而非科技。然而用户对科技的需求就像一把双刃剑，假如再过十年，处理器架构的江山是否还会有可能再度易手？

时间：MIPS最大的挑战

依据统计资料，中国IC设计业持续保持着二位数的年成长率，任何相关行业都将中国视为关键市场，发展潜力非常明显，芯联芯取得MIPS中国独家经营权的原因也是如此。但实际上，还有两个事实被很多人忽略了：一是中国芯片设计服务业的成长幅度远高于芯片设计业；二是世界上自己拥有CPU内核芯片设计服务的公司非常少。所以如果芯联芯能够基于MIPS内核提供高附加价值的芯片设计服务，通过提供“自主可控的内核+低成本+灵活设计+高成熟生态”的“四位一体”模式，协助客户快速有效的完成芯片从开发到量产的过程，绝对是如虎添翼。

以AI应用为例，当前主流起步工艺往往在28纳米或以下，设计周期与投入资源都相对较高。如果有了CIP的设计支持，客户至少在CPU集成方面可以实现快速缩短并且得到充分验证。

其次，坦率的说，目前MIPS提供的32/64位CPU内核从整体面积、功耗、速度等方面进行衡量，是具备竞争力的。但是在面对一些新兴应用领域，以及最近许多CPU架构都遇到过的功耗、散热等问题时，片面的不断增强运算能力不解决根本问题，必须要从基本架构入手加以改变。

芯联芯已经基于R1-R6指令集架构(ISA)着手开发了2种不同应用与高效的CPU核，接下来如果能够顺应市场与应用趋势，自主或与其它公司合作开发更多高效率、低耗能、极具价格竞争力CPU、新的指令集与扩展集(extension)来应对更复杂多变的需求，则将成为新的加分项。

要打造有竞争力的处理器，所使用的架构不仅要是全球范围的一个通用架构，还要获得良性生态的支持。此前MIPS拥有大量优质成熟的工具、软件环境、专利和客户，但在当前环境下，如何强化生态运维能力仍是巨大挑战。换句话说，再次发力的MIPS必须要考虑如何接地气、人气，恢复用户信心，扩展新兴市场，赶上失落的十年。

所以，对芯联芯来说，自主平台、新兴嵌入式系统及人工智能等对软件环境要求宽松的新垂直市场就是RISC的绝佳机会。MIPS要在中国市场生根复起，就必须要发扬精简架构精髓，发奋经营，摆脱频频换主的沧桑。同时，还要再联合其它优质IP供应商，共同建立一个基于MIPS CPU为核心的，完整的、实用的、优质的，富有竞争力且用户友好型的生态系统，“双管齐下”，才能牢牢抓住未来成功的关键。

在开放可用性和创收之间找到平衡

Wave Computing公司在2018年底宣布对最新的R6指令集进行开源，旨在加速MIPS指令集架构的普及，帮助已逐渐边缘化的MIPS指令集架构重回正轨。众所周知，MIPS 32/64 R6是承袭了MIPS三十余年的技术积累而发展起来、面向未来数十年的发展的指令集，涵盖了基础指令集以及非常先进的功能扩展，比如MT-ASE、MSA、DSP、VZ等等，许多授权客户利用这些精巧设计的指令架构，在汽车、网络处理器、IoT等领域中成功的展示了优势。

在发展迅速的汽车电子市场，参考MIPS指令发展出来的汽车芯片非常广泛，最具代表性的Mobileye公司在ADAS市场的占有率就高达80%。再以汽车行业适用的MT-ASE(Multi-thread的架构扩展)为例，由于其最佳优化不受版本限制，所以MIPS ISA有R1、R2、R3、R5、R6等多个版本，而34K(MIPS32-R2)、interAptiv(MIPS32-R3)、I6500(MIPS64-R6)也都可以支持MT。

但加速普及的同时是否意味着MIPS更难获得商业收入？MIPS指令集今后如何在开放可用性和创收之间找到一种平衡的商业模式？

“对最新的R6指令集进行开源”的专业术语版就是MIPS OPEN。很多人对MIPS OPEN通常都会有一种“根深蒂固”的误解，认为一旦开放了，人人就都可以免费拿到MIPS的内核与指令集。但是开源仅限于R6，其它指令集中各有擅长的功能并非开放也不是免费使用。

关于这点，北京君正的总裁刘强曾说过一句非常精准的话，就是“开源不等于免费(Open is not free)”。其实MIPS OPEN的真正意义在于加强推广MIPS内核与生态系统，开放ISA指令集。一旦客户群放心指令集不再是黑盒子，芯联芯就会有更多提供服务的机会，比如在工具链(Tool Chain)的支持与维护、技术支持等方面。另一方面，客户在试用之后体会到了MIPS的优势，那么继续采用其它MIPS内核产品的可能性也就会大大增加。所以MIPS OPEN不仅仅是IP世界化，也是对用户放心使用大有裨益的举动。换句话说，MIPS Open是开发与创收的平衡点，因为它就是扩展使用者及生态双赢的商业模式。

同时，最新的R6指令集开源后确实会加速普及MIPS内核的市场认可度，普及的同时就意味着创造出了更丰富的面向不同领域的CPU内核。开放后，CPU内核使用者在商业化时节省了Open ISA的基础架构授权费(Architecture License)，但是仍然需要付利用此架构开发出的核心IC版权费(Royalty)。在这一点上，芯联芯和Linux Red Hat极为类似，都是在一个开放的环境中提供行业领导者不可或缺的商业成熟度。

绕不开的RISC-V

MIPS一直是精简指令集架构的代表，但新生力量RISC-V近两年异军突起，大有取而代之之势。

对此，芯联芯内部人士表态称，现在的MIPS与RISC-V更应该加强合作。因为比起ARM与X86，MIPS与RISC-V的市占率只有通过合作才能提高，如何结合两家之长来共同扩大市场份额是当务之急。

如果非要比较MIPS和RISC-V这两种架构，几个月前一篇新闻稿里的内容其实讲的比较明白——“在MIPS也宣布免费授权R6指令集“但是核IP还是要靠授权才有设计核生产权”之后，就导致原本RISC-V才具备的绝技，MIPS也拥有了，大家都可基于MIPS设计CPU。”

从生态系统上说，虽然MIPS已经难和X86、ARM相抗衡，但MIPS毕竟是最早商用的精简指令集，已有85亿颗商业化应用的芯片积累。即便是ARM，在推出ARM 64之后，为了避免知识产权纠纷，还是购买了MIPS 498条指令的授权。但用户不必在专利保护方面产生担忧，根据协议，MIPS已于2017年9月22日重新确认上述指令的使用权，并连同当年保留的指令集直接相关的专利，一并包括在本次芯联芯的合约中。

从应用层面来看，人工智能和物联网会是MIPS重点关注的两个市场。新设计的内核除了提高速度之外，还增加了新的扩展指令集，从而能够让CPU自身就可以完成许多工作。再加之固有的简化架构，会让CPU与加速器的配合更有效率。从MIPS透露出的产品规划来看，他们还专为车用领域设计了定制化CPU，并决定在此基础上，结合AI功能推出下一代车用处理器。

IoT领域涵盖各种应用，MIPS现有的M系列内核具备良好的性能面积比，其实就很适合许多IoT应用。而随着IoT日趋复杂，MIPS方面也正在考虑在M系列上扩充DSP功能，让处理器能够更有效的完成更多复杂计算。

不过，从架构和指令集的层面看，人工智能和物联网会是一个多架构共存的时代，x86、ARM、RISC-V都已经参与了竞争。RISC-V引领的ISA开放风气的确值得赞赏，开源社区思想上也较为领先，但其面临的最大问题是碎片化，生态系统建设比MIPS至少差了10年，这也同时钳制了指令的丰富性。相比之下，MIPS CPU指令集丰富，开发环境健全，85亿颗芯片的生产并使用在不同产品上的成功案例是RISC-V可以借鉴的。

关于MIPS的商标和著作权

作为MIPS公司自成立以来近四十年的智慧结晶，MIPS商标的使用年限是长期有效的。同样，MIPS的著作权也是受长期保护的。芯联芯的愿景是不遗余力地维护MIPS的旗帜，并团结广大MIPS的拥护者和授权用户，希望让在MIPS大家庭下，分享各自的成果以及MIPS成熟的生态，同时为MIPS的大家庭贡献自己的力量。

MIPS授权多年，Broadcom、Cavium、数十家日本知名企业等都是MIPS授权的大厂，即便是ARM也曾使用MIPS指令集进行设计。按照商业模式付款，业界少有人批评。但网上曾出现多篇文章讨论中国此前有无MIPS正式授权，有无抄袭等问题，很难理解为何只有国内产生授权主权的争议？

授权买卖是合法商业行为，只要合理付费，即可合法使用，依法标明创新来源即可。John Hennessy原创MIPS的高度不曾因为指令集的增加或减少而受质疑，ARM也不会因为参考MIPS RISC 以及64 bits发展影响市占率。所谓戏法人人会变，各有巧妙不同，合法合理的商业机制可以提升商业价值及市场形象。

技术领域看待专利有两种不同的声音：一是每种都注册专利，二是争取产品实质上市时间，商务模式凌驾于申请专利耗时之上。坦白而言，MIPS/ARM/Intel/ Microsoft即使面临有些专利过期，但使用产品架构的方式并不存在过期问题。商业使用不是单靠专利的保护而已，就像使用者不会因为John Hennessy把编译器从5级流水变为6级流水就改旗易帜一样，MIPS R6开放后，MIPS仍然保留R1-R5的权利。

例如ARM在获得MIPS64授权后，做出的产品相比MIPS之前的IP核固然有优势，但未来MIPS的64位IP核在性能方面又将超越ARM IP 20%，这场君子之争要靠时间争回空间，专利或新或旧、或长或短，最终还是要回归商业层面，合理付费，合法授权，尽情发挥，MIPS的新旧伙伴都可以放心开大门，走大路。