日前,一則Imagination將要分拆出售的消息攪動(dòng)了整個(gè)電子圈。大家除了對(duì)這個(gè)移動(dòng)GPU巨頭因?yàn)椤疤O果的棄用”而被迫選擇出售感到無(wú)奈以外,還對(duì)MIPS的再度出售感到惋惜。
作為知名的精簡(jiǎn)指令集計(jì)算(RISC)的推行者,MIPS的成立甚至比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手ARM還早六年,但眼看現(xiàn)在ARM在多個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用中如魚得水,市值也一再攀高。與之對(duì)比,MIPS的落寞就讓人有點(diǎn)費(fèi)解,同樣的,甚至面世還早,MIPS是究竟落得這樣的田地的呢?這得從RISC的誕生說(shuō)起。
MIPS RISC設(shè)計(jì)誕生,改變了處理器產(chǎn)業(yè)
現(xiàn)代各種電器核心的微處理器起源于上個(gè)世紀(jì)Intel、德州儀器和Garrett AiResearch工業(yè)部三個(gè)公司的三個(gè)計(jì)劃,推出的三個(gè)微處理器先鋒則分別是Intel 4004、 TMS 1000和CADC。自此以后,就開(kāi)啟了風(fēng)風(fēng)火火的微處理器革命。
回看發(fā)展歷程。在微處理器誕生早期,基本上都是不同廠商生產(chǎn)不同架構(gòu)的芯片(例如Intel的X86系列處理器),雖然后來(lái)在IBM的“強(qiáng)迫”之下Intel將X86架構(gòu)授權(quán)給其他幾家廠商生產(chǎn)處理器,但當(dāng)時(shí)的主流一直都是處理器廠商自主研發(fā)架構(gòu)和設(shè)計(jì)甚至生產(chǎn)處理器的。這種境況一直維持到1980年,RISC的誕生。
精簡(jiǎn)指令集的名稱最早來(lái)自1980年大衛(wèi)·帕特森在加州大學(xué)柏克萊分校主持的Berkeley RISC計(jì)劃。但其實(shí)在他之前,已經(jīng)有人提出類似的設(shè)計(jì)理念。由約翰·科克主持,在1975年開(kāi)始,1980年完成的IBM 801項(xiàng)目,可能是第一個(gè)使用精簡(jiǎn)指令集理念來(lái)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)。
跟Intel X86這種復(fù)雜指令集不一樣,設(shè)計(jì)了許多特性讓代碼編寫更加便捷,但這些復(fù)雜特性需要幾個(gè)指令周期才能實(shí)現(xiàn),并且常常不被運(yùn)行程序所采用。此外,處理器和主內(nèi)存之間運(yùn)行速度的差別也變得越來(lái)越大。在這些因素促使下,出現(xiàn)了一系列新技術(shù),使處理器的指令得以流水執(zhí)行,同時(shí)降低處理器訪問(wèn)內(nèi)存的次數(shù)。精簡(jiǎn)指令集對(duì)指令數(shù)目和尋址方式都做了精簡(jiǎn),使其實(shí)現(xiàn)更容易,指令并行執(zhí)進(jìn)程度更好,編譯器的效率更高。這種相對(duì)新的指令集的面世促進(jìn)了MIPS的誕生。
在RISC流行起來(lái)之后,斯坦福大學(xué)前校長(zhǎng),John LeRoy Hennessy就和他的研究團(tuán)隊(duì)基于RISC打造了一款全新的微處理器,這個(gè)項(xiàng)目就是MIPS的前身。1984年,John LeRoy Hennessy與他的團(tuán)隊(duì)一起創(chuàng)立了MIPS。他們公司的商業(yè)模式就是將做好的芯片設(shè)計(jì)方案授權(quán)給給她廠商,讓他們可以方便地制造出高性能的CPU。
他們?cè)谘邪l(fā)進(jìn)程上也不負(fù)眾望。在成立第二年,他們就推出了第一個(gè)處理器設(shè)計(jì)R2000,三年后則推出了R3000,他們甚至在1991年就推出了64bit的設(shè)計(jì)R4000。要知道其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手ARM到了2012年才大范圍推廣64bit處理器設(shè)計(jì)??梢?jiàn)這家企業(yè)在設(shè)計(jì)上的前瞻性。
成立早期,MIPS自己也生產(chǎn)處理器,他們自己流片的R3000是MIPS首款在市場(chǎng)上流行起來(lái)的產(chǎn)品,銷售超過(guò)了百萬(wàn)顆。后續(xù)的R3000A則創(chuàng)造了過(guò)億銷售的奇跡。
除了自身設(shè)計(jì)外,Pacemips、IDT和東芝等半導(dǎo)體公司都在MIPS發(fā)展早期采用了其設(shè)計(jì)制造芯片,其生產(chǎn)的芯片也被Sony, Nintendo的游戲機(jī),Cisco的路由器和SGI超級(jí)計(jì)算機(jī)等終端設(shè)備采用。尤其是家用路由器市場(chǎng),現(xiàn)在看來(lái),也幾乎是MIPS絕對(duì)壟斷,這是毫無(wú)疑問(wèn)的。
錯(cuò)失智能手機(jī)時(shí)代,無(wú)力回天
作為一個(gè)老學(xué)究創(chuàng)立的企業(yè),MIPS的產(chǎn)品從面世開(kāi)始就以高性能著稱。這主要得益于其是一系列基于管線方式工作的處理器。這就使得其大多數(shù)指令都能遵循這種方式工作,能達(dá)到理論上的最大值。而從MIPS的發(fā)展史上看,他們一開(kāi)始就以Intel的X86位對(duì)標(biāo)產(chǎn)品,因此其產(chǎn)品的高性能也是無(wú)可厚非,但正是這種高舉高打,也是造成MIPS今日格局的一個(gè)原因,這在后面再說(shuō)。但我們可以肯定的是,造成MIPS今天結(jié)局的主要原因,肯定不是技術(shù)。那么我們就要從商業(yè)上思考。
正如前面所說(shuō),這個(gè)由老學(xué)究打造的企業(yè),雖然產(chǎn)品擁有很不錯(cuò)的性能,但是由于對(duì)商業(yè)不夠敏感,導(dǎo)致了MIPS的商業(yè)化進(jìn)程遲遲落后。例如他們成立了三年之后,才推出第一個(gè)芯片,這就讓足以讓我們對(duì)其商業(yè)化的緩慢窺見(jiàn)一斑。但錯(cuò)失了移動(dòng)時(shí)代,才正式敲響了他們的“喪鐘”。
前面提到,MIPS一開(kāi)始是對(duì)標(biāo)Intel,面向中高端市場(chǎng)做產(chǎn)品的,他們?cè)诟咔搴凶?、路由器等市?chǎng)上也是戰(zhàn)果累累。而其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手ARM從誕生開(kāi)始就瞄準(zhǔn)了嵌入式低功耗領(lǐng)域,在這個(gè)領(lǐng)域默默耕耘了十?dāng)?shù)年,終于在21世紀(jì)第一個(gè)十年迎來(lái)了自己的時(shí)代。而當(dāng)時(shí)只聚焦中高端的MIPS則在功耗上沒(méi)有太多優(yōu)勢(shì),這就限制了他們的發(fā)展。在這里需要說(shuō)一下,MIPS的高性能,又不能強(qiáng)大到去入侵性能需求更強(qiáng),容量更大的市場(chǎng),這就讓他們困在那個(gè)市場(chǎng)里進(jìn)退維艱。最主要的是,MIPS的反應(yīng)的緩慢再一次拖累了他們的轉(zhuǎn)型。
在ARM聯(lián)合高通、蘋果、聯(lián)發(fā)科等公司面向智能手機(jī)市場(chǎng)做移動(dòng)處理器芯片的時(shí)候,MIPS依然沉醉在高清盒子、打印機(jī)等小眾產(chǎn)品市場(chǎng),后來(lái)智能手機(jī)市場(chǎng)的大爆發(fā),我就不再贅言。但可以看到,MIPS的遲緩導(dǎo)致他們失去了最關(guān)鍵的十年(2007到2017)。其實(shí)這只是其中一個(gè)原因,授權(quán)模式和費(fèi)用也是MIPS失敗的另一個(gè)因素。
因?yàn)槭且粋€(gè)英國(guó)企業(yè),與根正苗紅的美國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)相比,ARM在成立早期,也沉淪了數(shù)年,但由于他們一直聚焦在低功耗嵌入式領(lǐng)域,授權(quán)方式極具靈活性(更多是IP授權(quán),很少是架構(gòu)授權(quán)),并在價(jià)格上具備優(yōu)勢(shì),這就吸引了TI和LSI等公司的注意。相對(duì)便宜的價(jià)格,也吸引了更多的人來(lái)玩ARM芯片,完善了ARM的工具和生態(tài),尤其是吸引了學(xué)生的眼光,這就為ARM未來(lái)的爆發(fā)夯實(shí)了基礎(chǔ)。
與之相反的是,MIPS主要是架構(gòu)授權(quán),這就失去了前者所具備的推出速度,軟件高兼容的特點(diǎn)。硬件的落后,導(dǎo)致軟件平臺(tái)的落后,造成的惡性循環(huán),加速了MIPS的衰落。種種原因?qū)е翸IPS在2012年被Imagination和ARM瓜分。到了今年又被MIPS拆分賣給Tallwood Venure Capita。曾經(jīng)風(fēng)光一時(shí)的企業(yè)無(wú)奈面對(duì)多次轉(zhuǎn)手的收?qǐng)觥?/p>
給我們帶來(lái)的一些思考
對(duì)于MIPS今天的局面,一千人有一千個(gè)觀點(diǎn)。但我們可以肯定的是,這并不是技術(shù)的原因。在前面我們一直強(qiáng)調(diào),在創(chuàng)業(yè)早期階段,MIPS的性能一直優(yōu)越于ARM,但最后ARM卻成功了,這就從側(cè)面說(shuō)明了性能高并不代表你能成功,能夠適合市場(chǎng)需要才是最重要的。這是MIPS帶給我們的第一個(gè)教訓(xùn)。
其次,在擁有眾多相同競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的時(shí)候,能夠決定你輸贏的只有是商業(yè)模式、運(yùn)氣加上你的那種根據(jù)終端市場(chǎng)改變而改變的相應(yīng)能力?;氐?007年,如果MIPS能夠快速跟進(jìn)解決功耗、完善生態(tài),推進(jìn)和Fabless的合作,現(xiàn)在移動(dòng)處理器的格局也許存在新的變數(shù)。相反你看ARM,Cortex-M系列授權(quán)收費(fèi)方式的轉(zhuǎn)變,是他們面對(duì)潛在挑戰(zhàn)的一種應(yīng)對(duì)。這種反應(yīng)速度是MIPS所不具備的。
第三,讓更多的初學(xué)者參與到你的產(chǎn)品中來(lái),這個(gè)非常重要。作者在與行業(yè)一位資深專家聊天的時(shí)候,咨詢到MIPS失敗的可能原因。他認(rèn)為,MIPS作為一個(gè)經(jīng)典的架構(gòu),設(shè)計(jì)有板有眼,是很多計(jì)算機(jī)類書籍介紹架構(gòu)時(shí)候經(jīng)常用的一個(gè)例子。但是在工程屆,MIPS并不是很受歡迎,相關(guān)的應(yīng)用書籍、學(xué)習(xí)資源也相對(duì)較少。相反,ARM這方面就做得更加好。更多的參與者近來(lái)了,就會(huì)有更多的分享,就會(huì)吸引更多的人學(xué)習(xí),繼續(xù)分享更多的內(nèi)容,這樣的良性循環(huán),對(duì)任何一款芯片或者開(kāi)源系統(tǒng),都是成功的先決條件。
第四,ARM能夠獲得成功的一個(gè)主要原因是擁有了CPU和GPU,這兩者的結(jié)合讓他們?cè)谝苿?dòng)時(shí)代所向披靡。反之我們看只擁有CPU的MIPS和原來(lái)只有GPU的Imagination的下場(chǎng)。揭露了現(xiàn)在市場(chǎng)的集成化優(yōu)勢(shì)。晶圓代工產(chǎn)業(yè)的流行,IP供應(yīng)商的崛起,讓廠商整合解決大部分問(wèn)題,提供更簡(jiǎn)便的解決方案,這在未來(lái)的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代顯得非常重要。而現(xiàn)在的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的整合,也基本是這樣一個(gè)趨勢(shì)。對(duì)于全球,尤其是中國(guó)的集成電路創(chuàng)業(yè)者來(lái)說(shuō),這是一個(gè)很好的經(jīng)驗(yàn)。
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