MIPS 架構(gòu)究竟是個(gè)什么“香餑餑”

深圳華芯集成電路設(shè)計(jì)有限公司（SoC China Co.,Ltd.簡(jiǎn)稱(chēng)“華芯”）與上海芯聯(lián)芯智能科技有限公司（CIP United Co.簡(jiǎn)稱(chēng)“芯聯(lián)芯”）將于2020年1月10日10:00在深圳市南山區(qū)科興科學(xué)園召開(kāi)新聞發(fā)布會(huì)，宣布雙方正式達(dá)成以 MIPS 架構(gòu)為基礎(chǔ)的深度合作關(guān)系。

人人追捧的MIPS架構(gòu)到底有什么魅力呢？它的優(yōu)勢(shì)又在哪里？

MIPS架構(gòu)最早由斯坦福大學(xué)計(jì)算科學(xué)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)，是一種簡(jiǎn)潔、優(yōu)化方便、具有高度擴(kuò)展性的RISC架構(gòu)，也是業(yè)界最高效的RISC架構(gòu)，能夠提供最高的每平方毫米性能和當(dāng)今SoC設(shè)計(jì)中最低的功耗。

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MIPS32架構(gòu)

MIPS32架構(gòu)基于一種固定長(zhǎng)度的定期編碼指令集，并采用導(dǎo)入/存儲(chǔ)(load/store)數(shù)據(jù)模型。經(jīng)改進(jìn)，這種架構(gòu)可支持高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)化執(zhí)行。MIPS32架構(gòu)是高效能的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)，是從微型微控制器到高端網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的數(shù)十億種電子產(chǎn)品的核心。MIPS32體系結(jié)構(gòu)合并了重要功能，包括SIMD（單指令多數(shù)據(jù)）和虛擬化。這些技術(shù)與多線程（MT），DSP擴(kuò)展和EVA（增強(qiáng)型虛擬尋址）等技術(shù)相結(jié)合，豐富了架構(gòu)，可與需要更大內(nèi)存，更大計(jì)算能力和安全執(zhí)行環(huán)境的現(xiàn)代軟件工作負(fù)載一起使用。

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MIPS64架構(gòu)

MIPS64架構(gòu)刷新了64位MIPS-Based嵌入式處理器的性能標(biāo)準(zhǔn)，代表著下一代高性能MIPS處理器的基礎(chǔ)。MIPS64體系結(jié)構(gòu)已用于各種應(yīng)用程序中，包括游戲機(jī)，辦公自動(dòng)化和機(jī)頂盒。如今，它在網(wǎng)絡(luò)和電信基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用中仍然很流行，并且是下一代服務(wù)器，高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)（ADAS）和自動(dòng)駕駛SoC的核心。MIPS64架構(gòu)通過(guò)合并強(qiáng)大的功能，標(biāo)準(zhǔn)化特權(quán)模式指令，支持過(guò)去的ISA并提供從MIPS32架構(gòu)的無(wú)縫升級(jí)路徑，為未來(lái)基于MIPS處理器的開(kāi)發(fā)提供了堅(jiān)實(shí)的高性能基礎(chǔ)。

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microMIPS架構(gòu)

microMIPS是為微控制器和其他小型嵌入式設(shè)備設(shè)計(jì)的，是一種代碼壓縮指令集架構(gòu)（ISA），既能單獨(dú)工作，也能與原有的MIPS32兼容指令****共同工作，允許程序混合16位和32位代碼，無(wú)需模式切換。它可保持98％的MIPS32性能，同時(shí)將代碼大小減少多達(dá)25％，節(jié)省芯片成本。通過(guò)較小的內(nèi)存訪問(wèn)和有效使用指令高速緩存，從而提升性能，降低功耗。

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nanoMIPS架構(gòu)

nanoMIPS是專(zhuān)為嵌入式設(shè)備而設(shè)計(jì)的，是一種可變長(zhǎng)度指令集架構(gòu)（ISA），可在顯著減小代碼大小的情況下提供高性能，與MIPS32相比，它可以交付多達(dá)40％的代碼。

MIPS作為經(jīng)典的RISC CPU，在宏觀ISA設(shè)計(jì)上，就涵蓋從低端的MCU到服務(wù)器級(jí)別的處理器的差異化設(shè)計(jì)。RISC精簡(jiǎn)指令在功耗性能方面上的優(yōu)勢(shì)相較CISC冗余指令增加額外面積和功耗，同時(shí)增加了指令解碼的復(fù)雜度。

MIPS授權(quán)CPU IP，這些IP會(huì)在微架構(gòu)的設(shè)計(jì)有針對(duì)性的優(yōu)化，因此較適合在網(wǎng)絡(luò)處理相關(guān)的領(lǐng)域下使用。譬如MIPS的I-Class支持MTK處理器IP。市面上采用MIPS IP的高端網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)其中很多采用多核的方式，在SoC內(nèi)部集成了數(shù)十個(gè)乃至上百個(gè)MIPS的CPU IP，這些CPU充分利用MIPS IP的輕量、支持多線程的優(yōu)勢(shì)，讓相應(yīng)的線程等待包的數(shù)據(jù)的到達(dá)無(wú)需上下文切換而立即處理，從而獲得極高的吞吐率。與此同時(shí)，仍然可以確保芯片功耗和面積在容許的范圍內(nèi)。因此，MIPS在網(wǎng)絡(luò)處理器領(lǐng)域有很深的積累，能隨著產(chǎn)品其特色表現(xiàn)的點(diǎn)稍有不同，但仍然展現(xiàn)了其在網(wǎng)絡(luò)處理器場(chǎng)景下的大的優(yōu)勢(shì)。

相信華芯與芯聯(lián)芯通過(guò)雙方的合作一定可以為國(guó)內(nèi)芯片公司提供更優(yōu)質(zhì)、更有彈性，更容易開(kāi)發(fā)的SoC芯片，提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，與客戶(hù)共創(chuàng)互贏，得早日真正實(shí)現(xiàn)自主可控目標(biāo)。

專(zhuān)注于SoC相關(guān)的一站式設(shè)計(jì)服務(wù)，在IoT、AI、通訊等領(lǐng)域有豐富的經(jīng)驗(yàn)，2018年底已從Wave Computing取得MIPS 架構(gòu)和CPU核的中國(guó)地區(qū)獨(dú)家經(jīng)營(yíng)權(quán)。

主要業(yè)務(wù)范圍包括芯片設(shè)計(jì)服務(wù)和新創(chuàng)芯片設(shè)計(jì)公司輔導(dǎo)，致力于打造屬于中國(guó)的CPU生態(tài)圈，建立中國(guó)SoC芯片設(shè)計(jì)的“黃埔軍?！?/strong>，培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)的SoC人才，提供SoC全流程的技術(shù)輔導(dǎo)和服務(wù)，為國(guó)內(nèi)芯片設(shè)計(jì)企業(yè)提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持，促進(jìn)國(guó)內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

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