今天小編分享的科技經驗：芯片架構的江湖往事，歡迎閱讀。
近日，芯片設計廠商 MIPS 宣布，已聘請了知名 RISC-V 技術廠商 SiFive 的兩名前高管，Drew Barbier 擔任公司產品副總裁，Brad Burgess 被任命為公司首席架構師，以推動其基于 RISC-V 指令集架構的 eVocore 系列内核 IP 的開發工作。
兩位專家在半導體 IP 和 RISC-V 領網域擁有非常豐富的行業經驗。鑑于此，MIPS 首席執行官 Sameer Wasson 表示：" 我對他們幫助公司推動 IP 創新和滲透新市場（RISC-V）的能力充滿信心。"
簡而言之，就是 MIPS 挖了 SiFive 的牆角，旨在加強 RISC-V 的研發。
對處理器架構了解的朋友應該知道，MIPS 公司是 MIPS 指令集架構的創始者，歷經 40 年的產業變遷和行業動蕩之後，MIPS 已經放棄了 MIPS 架構，轉型為一家 RISC-V CPU IP 設計公司。
作為知名的精簡指令集（RISC）的推行者，MIPS 的成立甚至比競争對手 ARM 還早六年，更不用說後來者的 RISC-V 了，但眼看 ARM 和 RISC-V 在多個領網域如魚得水，應用規模也一再攀高。與之對比，MIPS 的落寞讓人有點費解
借此時機，我們一起來回溯一下，MIPS 架構在其 40 年發展歷程中，那些輝煌與谷底，以及後續幾經轉手、日漸式微，再到最終被迫退出架構競争行列，投身 RISC-V 的 " 風雨歷程 "。
以及，在芯片行業發展的歷史長河中，還有哪些處理器架構曾受到過市場的追捧與青睐，最終又消散在歷史滾滾向前的車轍中。
MIPS" 風靡一時 "
回顧產業發展歷程能看到，現代各種電器核心的微處理器起源于上個世紀 Intel、德州儀器和 Garrett AiResearch 工業部三個公司的三個計劃，推出的三個微處理器先鋒則分别是 Intel 4004、TMS 1000 和 CADC。
自此，開啟了風風火火的微處理器革命。
在微處理器誕生早期，基本上都是不同廠商生產不同架構的芯片。雖然後來在 IBM 的 " 強迫 " 之下 Intel 将 X86 架構授權給其他幾家廠商生產處理器，但當時的主流一直都是處理器廠商自主研發架構和設計甚至生產處理器的。
這種境況一直維持到了 1980 年前後，直到精簡指令集（RISC）的誕生。
1980 年 IBM 的 801 項目，可能是第一個使用精簡指令集理念來設計的系統。
跟 Intel X86 這種復雜指令集不同，設計了許多特性讓代碼編寫更加便捷，但這些復雜特性需要幾個指令周期才能實現，并且常常不被運行程式所采用。此外，處理器和主内存之間運行速度的差别也變得越來越大。
在這些因素促使下，出現了一系列新技術，使處理器的指令得以流水執行，同時降低處理器訪問内存的次數。精簡指令集對指令數目和尋址方式都做了精簡，使其實現更容易，指令并行執進程度更好，編譯器的效率更高。
這種相對新的指令集的面世促進了 MIPS 的誕生。
在 RISC 流行起來之後，斯坦福大學教授 Hennessy 就帶領團隊研發出第一個 MIPS 架構處理器，這個項目就是 MIPS 的前身。
1984 年，Hennessy 教授離開斯坦福大學創立 MIPS。由此，精簡指令集架構的領導者之一，MIPS 架構登上歷史舞台。
在成立第二年，MIPS 就推出了第一個處理器設計 R2000。之後，MIPS 陸續推出了多代非常成功的商用產品，比如銷量超百萬的 R3000、銷量過億的 R3000A。
值得關注的是，MIPS 甚至在 1991 年就推出了 64bit 的設計 R4000。要知道其競争對手 ARM 到了 2012 年才大範圍推廣 64bit 處理器設計。可見其在設計上的前瞻性。
1992 年，看好 MIPS 的 SGI 将其收購，并支撐 MIPS 在 90 年代繼續推出了幾代 R 系列處理器。這是 MIPS 公司的第一次易手，之後 MIPS 也進入了颠沛流離的模式。
到 2000 年前後，MIPS32 和 MIPS64 兩套指令集的發布，标志了 32 位和 64 位 MIPS CPU 同時得到了越來越多的使用。
MIPS 處理器是八十年代中期 RISC CPU 設計的一大熱點。Pace MIPS、IDT 和東芝等半導體公司都采用 MIPS 的設計來制造芯片，其生產的芯片也被 Sony 和 Nintendo 的遊戲機，Cisco 的路由器和 SGI 超級計算機等終端設備采用，尤其是家用路由器市場，幾乎是被 MIPS 絕對壟斷。
與 X86 相比，MIPS 的授權費用較低，也就為除英特爾外的大多數芯片廠商所采用。除了費用較低，MIPS 之所以近 40 年來得到追捧，還有以下兩個原因：
MIPS 的架構授權不限制任何對 MIPS 架構的更改
MIPS 屬于精簡指令結構，和英特爾采用的復雜指令系統計算結構 ( CISC ) 相比，RISC 具有設計更簡單、設計周期更短等優點，并可以應用更多先進的技術，開發更快的下一代處理器
雖然在主流市場的 PC/ 伺服器應用上沒能超越 X86，但也靠 PlayStation、PlayStaion2 和任天堂 64 這樣的家用遊戲機實現了上億的 CPU 銷量。
MIPS " 江河日下 "
然而，水能載舟亦能覆舟。
由于成本問題和授權模式的限制和弊端，MIPS 無法與市面上的大公司抗衡，開始陷入研發困境。
MIPS 一開始就以 Intel 的 X86 位對标產品，因此其產品從面世開始就以高性能著稱，使其在高清盒子、路由器等市場戰功顯赫。
雖然產品擁有很不錯的性能，但是由于對商業不夠敏感，導致了 MIPS 的商業化進程遲遲落後。
另外，相較其競争對手 ARM，從誕生開始就瞄準嵌入式低功耗領網域，在這個領網域默默耕耘了十數年，終于在 21 世紀迎來了自己的時代。而當時只聚焦中高端的 MIPS 則在功耗上沒有太多優勢，這極大限制了它的發展。
而 MIPS 反應的緩慢再一次拖累了他們的轉型。
在 ARM 聯合高通、蘋果、聯發科等公司面向智能手機市場做移動處理器芯片的時候，MIPS 依然沉醉在高清盒子、印表機等小眾產品市場，沒有動力去自己革自己的命，結果被 ARM 革了命。
後來智能手機市場的大爆發，讓其錯失了移動市場這個時代視窗，也正式敲響了 MIPS" 喪鍾 "。
總之，MIPS 的遲緩導致他們失去了最關鍵的十年。
另外，業内人士還表示，授權模式也是 MIPS 失敗的一大因素。
MIPS 和 ARM 都有 IP 授權和架構授權兩種授權模式，但雙方的思路差别很大。
ARM 的授權方式極具靈活性（多是 IP 授權，很少進行架構授權），并在價格上具備優勢，這吸引了 TI 和 LSI 等公司的注意。同時，相對便宜的價格也吸引了更多人來玩 ARM 芯片，完善了 ARM 的工具鏈和生态，為 ARM 後來的爆發夯實了基礎。
與之相反的是，MIPS 主要是架構授權（IP 授權價格很貴），雖然這樣更加開放，但它在未充分占領市場的前提下，這種授權模式導致客戶各自為戰，紛紛自行設計 MIPS 核心、添加指令、發布開發工具，碎片化嚴重，難以形成統一的生态。
同時這也就失去了 IP 授權所具備的推出速度，軟體高兼容的特點。硬體的落後，導致軟體平台的落後，造成的惡性循環加速了 MIPS 的衰落。
随後多年，MIPS 在經過 Imagination Technologies、Tallwood Venture Capital 的幾經轉手之後，日漸式微。
2012 年底，MIPS 被 ARM 和 Imagination 瓜分收購。
對于 ARM 來說，MIPS 的專利相當有價值，特别是 64 位和多線程相關的專利。因為 ARM 的 64 位架構跟 MIPS 64 位有 70-80% 的相似度，如果此時不參與收購，那麼日後很可能陷入和 MIPS 專利長久的專利訴訟戰，僅用 3.5 億美元就解決這個潛在的隐患，ARM 樂意之至。所以 ARM 收購了其接近 500 項專利。
Imagination 收購 MIPS 則是為了加強自身的 CPU 業務，并且看中了 MIPS 強大的產品集以及安卓架構的支持和對中國的授權。因此 Imagination 收購了 MIPS 公司實體和 82 項與 MIPS 處理器核心架構有關的核心專利。同時 Intel 作為 Imagination 的第一大股東，收購 MIPS 從側面也可以牽制 ARM 的發展。
收購 MIPS 後，Imagination 結合旗下的 PowerVR 系列產品，打算将 MIPS 的運作模式效仿 ARM。雖然 MIPS 在 IoT 上的市場份額仍然遜色于 ARM，但在汽車、數據中心等市場尋得了不少機遇，比如 Mobileye 用的正是 MIPS CPU。
那幾年，Imagination 加快了推出 MIPS 處理器核心的步伐，尤其是支持硬體虛拟化、多線程和 SIMD 的 Warrior 系列。
然而好景不長。2017 年 4 月，Imagination 宣布與其最大客戶蘋果中斷合作關系，股價瞬間縮水，陷入艱難境地。彼時，" 自身難保 " 的 Imagination 在為自己尋找買家的同時，也将 MIPS 以 6500 萬美元的價格單獨賣給了 Tallwood Venture Capital，直到 2018 年被 Wave Computing 收購。
被 Wave Computing 收購後，MIPS 并沒有因此走向更好的道路。
此時，除了已經發展成熟的 X86 以外，幾乎每個 ISA 都打算借助開源社區的力量來發展其生态，MIPS 也不例外。
2018 年底，Wave Computing 宣布發起 MIPS Open Initiative，将在 2019 年第一季度發布最新的 Core R6 時開源，該項目的參與者可以免費試用 32 位與 64 位的 MIPS ISA，而無需任何授權和專利費用。
此舉旨在加速 MIPS 指令集架構的普及，希望幫助已逐漸邊緣化的 MIPS 指令集架構重回正軌。而彼時開源的 RISC-V 架構也開始逐步受到市場的熱捧。
MIPS 開源的舉措，在當時被認為既向 ARM 示威，又向 RSIC-V 宣戰，更為即将開始的 IoT 時代做好準備。
但選擇開源就意味着要厚積薄發與時間為伴，比如 Linux、RT-Thread、TiDB 等成功的開源項目，都有長時間的社區人氣積累與技術沉澱的加持，想要立竿見影的效果去急功近利的開源只能适得其反。
然而，這一開源項目還沒撐過一年，就随着公司 CEO 的調整無疾而終。2019 年底，MIPS 的短暫開源正式結束，此舉也進一步打擊了開發者對于 MIPS 的積極性。
在這個過程中，MIPS 與龍芯、上海芯聯芯之間的糾葛，仿佛也成為了 MIPS 架構江河日下過程中的一段插曲，徒增一筆供世人揣摩和評判的談資。
開源項目宣布告終後不久，Wave Computing 選擇申請破產保護，進行資產重組。
2021 年，Wave Computing 完成破產重組，并更名為 MIPS，但 " 重生 " 後的 MIPS 宣布今後将不再設計 MIPS 處理器，而是轉向 RISC-V 處理器的開發。
MIPS 能否譜寫新篇章？
曾經與 X86、ARM 三分天下的 MIPS 架構，幾經輾轉之後迎來了命運的終章，正式加入同屬精簡指令集的 RISC-V 陣營。
據 MIPS 官網介紹，其正在基于 MIPS ISA 的創新基礎上進行 RISC-V 設計。由于 RISC-V ISA 與前幾代 MIPS ISA 之間有許多相似之處，因此可以為其新的 eVocore 系列產品帶來數十年的開發經驗。
目前，MIPS 已經推出了兩款 RISC-V CPU IP：面向高性能應用的 eVocore P8700 和面向高能效應用的 eVocore I8500。
eVocore P8700
MIPS 表示打算借助全新的 RISC-V IP 進駐更加廣闊的市場，包括汽車、機器學習、5G、數據中心、存儲和高性能嵌入式等應用。
據悉，Mobileye 已經是 P8700 的客戶。前不久，MIPS 還與數據中心市場的一位未公開的客戶籤署了協定。據悉，該客戶是 " 三家超大規模計算企業之一 "。
雖然尚不清楚有多少廠商會采用 MIPS 的 RISC-V IP 内核。但從 MIPS 乘着 SiFive 業務重組之際挖來對方兩員大将，也反應出 MIPS 對于全力投入 RISC-V 的持續努力。
MIPS 對其開源行為曾表示，" 如果這發生在兩三年前，那麼 RISC-V 永遠不會誕生 "。
但倘若遵循假命題能推出任何命題的原則，" 如果 " 二字則能推出任何結果。可世事哪有那麼多如果，反觀如今格局，RISC-V 發展的順風順水，MIPS 卻早已改弦更張，就連十幾年前收購 MIPS 的 imagination，如今也一只腳踏進了 RISC-V 的陣營。
如今，在新任 CEO Sameer Wasson 的帶領下，其首要任務是講述 MIPS 重生的故事，如何在 RISC-V 社區中實現差異化，以及它計劃将業務重點放在哪裡。
這一次，如果 MIPS 能把握好 RISC-V 這根救命稻草，其未來或許仍有一席之地。
但，你知道的，世事哪有那麼多如果。
處理器架構，各領風騷數十年
發生在 MIPS 身上的變化，預示着又一個處理器架構選擇向命運低頭。同樣，作為最具有歷史的處理器架構之一，MIPS 見證了很多其他處理器架構的發生變化——看着 X86 稱霸 PC 市場，ARM 在移動市場崛起，RISC-V 又作為新星受到行業青睐和追捧；但同樣的，MIPS 也見證了一些架構走向消亡。
此前，半導體行業觀察曾在《處理器架構消亡史》一文中曾提及，20 世紀 80 年代前後誕生的處理器架構，不僅包括我們耳熟能詳的 X86、MIPS 和 ARM，SPARC、DEC Alpha、PA-RISC 和其他一些產品也在同一時期出現，這些架構大部分都源于 RISC 體系，包括 IBM 所推出的 Power 架構也都是 RISC 體系中的一員。
這些架構的到來，構建了出了處理器架構的摧殘時代，也對當時的 Intel 造成了一定的壓力，生怕動搖了自己 X86 的地位。
如今的 RISC ISA 除了風頭正盛的 ARM 和 RISC-V 以外，還能掀起一點水花的恐怕就只剩下 IBM 的 Power 了。
PowerPC 架構
PowerPC 是 1991 年，由 Apple、IBM、Motorola 組成的 AIM 聯盟所發展出的微處理器架構。
PowerPC 架構是一種基于精簡指令集 ( RISC ) 的處理器架構，其設計注重性能、低功耗和可擴展性，采用了流水線執行、超标量執行和亂序執行等技術，以提高指令執行效率。PowerPC 架構還支持多級緩存和高速總線，以加快數據傳輸和訪問速度，旨在為個人電腦、工作站和伺服器提供高性能和可擴展性。
同時，PowerPC 架構具有良好的跨平台兼容性，因為它的指令集是統一的，這意味着在不同的 PowerPC 處理器上編譯的程式可以在各種 PowerPC 系統上運行，無需重新編譯。這為軟體開發者和用戶帶來了便利。
得益于這些優良特性，PowerPC 架構後來成為蘋果 Macintosh 電腦的主要處理器架構，在蘋果電腦上使用的時間從 1994 年一直持續到了 2006 年，之後蘋果轉向使用基于 Intel X86 架構的處理器
有那麼一段時間，PowerPC 獲得了巨大的成功。摩托羅拉 68000 系列芯片是 Apple PC 以及許多種類和數百萬個嵌入式控制器的核心。除了蘋果之外，索尼的 PlayStation3、任天堂的 Wii、Wii u、GameCube、微軟的 Xbox 360 和 3DO M2 等都使用了 PowerPC 處理器
實際上，當蘋果放棄 PowerPC 時，其實就數量而言，PowerPC 并沒有失去大量客戶，但失去了最負盛名的客戶。然後遊戲機也放棄了 PowerPC，而典型的嵌入式系統也放棄了。
回顧在 20 世紀 90 年代和 21 世紀初，授權處理器 IP 可謂風靡一時，這是實現大規模采用的最可靠途徑。其實從一開始，IBM 就仿效了 ARM、MIPS、SPARC 等架構，走了 PowerPC 的授權路線。但是 IBM 的條款太過苛刻，PowerPC 許可證比 MIPS 或 ARM 的許可證貴得多。
PowerPC 未能在市場普及很大的原因是開放不足以及 IBM 的高價授權費。智能手機時代後，PowerPC 因成本問題逐漸被邊緣化。
雖然由于種種原因，Power 架構在大家的視線中不再那麼光芒四射，但是曾經與 X86 并駕齊驅的歷史不可抹殺。目前也有包括國芯科技在内的廠商依然在使用該架構設計芯片。
SPARC 架構
SPARC（可擴展處理器體系結構）是最初由 Sun Microsystems 開發的精簡指令集計算（RISC）指令集體系結構（ISA）。它的設計在很大程度上受到早期 RISC 設計的影響，這些原始的 RISC 設計極簡，包括盡可能少的功能或操作碼，旨在以每個時鍾周期幾乎一條指令的速率執行指令。
SPARC 于 1986 年首次開發，并于 1987 年發布，是最成功的早期商業 RISC 系統之一。在其推出首款 SPARC 處理器產品後，SPARC 就很快地占領了市場，并幫助公司突破了 10 億美元營收的大關。
到了 1989 年，采用了 SPARC 架構的處理器開始應用于高性能工作站及伺服器上，基于該架構的開放性和 RISC 體系的特點很快讓其成為了國際流行的架構。
同一時間，為了擴大 SPARC 的影響力并作出進一步優化，"SPARC International" 組織成立，包括摩托羅拉、東芝、富士通、Aeroflex Gaisle 都參與其中。1995 年，随着 UltraSPARC I 的推出，Sun 在高端微處理器市場的領導地位得以進一步鞏固。
然而，在進入到新世紀後，新的應用崛起，使得 PC 已經不是處理器架構競争的唯一戰場。ARM 架構憑借精簡指令集的特點，殺入了移動市場，并逐漸成為了這個市場的霸主。
而此時，英特爾的 X86 已經在過去數十載的發展中建立了強大的生态系統。因此，在沒有把握新應用的到來，以及在英特爾搶占絕大多數市場的壓力下，包括 SPARC 在内的很多處理器架構逐漸開始衰退。
在互聯網興起的同時，不僅推動了移動市場的發展，也推動了伺服器的需求，但也是在這個市場中，SPARC 落了下風。根據 Gartner 數據顯示，從 2002 年開始，Sun Microsystems 的營收份額每況愈下，到了 2007 年正式被 IBM 反超。而 RISC+UNIX 的伺服器市場也逐漸被 Intel 的 X86+Linux/Windows 拉下。
SPARC 因在伺服器市場的失利，開始落寞。
2010 年，Oracle 以 74 億美元價格收購了 SUN，連帶着 SPARC 也歸屬了 Oracle。2017 年後，Oracle 被爆 SPARC 部門進行裁員，逐漸地，Oracle 也逐漸放棄了 SPARC 的開發。
Alpha 架構
當年，在許多 RISC 架構興起的同時，DEC 也受到看這股 RISC 風潮的影響。
于是，在 1982 年到 1985 年間，DEC 将 RISC 劃分為幾個部分來分開研究。1985 年，DEC 負責 RISC 研究的負責人之一提出 " 協作 RISC 計劃 "，即将此前的項目就被合并為一個項目，并且更名為 PRISM。
在此期間，為了進一步順利的将新架構打入市場，DEC 開始思考是否需要生產新的計算機體系結構來替代其現有的 VAX 產品線，并最終于 1988 年結束了 PRISM 項目。
此時，處理器架構開始向 64 位發展。向 64 位發展，也被當時很多廠商視為是可以改寫市場格局的一個拐點。因此，DEC 開始考慮使用類似于 RISC 的設計概念來設計新一代 VAX CPU，以提高速度，同時擴展到完整的 64 位體系架構。
于是，在 1992 年，Alpha 架構應運而生。
Alpha 作為專為高端台式機，工作站和伺服器設計的微處理器架構，這也使得他們成為首批實現 64 位體系架構的企業之一。
如今來看，Alpha 對于產業的貢獻或許不在于有多少產品采用了這種架構，而是其在理論上為產業的發展提供了一種新思路。
有人認為，Alpha，MIPS 兩種 RISC 架構都比較早的考慮了 64 位，并引入了很多超前的微架構設計概念，以至于影響了以後英特爾在微架構和超線程方面的發展，這些在英特爾處理器微架構設計隐約能看到 Alpha 架構的一些影子。
SUN 作為開源架構的代表，其凋亡令人惋惜，但 DEC Alpha 的消亡則是因為其生态太過封閉而造成的。
據資料顯示，DEC 公司将所有和 Alpha 處理器相關的配件和外設都自己生產，不過為桌面電腦開發的主機板卻不支持 SMP，而當時幾乎所有采用 Alpha 處理器的公司都會使用多處理器系統，因此 DEC 公司所推出的桌面機型很沒競争力。
另外，Alpha 處理器也一直不支持免費開源作業系統，這也成為了其敗走的又一個原因。
1998 年，因為财務原因，DEC 将 Alpha 架構與其大部分内容一起出售給了 Compaq。但已經是英特爾客戶的 Compaq 決定淘汰 Alpha，轉而采用即将推出的 Itanium 架構，并于 2001 年将所有 Alpha 知識產權出售給了英特爾。
自此，Alpha 的故事也畫上了句号。
PA-RISC 架構
除此之外，惠普公司推出的精簡指令集架構 PA-RISC 也沒逃得出被淘汰的命運。
PA-RISC 也是 20 世紀 80 年代中的一員，它首次出現于 1986 年 2 月 26 日，被應用于 HP 3000 930 系列以及 HP 9000 840 模式處理器之中。後來，這種架構被惠普公司與英特爾聯合開發的 Itanium 架構所取代。
然而，英特爾的 Itanium 也沒能成為最後的赢家，這款于 1999 年被命名的 64 位架構，自從 2017 年之後就再也沒有更新了，2019 年英特爾發布通知稱安騰 9700 處理器開始退役，2021 年 7 月最後發貨期，HPE 的服務區将支持到 2025 年。
随着純血 64 位安騰處理器的停售，也意味着 Itanium 架構黯滅在歷史當中。
事實證明，在市場的發展過程中，沒有哪一種處理器架構能夠永遠合适市場的需求。但從目前結果來看，RISC-V 是其他 RISC 設計和一路上被遺忘的架構的霸主，成為其最後的歸宿。
寫在最後
站在當前回望歷史，從處理器的設計和能耗比來說，如果要說最經典的 RISC 處理器架構，那麼非 MIPS 莫屬，就連其競争對手也不得不承認它的優雅，MIPS 被作為處理器教科書的典範，在很多其他處理器中都能看到它的身影。
但 MIPS，包括 SPARC、Alpha、PA-RISC 等其他架構的歷史故事，恰好證明了半導體市場的 " 風雲莫測 "，一個 ISA 如若不能站穩腳跟，跟上行業發展需求的話，很快就會被市場淘汰掉。
從目前處理器架構市場來看，X86 依舊屹立不倒，但對抗他的玩家卻換了一批，這一輪與他競争的是 ARM 和 RISC-V 兩個陣營。從後兩者的發展來看，近些年來，他們都在積極向 PC 市場做擴展。同時，在大數據時代的推動下，也都有意向伺服器市場方向發展。
但對于這一塊市場來說，英特爾在該領網域已經建立起了強大的優勢，除了產品外，生态也是其能夠固守城池的一個有利武器。
然而，新興市場總在持續發展，行業需求層出不窮，商業世界瞬息萬變，這場處理器架構的淘汰賽似乎并沒有結束。
誰也别以為自己穩了。
