RISC“家族”之争：MIPS开源会比RISC-V和ARM更适合AI？

PC的普及成就了x86，智能手机的浪潮让Arm人尽皆知。如今的AI热潮，是否会成就其它指令集？目前，RISC-V指令集已经吸引了不少关注，并且还在快速发展。不过，Arm去年曾建立网站指出RISC-V的五大问题。还有，诞生于1984年的MIPS同样看好AI市场的机会，被Wave Computing收购后宣布开源，Wave认为MIPS与AI结合有很多优势。

那么，RISC家族的三大指令集谁最有可能成为AI时代的标签？

RISC-V家族的AI之争

首先明确，这里所说的x86、Arm、RISC-V、MIPS都是指指令集，或称指令集架构（ISA），指令集与处理器不是同一个概念。或许有人会问，什么是指令集？它是计算机体系结构中与程序设计有关的部分，指令集架构包含了一系列操作码（机器语言），以及特性处理器执行的基本命令。指令集还分为复杂指令集（CISC）与精简指令集（RISC），x86是典型的CISC，Arm、RISC-V、MIPS都属于RISC。

不同类别的指令集各有优势，比如，CISC有强大的软件生态系统，兼容性也非常好。RISC的软件生态则相对较弱，但RISC可以同时执行多条指令，速度较快且性能稳定，因此基于RISC指令集的芯片制造工艺简单成本更低。

当然，RISC之间也有差别。先说Arm和MIPS，Acorn电脑公司于1983计划开发Arm，并在1990年成立了Arm，出售IP。MIPS诞生于斯坦福大学John LeRoy Hennessy领导的团队的一项科研项目。1984年，Hennessy离开斯坦福大学创立MIPS。诞生时间相差几年，但更晚出现的Arm成为了智能手机时代的标签。

对此，Wave Computing首席执行官Art Swift接受雷锋网采访时表示：“这是市场策略的选择而非技术差别带来的结果，当MIPS选择消费电子时，Arm选择了手机市场。” 芯联芯（CIP）董事长何薇玲也表示，MIPS的架构从一开始就是顺序实执行（In Order），优势在于机机界面，Arm在人机界面方面做了很多工作，更适合手机等人机交互。另外，Arm处理器从8bit开始，进行人机界面优化相关工作相较容易。MIPS支持32bit和64bit，在物联网以及AI的机机界面应用中更有优势。

MIPS与Arm策略选择的不同是造成如今结果的关键之一，面对正在到来的AI和IoT时代，Arm也在积极布局，但面对着开源指令集的巨大竞争。据悉，MIPS和RISC-V两者的架构变化不大，如果对比介绍这两个技术的书，架构的差别大概就是十几页。因此，在MIPS宣布开源之后，政策、生态、软件等方面的因素成了两个指令集在AI时代竞赛的重要考量。

政策和关注度方面RISC-V在国内似乎更胜一筹，雷锋网曾报道，去年8月，海市经济信息委近日发布了《上海市经济信息化委关于开展2018年度第二批上海市软件和集成电路产业发展专项资金（集成电路和电子信息制造领域）项目申报工作的通知》，其中项目指南中包含基于RISC-V指令集架构的处理器芯片方向。这被认为是国内首个支持RISC-V的相关政策。

同样是2018年，中国开放指令生态联盟成立，希望以RISC-V为抓手推动开源芯片生态。据2018年的统计，国内公开的与RISC-V相关的企业已经有100家左右。

MIPS更适合AI？

同属于RISC家族的重要成员，同样都是开源，由此看来RISC-V与MIPS在AI时代的竞争会更为直接。不过，对RISC-V非常熟悉的Art接受采访时多次表示，从技术的角度看，RISC-V和MIPS都非常不错，Wave Computing选择开源MIPS是希望给业界多一个选择，MIPS和RISC-V不是非此即彼的关系，未来的市场足够大，可以用一种更加兼容并包的态度看待这两个技术。

既然MIPS给业界多一种选择，那它与AI结合的技术优势在哪？何薇玲指出，MIPS的架构优势明显，包括更低的功耗、更高的能效、更小的芯片尺寸，并且拥有多线程、虚拟化的特性，是最完美的RISC。

Art补充表示，基于MIPS指令集的芯片已经有100亿颗的出货，这就意味着MIPS处理器在机顶盒、录音笔、智能手表等市场已经非常成熟，因此对于AI中需要省电的设备，MIPS也将非常有经验。另外，MIPS拥有近400项专利（包括子专利），可以提供有力的专利保护。还有，对于AI而言，除了数据吞吐量，每瓦特能够处理多少数据也非常关键，MIPS在这方面有非常好的表现。

因此，Art和何薇玲都认为，在新的AI以及IoT的时代，MIPS迎来了一个新的机会，在这个新的机会面前，大家起跑线都一样。并且，MIPS的技术优势非常适合于AI结合。在AI的重要落地领域自动驾驶还具有领先优势，一个典型的例子就是Mobileye，他们的ADAS芯片采用MIPS。

除了技术特性，MIPS的开源更是为其在AI时代的发展增加了动力。2018年6月，Wave Computing收购MIPS，12月，他们宣布即将开源MIPS。2019年3月，开放MIPS最新核心R6，5月，MIPS Open网站正式上线，并宣布在MIPS Open计划中免费开源MIPS 32位microAptiv核。

据介绍，MIPS Open是在prpl Foundation（prpl基金会是由Imagination Technologies和其他公司创立的非营利性计算机行业协会，旨在通过推广标准和开源解决方案来鼓励使用MIPS架构）下面，这个基金会能够让会员了解到MIPS最新的动态，并且进行技术和标准的讨论。同时，Wave Computing作为MIPS背后的商业公司提供支撑，可以保证MIPS社区朝整合矩阵的方向发展，避免碎片化问题。当然，社区还会保持MIPS芯片兼容性的验证，这对于避免碎片化也非常关键。

开源的效果显而易见，Art表示：“在我们宣布MIPS开源之后，MIPS获得了更多业内人士的关注。另外，有1000多个公司和机构在MIPS Open网站上下载了MIPS的相关资料，并且有许多机构都成为了MIPS Open的会员，其中不乏一些我们认为暂时不会有交集的大公司。”

Art强调，开发者和用户不用担心归属权的问题，MIPS开源之后，包括Waves Computing、CIP都会通过参与咨询委员会的方式支持和推动开源社区的发展，并且社区背后拥有具有财力和实力的商业公司的支持也是一件好事。

何薇玲认为MIPS开源带来了三个明显的利好，首先是开发者进入的成本更低；其次，产品推向市场的周期可以变得更短；最后，开源可以不受环境的约束，更有利于中国芯片产业的发展。

MIPS+AI的未来

技术的优势让MIPS更适合与AI结合，MIPS Open又降低了开发者选择MIPS的门槛，并且不用担心开源带来的碎片化问题。但是，指令集的成功生态更为重要。对MIPS来说，摆在面前的第一个问题是建立开发者和用户对MIPS的信心。毕竟，MIPS先后被Silicon Graphics、Imagination收购，如今又归属Wave Computing。

何薇玲表示：“每一次的收购都有背后的时代背景。CPI作为获得MIPS中国地区独家商业权利的公司，在推动MIPS与AI的结合中首先要做的也就是给用户和开发者信心，我们不仅告诉大家MIPS要往什么方向走，每月举办线下活动，让大家集思广益，也给我们提意见。其次就是MIPS未来会聚焦三大应用开发产品，包括汽车、高性能计算、低功耗。最后就是要尽量广结善缘。”

对于MIPS在中国的发展，Art表示，Waves Computing和MIPS自始至终都非常重视中国市场，并且在不断投入精力在经营和耕耘市场。在上海有本地化的团队，非常了解中国客户的诉求，也能更好的服务。

谈到本地化，何薇玲补充表示，在中国接地气是一件非常重要的事情，芯联芯是一个百分之百的中资公司，就是有接地气的全部打算。通过与Wave Computing的双边合作，在接地气之后才能获得双赢。并且，通过这种方式，在中美贸易中也能够非常通畅，没有阻碍。

在生态的建设方面，Art指出，在MIPS Open的网站上，可以下载到MIPS攒了30多年的家底，可以说，在MIPS擅长的领域工具链非常的完整和成熟。他对MIPS未来在AI方面的生态发展也充满信心。

有意思的是，雷锋网了解到甚至有RISC-V的开发者因为羡慕MIPS完整的工具链，想把MIPS的开发工具移植到risc-v平台。

至于MIPS开源后的首款AI芯片什么时候上市，Art表示由于Wave Computing收购MIPS的时间才一年左右，双方正在经历从IP到产品的整合，所以具体时间不方便透露，但这些都是技术上非常常规的时间轴。

小结

正如Art接受采访时所说，收购MIPS确实有情怀的因素，但更重要的是从公司战略的角度和对MIPS技术的认可，而开源MIPS是Art多年来的夙愿。伴随着MIPS OPEN的上线，Art希望在AI时代，Wave的云端的DPU能与边缘端的MIPS形成一个更加完整的平台，通过云+边缘的全栈方案让公司更有竞争力。

从指令集的角度，每个时代都会有极具代表性的指令集。许多人应该都没有想到，MIPS虽然没有在智能手机普及的时代大获成功，但MIPS智能手表、机顶盒还有龙芯处理器中都已经获得成功。在AI和IoT的时代，Arm面临着两大开源指令集MIPS和RISC-V的巨大压力。从技术上看，MIPS和RISC-V将无可避免会竞争，至于谁能取得最终的胜利，技术本身之外，专利、政策、商业模式等一系列因素将共同作用。