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?

AI引发RISC“家族”之争,MIPS开源会比RISC-V和Arm更适合AI?-中国科技新闻网

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。

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Wave Computing首席执行官Art Swift

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。

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芯联芯(CIP)董事长何薇玲

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。

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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。

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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

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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(公众号: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。

雷锋网小结

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。

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