毫無疑問,2018年是RISC-V真正開始贏得那些渴望開放原始碼(open source)指令集的晶片架構師青睞的一年,但這已是過去式。2019年,RISC-V將不再是開放原始碼指令集遊戲的唯一玩家。

位於矽谷的Wave Computing於2018年12月17日宣佈將開放MIPS,使其變為開放原始碼,包括MIPS指令集架構(ISA)和MIPS最新核心R6,預計會在2019年第一季開放。

最近加盟Wave Computing擔任MIPS授權許可業務總裁的Art Swift稱,此舉對於加速MIPS生態系統的發展至關重要。

Swift解釋,「開放原始碼」是Wave Computing執行長Derek Meyer的一個「大計畫」。作為MIPS的一名老兵,自從Wave Computing在2018年6月收購MIPS以來,Meyer一直在默默籌畫這件事。而Swift本人也是MIPS的老員工,曾在該公司工作4年,擔任行銷和業務開發副總裁。

做為一家技術初創型公司,Wave Computing旨在帶動「從資料中心到邊緣的人工智慧(AI)和深度學習」,他將MIPS視為驅動其AI技術進入大量應用場景的關鍵。

MIPS指令集包括單指令、多資料(SIMD)和DSP等擴展指令。Swift承諾MIPS將以「工業級」的架構為開放原始碼社區帶來「可商用」的指令集。Swift表示:「無論針對什麼應用,晶片設計人員都將有機會根據經過驗證和測試的指令集來設計自己的核心。」

據Swift稱,自2000年以來,基於MIPS核心的晶片已經銷售出85億顆。有很多客戶都在忠實地使用MIPS,包括Microchip、Mobileye(現在隸屬英特爾)、聯發科技(MTK),以及日本的一級汽車零配件供應商Denso。

雖然MIPS多年來一直受到工程師的尊重,但該公司的所有權卻飄搖不定,因此沒能建立起自己的生態系統,也沒有在業界產生多大的動能。走到今天,MIPS已經遠遠落後於Arm,Wave Computing希望扭轉長期以來MIPS的螺旋式下降頹勢。

聰明的舉措

當被問及現有的MIPS合作夥伴對Wave Computing的開放MIPS計畫做何反應時,Swift說:「驚訝得下巴都要掉了,」也有人感慨:「如果兩三年前就進行開放原始碼計畫的話,RISC-V也許就不會誕生了。」

MIPS現在才開放是否為時已晚?產業各有看法。

Linley Group首席分析師Linley Gwennap告訴《EE Times》:「在開放原始碼社區,MIPS肯定比RISC-V要落後。」他並指出:「由於各種各樣的所有權交接,MIPS無法提前採取行動。」儘管如此,Gwennap仍認為:「鑒於MIPS所具有的優勢,我認為它還有時間贏得不少晶片設計。」

UltraSoC執行長Rupert Baines告訴《EE Times》:「鑒於RISC-V的發展態勢,MIPS走入開放原始碼是一個有趣、精明的舉動。」他並認為:「MIPS已經擁有大量優質的開發工具和軟體環境。這是一種增強MIPS自身優勢的聰明做法,而且也沒有太大損失。」對於一些SoC設計師來說,「MIPS可能是RISC-V的替代方案。」

UltraSoC是一家位於劍橋的英國公司,為嵌入式系統提供先進的除錯和分析技術,也是RISC-V的積極支持者。然而,Baines一直認為選擇處理器核心「不應該是一場宗教戰爭」。對於異質系統晶片架構師和設計師來說,要選擇不同的處理器,而ISA只是一個小的考慮因素,更大的挑戰是如何應對「整個系統」的複雜性問題。

產業觀察家們都比較認可MIPS具備較佳的成熟度。

Gwennap說:「MIPS ISA比RISC-V更完整。例如,它包括DSP和SIMD擴展,而這些擴展仍然處於RISC-V委員會的討論之中。」

此外,MIPS是經過商業成功驗證的ISA,二十多年來已經出貨數十億,Gwennap表示,「MIPS軟體發展工具也更加成熟。」此外,他指出:「MIPS還有專利保護,可以集中管理以避免ISA碎片化問題,而這兩者都是RISC-V所缺乏的。這些因素使得MIPS在商業實施方面具有一定優勢,特別是針對客戶的核心。」

MIPS的挑戰

據MIPS稱,MIPS開放計畫的參與者可以免費獲得最新版本的32位元和64位元MIPS ISA,無需支付授權許可費用和版稅。

MIPS未來的成功在很大程度上取決於社區的努力。Swift承認:「能否建立一個充滿活力和蓬勃發展的生態社區是成功的關鍵」。「開放原始碼不能只是一句空洞的口號。必須全力支持和妥善管理全面的開放原始碼工作,生態社區必須能夠支持自身的發展,」他補充。

那麼,誰來管理MIPS Open專案呢?

Swift說,指導委員會仍在討論中。正確的管理對於維持MIPS客戶的信心十分重要,要確保MIPS開放生態系統所提供的開發工具、應用,以及其他增值功能和服務能夠適應新的應用實施場景。

正如Baines所指,「就像RISC-V基金會必須保持其指令的標準統一以避免碎片化一樣,MIPS也必須維持這樣的環境。」

Swift自己深知構建開放原始碼社區所面臨的挑戰。他曾擔任RISC-V基金會行銷委員會的副主席,而且仍然是prpl基金會的主席。

當被問及誰將負責MIPS Open專案時,Swift建議成立一個新的基金會,或將其移交給現有的開放原始碼組織來管理,比如prpl基金會。

prpl基金會成立於2015年,是一個開放原始碼、社區驅動的聯盟。據Swift稱,該基金會專注於嵌入式設備的安全性和互通性,例如用戶端設備、物聯網和家庭閘道系統等。其成員包括Arris技術、英特爾、沃達豐(Vodafone)、高通(Qualcomm)、博通(Broadcom)等。

Baines也認同,並指出「prpl基金會可能是一個不錯的選擇」。但Swift明確表示目前尚未決定。

根據Wave Computing發佈的新聞,目前MIPS開放專案將由Wave Computing和一個諮詢委員會負責協調,該委員會將包括產業知名廠商、合作夥伴、大學和技術優秀人才等,他們將幫助指導由社區驅動的MIPS創新。此外,Wave Computing指出,MIPS開放項目還將包括驗證合作夥伴的認證,他們將協助保證實施的相容性並防止架構碎片化。

授權許可收入怎麼辦?

透過開放原始碼,Wave Computing可能還可以在RISC-V蓬勃發展的時代拯救MIPS。正如Gwennap所提:「這種作法讓MIPS更難獲得授權許可收入。」他還說道:「真正的挑戰在於找到一種能夠平衡開放和創收的商業模式。」

對於Wave Computing,要想利用授權IP許可的計畫來宣傳推廣其「AI for All」的願景,MIPS將是加速其AI進入市場的關鍵。Wave Computing資深副總裁兼商務長(CBO)Lee Flanagin在新聞聲明中表示:

在MIPS開放專案下開發的MIPS解決方案將是我們現有和未來的MIPS IP核的很好補充,Wave Computing將繼續在全球範圍內創建和許可完整的系統、方案和IP。這將為當前和新的MIPS客戶提供廣泛的方案選擇,不但有助於其SoC設計,而且還可以接觸充滿活力的MIPS開發社區和生態系統。

在之前的採訪中,Swift表示MIPS的策略是利用其「多執行緒架構、快取一致性和異質集群來實現AI優勢。」

MIPS專利跑哪去了?

很長時間以來,MIPS飽受產業分析師對其架構老化的質疑。除了MIPS一些專利已經過期之外,MIPS在2012年被Imagination收購時,MIPS專利的出售也導致其聲譽進一步受到損害。

在向Imagination出售的同時,MIPS還簽訂了一項出售專利給Bridge Crossing的單獨協議。Bridge Crossing支付3.5億美元獲得了MIPS總共580項專利資產中的498項,與此同時,MIPS保留了與MIPS架構直接相關的其餘82項專利,並且還獲得了出售給Bridge Crossing的所有專利的免版稅、永久許可使用權。

Wave Computing向《EE Times》解釋,在歸屬Imagination期間,許多MIPS專利許可又從Bridge Crossing手中回到MIPS。儘管MIPS專利經歷了這樣那樣的所有權曲折,但Wave Computing仍宣佈「MIPS開放項目的參與者將可獲得MIPS全球數百項現有專利的使用權。」

中國因素

任何對MIPS未來的預測都必須考慮中國因素。在中國企業和組織紛紛加入RISC-V之前的很長一段時間裡,中國都將MIPS當成心肝寶貝。中科院運算技術研究所(ICT)主導開發的幾代龍芯(Godson)晶片都是基於MIPS架構,且中國政府透過龍芯超級運算專案也對MIPS一直保持高度的重視。

雖然目前中國大多數無晶圓廠(Fabless)晶片公司都專注於屬於Arm陣營的智慧型手機領域,但神州龍芯、珠海炬芯和北京君正仍在使用MIPS。Swift對中國的大多數MIPS設計公司非常熟悉,「因為我與他們合作過,」他告訴我們。鑒於中國對RISC-V的興趣如此高漲,Swift認為MIPS的開放舉措「在中國恰逢其時」。

隨著MIPS的開放,大家更為關注的是Arm的反應。然而,我們也難以想像Arm也跟著走向開放。Baines表示,與MIPS相比,「Arm走向開放原始碼將是一個爆炸性新聞,但是,Arm將會失去很多。」

(參考原文: MIPS Goes Open Source,by Junko Yoshida)