MIPS架構(gòu)處理器是全球最早的RISC處理器也是最早推出64位架構(gòu)的處理器，與ARM處理器專注移動(dòng)便攜領(lǐng)域不同，MIPS處理器在數(shù)字電視、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、機(jī)頂盒、ADAS、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，隨著人工智能時(shí)代來(lái)臨，MIPS架構(gòu)處理器有哪些新的發(fā)展趨勢(shì)？在最近閉幕的CES2017上，我采訪了著名的IP處理器供應(yīng)商Imagination公司MIPS 處理器 IP 執(zhí)行副總裁Jim Nicholas，與他就MIPS處理器未來(lái)發(fā)展進(jìn)行了互動(dòng)，他分享了MIPS架構(gòu)處理器未來(lái)發(fā)展的策略。

Jim Nicholas在加入Imagination之前，Nicholas 先后在多家公司擔(dān)任管理職務(wù)，包括意法半導(dǎo)體公司單片機(jī)部門總經(jīng)理、ARM處理器部門營(yíng)銷副總裁、意法-愛(ài)立信（ST-Ericsson）和意法半導(dǎo)體處理器子系統(tǒng)及生產(chǎn)部門副總裁兼總經(jīng)理等，因此他對(duì)處理器技術(shù)發(fā)展如數(shù)家珍，并能從底層談到處理器的未來(lái)發(fā)展，以下是他的交流。

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1、問(wèn)：MIPS處理器目前主要在哪些領(lǐng)域應(yīng)用？

Jim Nicholas：MIPS架構(gòu)處理器應(yīng)用非常廣泛，擴(kuò)展性很好， MIPS處理器是唯一一個(gè)在64位和32位不需要模式切換的處理器。MIPS架構(gòu)處理器的特點(diǎn)是能效很高，它有很多獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，例如：多線程、可擴(kuò)展的虛擬化、多域安全等。由于ARM在移動(dòng)領(lǐng)域很成功，因此我們的策略是聚焦其他嵌入式領(lǐng)域和新興領(lǐng)域，如機(jī)頂盒、數(shù)字電視和網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，在這些領(lǐng)域我們?cè)谌蛘加休^大市場(chǎng)份額，另外，我們也看重一些新興領(lǐng)域，例如汽車安全ADAS領(lǐng)域，我們的客戶Mobileye把MIPS處理器應(yīng)用到眾多知名汽車品牌商，例如寶馬、通用等是它的客戶，基于MIPS處理器架構(gòu)的 Mobileye ADAS方案通過(guò)人工智能實(shí)現(xiàn)了前車碰撞預(yù)警FCW、車道偏離預(yù)警LDW、行人碰撞預(yù)警PCW、車距檢測(cè)預(yù)警HMW、智能遠(yuǎn)光控制IHC、限速提示SLI、交通標(biāo)志識(shí)別TSR等7種檢測(cè)。Mobileye還利用我們最新的MIPS I6500設(shè)計(jì)其面向自動(dòng)駕駛汽車市場(chǎng)的EyeQ5 SoC。我們都知道驅(qū)動(dòng)ADAS發(fā)展的是人工智能技術(shù)，這也是MIPS處理器可以發(fā)揮優(yōu)勢(shì)的地方，我們的多線程技術(shù)有很大的優(yōu)勢(shì)，因此我們更希望MIPS處理器用在跟人工智能有關(guān)的領(lǐng)域如ADAS、工業(yè)IoT以及其他新興如智慧城市、AR/VR、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域。

2、問(wèn)：相比其他架構(gòu)處理器，MIPS處理器的最顯著優(yōu)勢(shì)或者特點(diǎn)是什么？

Jim Nicholas：主要是兩大特點(diǎn)，一個(gè)是多線程，該技術(shù)和我們現(xiàn)在常見(jiàn)的X86里用的單核雙線程或者是雙核四線程非常類似。我們是唯一一個(gè)可以提供多線程授權(quán)的技術(shù)，通過(guò)多線程技術(shù)可以在很小的開(kāi)銷基礎(chǔ)上，顯著地提升性能。另外一個(gè)就是硬件虛擬化，我們能在所有系列內(nèi)核中，從最低端的MCU等級(jí)處理器到最高端的P6600都支持硬件虛擬化，它通過(guò)硬件協(xié)助來(lái)虛擬出多個(gè)執(zhí)行空間。各個(gè)執(zhí)行空間之間實(shí)現(xiàn)物理間隔，確保了安全性，這是其他架構(gòu)還做不到的。

3、問(wèn)：在智能物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，基于MIPS架構(gòu)的MCU優(yōu)勢(shì)是哪些？

Jim Nicholas：MIPS架構(gòu)的處理器的優(yōu)勢(shì)是指令集通用、結(jié)構(gòu)非常完整，在安全性和性能上有很大優(yōu)勢(shì)，隨著MCU日益往高性能發(fā)展，基于MIPS架構(gòu)的MCU可以用較少的面積實(shí)現(xiàn)很高性能，可以滿足該領(lǐng)域中對(duì)處理器性能日益增長(zhǎng)的需求。同時(shí)剛才講也過(guò)，MIPS的即使低端的MCU等級(jí)處理器都能夠支持硬件虛擬化，因此可以確保極高的安全性。此外，MIPS架構(gòu)可以使用到多線程技術(shù)，這可以給客戶帶來(lái)很多好處，尤其是在人工智能應(yīng)用領(lǐng)域。最后，MIPS架構(gòu)MCU在實(shí)時(shí)性應(yīng)用方面的優(yōu)勢(shì)也比較明顯。

4、問(wèn)：Imagination如何推動(dòng)MIPS MCU在中國(guó)的應(yīng)用？

Jim Nicholas：中國(guó)是一個(gè)非常重要的MCU市場(chǎng)，Imagination非常重視中國(guó)市場(chǎng)，我們?cè)谥袊?guó)上?？偛吭O(shè)有MIPS處理器的研發(fā)部門以及技術(shù)支持工程師團(tuán)隊(duì)，在2015年劉國(guó)軍擔(dān)任中國(guó)區(qū)總經(jīng)理以后，他也加強(qiáng)了工程技術(shù)支持，推動(dòng)MIPS架構(gòu)MCU在中國(guó)的應(yīng)用，未來(lái)我們還會(huì)進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)中國(guó)的投入。

5、在移動(dòng)CPU領(lǐng)域，除了目前ARM的大小核架構(gòu)外還其他更好的架構(gòu)嗎？

Jim Nicholas：大小核架構(gòu)是以犧牲面積來(lái)獲取高性能和低功耗的做法，未必是最好的架構(gòu)，我們看到所有大核和小核共享時(shí)鐘、存儲(chǔ)以及總線等，在大小核切換的時(shí)候，有一定的時(shí)間內(nèi)是大小核都工作，此外也需要處理器完成監(jiān)控和分析工作，這些都需要功耗的。而MIPS處理器利用獨(dú)特的多線程和多核技術(shù)解決此問(wèn)題。此外，在整個(gè)系統(tǒng)中CPU并不是耗電大戶，因此IC設(shè)計(jì)者除了要考慮CPU的功耗外，更要注意降低系統(tǒng)功耗。

實(shí)際上，移動(dòng)處理器廠商需要更靈活更有彈性的架構(gòu)，我們認(rèn)為異構(gòu)處理器是一個(gè)不錯(cuò)的選擇，異構(gòu)處理器可以讓各個(gè)計(jì)算單元做自己最擅長(zhǎng)的工作，另外還可以避免顯式拷貝，最新的異構(gòu)計(jì)算理論上要求實(shí)現(xiàn)CPU、GPU、DSP等計(jì)算單元實(shí)現(xiàn)內(nèi)存統(tǒng)一尋址，使CPU、GPU等計(jì)算單元可以共享內(nèi)存，不必將數(shù)據(jù)復(fù)制一份到對(duì)方的內(nèi)存區(qū)域中。這樣程序員們不用干預(yù)不同計(jì)算單元的內(nèi)存管理，能有效降低編程的復(fù)雜度。

不同內(nèi)核直接cache級(jí)一致性管理和互通，這是異構(gòu)處理器最大的技術(shù)難點(diǎn)也是區(qū)別于普通多核SoC的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。

6、問(wèn)、MIPS架構(gòu)如何支持異構(gòu)處理器應(yīng)用？

Jim Nicholas：我們?cè)谌ツ?0月發(fā)布了新的 Warrior I-class I6500 CPU，這款處理器是采用了多線程、多核、多集群設(shè)計(jì)，可為多核異構(gòu)設(shè)計(jì)提供全新處理能力和靈活性。其目標(biāo)應(yīng)用包括ADAS系統(tǒng)、無(wú)人駕駛汽車、網(wǎng)絡(luò)、無(wú)人機(jī)、工業(yè)自動(dòng)化、安全、視頻分析、機(jī)器學(xué)習(xí)以及其他日益依賴于異構(gòu)運(yùn)算的各種應(yīng)用。

I6500能夠在集群內(nèi)部實(shí)現(xiàn)具有緩存一致性管理和優(yōu)化的CPU 多核配置，即：“內(nèi)部異構(gòu)”，（Heterogeneous Inside），也能根據(jù)系統(tǒng)需求，在芯片上部署各種配置的 CPU 集群和 GPU 或加速器集群，即：“外部異構(gòu)”，（ Heterogeneous Outside） 。

另外，一個(gè)單核I6500物理核可以根據(jù)配置來(lái)實(shí)現(xiàn)是單線程還是多線程，這些物理核還可以組成集群，每一個(gè)集群最多可以是6個(gè)核。每一個(gè)核又可以配置為單線程或者是雙線程或者是四線程。而且每一個(gè)物理核的配置不會(huì)影響其他物理核，所以有很好的靈活性。

我們?cè)谠O(shè)計(jì)的時(shí)候，可以使每一個(gè)物理核能夠使用單獨(dú)電壓域供電和單獨(dú)時(shí)鐘頻率，這樣的話，我們就可以設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)，它跟市場(chǎng)上其他的同類產(chǎn)品有很大的差異化。

7、問(wèn)、現(xiàn)在人工智能技術(shù)很火爆，Imagination如何支持人工智能？

Jim Nicholas ： 從這次CES來(lái)看，人工智能技術(shù)確實(shí)很火爆，很多產(chǎn)品都開(kāi)始和人工智能聯(lián)系，作為一家提供CPU，GPU， ISP等IP的公司，我們的策略是給廠商提供人工智能所需的最基礎(chǔ)技術(shù)而不是AI模塊，以目前發(fā)展來(lái)看，未來(lái)人工智能一定由GPU和FPGA等來(lái)主導(dǎo)，而我們擁有最強(qiáng)大的移動(dòng)GPU，Imagination已經(jīng)在PowerVR GPU上實(shí)現(xiàn)人工智能的加速算法，從我的觀察看人工智能算法要針對(duì)應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化，我們的團(tuán)隊(duì)會(huì)配合客戶做好優(yōu)化，對(duì)于中國(guó)地區(qū)的人工智能公司，劉國(guó)軍領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)也會(huì)給予大力的支持。