MIPS現(xiàn)在專(zhuān)注于其特定應(yīng)用的數(shù)據(jù)移動(dòng)核心，正瞄準(zhǔn)AI應(yīng)用，并謹(jǐn)慎發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。MIPS的CEO Sameer Wasson在接受EE Times采訪(fǎng)時(shí)表示：“MIPS面臨一個(gè)選擇，因?yàn)槲覀兊拇蠖鄶?shù)RISC-V競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手也在公開(kāi)或私下努力轉(zhuǎn)向AI。我們選擇了看其他人沒(méi)有很好解決的問(wèn)題，并嘗試將其與我們能做得更好的事情相匹配。”

對(duì)MIPS來(lái)說(shuō)，這意味著數(shù)據(jù)移動(dòng)——這是MIPS歷史和專(zhuān)業(yè)知識(shí)中的重要部分，對(duì)于高性能AI芯片和系統(tǒng)至關(guān)重要。

“我們想解決的問(wèn)題是構(gòu)建最好的數(shù)據(jù)處理引擎，”Wasson說(shuō)。“這項(xiàng)任務(wù)可能沒(méi)有相對(duì)于A(yíng)I IP的那種熱度，但坦率地說(shuō)，我對(duì)此非常滿(mǎn)意，因?yàn)檫@讓我們能夠低調(diào)行事。”

他補(bǔ)充道，客戶(hù)長(zhǎng)期以來(lái)一直在構(gòu)建自己的專(zhuān)有數(shù)據(jù)移動(dòng)核心。MIPS希望取代這些專(zhuān)有核心。

“AI架構(gòu)需要演變。”Wasson說(shuō)。“數(shù)據(jù)移動(dòng)引擎成為DPU，從CPU或GPU卸載變得關(guān)鍵。這樣我們才能實(shí)現(xiàn)300 Gb/s或3 Tb/s或所需的任何速度。”

更高效的數(shù)據(jù)移動(dòng)可以通過(guò)提高CPU、GPU和加速器的利用率來(lái)幫助解決數(shù)據(jù)中心的功耗問(wèn)題，并通過(guò)提高數(shù)據(jù)移動(dòng)效率來(lái)改善熱考慮。

MIPS在當(dāng)今數(shù)據(jù)中心AI系統(tǒng)中看到其DPU核心的多個(gè)應(yīng)用機(jī)會(huì)。這包括從主機(jī)CPU卸載數(shù)據(jù)移動(dòng)，使用并行和多線(xiàn)程來(lái)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的內(nèi)聯(lián)處理，比如MIPS的某個(gè)智能網(wǎng)卡客戶(hù)所做的那樣。數(shù)據(jù)移動(dòng)的新興應(yīng)用包括AI計(jì)算和存儲(chǔ)，旁邊是GPU和定制AI加速器。

Wasson對(duì)新內(nèi)存技術(shù)的潛力特別感興趣——智能CXL結(jié)構(gòu)或智能DIMM——這些地方MIPS的多線(xiàn)程、PPA優(yōu)化的RISC-V核心非常適用。

“到目前為止，我們一直在將數(shù)據(jù)傳送到控制側(cè)進(jìn)行處理，”他說(shuō)。“如果我們把控制器帶到數(shù)據(jù)那邊呢？這是近內(nèi)存計(jì)算……可用市場(chǎng)總量巨大。”

愿景是將小型計(jì)算核心嵌入到內(nèi)存中，而不是相反。隨著CXL支持的內(nèi)存池化成為現(xiàn)實(shí)，有機(jī)會(huì)進(jìn)行一些預(yù)處理，如流量整形和優(yōu)先級(jí)排序。

“從系統(tǒng)層面考慮流水線(xiàn)，”他說(shuō)。“什么數(shù)據(jù)會(huì)先需要？接下來(lái)需要什么數(shù)據(jù)？即使你只能從事務(wù)中節(jié)省微秒時(shí)間，由于事務(wù)數(shù)量龐大，這也會(huì)累積起來(lái)，所以你開(kāi)始提高CPU利用率，從而減少所需的CPU數(shù)量，減少所需的功率。”

數(shù)據(jù)中心客戶(hù)今天將內(nèi)存視為資本支出（CapEx）和運(yùn)營(yíng)支出（OpEx）問(wèn)題，Wasson說(shuō)，當(dāng)內(nèi)存池閑置等待計(jì)算時(shí)，OpEx尤其糟糕。

“你不能把x86核心放在那里，因?yàn)槟侨匀皇且粋€(gè)大核心，”他說(shuō)。“想想小型處理任務(wù)——數(shù)據(jù)導(dǎo)向的實(shí)時(shí)處理任務(wù)。這就是將要出現(xiàn)的。”

存儲(chǔ)也是高效AI數(shù)據(jù)移動(dòng)的一個(gè)巨大機(jī)會(huì)，他說(shuō)。

GPU和AI加速器是一個(gè)新興的機(jī)會(huì)。在GPU中，處理被分為標(biāo)量、矢量和矩陣乘法。矩陣乘法加速引起了很多關(guān)注，但標(biāo)量部分呢？

“在很多方面，標(biāo)量是最無(wú)聊的部分，但它在很多方面也是最難的部分，因?yàn)橹挥腥夜驹谧觯盬asson說(shuō)。“如果你能滿(mǎn)足定制加速器的新興市場(chǎng)需求，但標(biāo)準(zhǔn)化編程模型，你就會(huì)開(kāi)始解決最大的一個(gè)問(wèn)題，那就是軟件，而不是硬件。”

數(shù)據(jù)移動(dòng)

MIPS核心的主要特性包括硬件多線(xiàn)程能力和緊耦合內(nèi)存，以及啟用異構(gòu)計(jì)算和一致性系統(tǒng)互連的能力。這些共同構(gòu)成了Wasson喜歡稱(chēng)之為“MIPSiness”的品質(zhì)。

“這基本上是MIPS的傳統(tǒng)——MIPSiness——被傳承下去，”他說(shuō)。

MIPS核心具有硬件多線(xiàn)程和緊耦合內(nèi)存。（來(lái)源：MIPS）

MIPS數(shù)據(jù)移動(dòng)解決方案通常是一個(gè)核心集群，通常所有核心都是相同類(lèi)型（MIPS也有亂序執(zhí)行的P核心和順序執(zhí)行的I核心）以及MIPS一致性管理器。

“大客戶(hù)喜歡MIPS，因?yàn)槲覀冊(cè)试S他們以原生格式將定制加速器連接到流水線(xiàn)中，”Wasson說(shuō)，舉例說(shuō)明了自動(dòng)駕駛汽車(chē)（AV）芯片制造商Mobileye作為客戶(hù)。“這意味著更好的性能和成本。”

緊耦合內(nèi)存為定制加速器、矢量引擎或DSP提供了低延遲，而硬件多線(xiàn)程和硬件虛擬化等功能增加了靈活性。

所有這些功能都是通過(guò)定制指令啟用的。MIPS繼續(xù)投資其工具，以允許客戶(hù)添加自己的指令。這種能力以前廣泛應(yīng)用于MIPS ISA。

“我的研發(fā)費(fèi)用的15%到20%用于工具，但我們不是工具公司，”Wasson說(shuō)。“我們是一家計(jì)算和IP公司，我們通過(guò)工具啟發(fā)客戶(hù)，以便他們可以編寫(xiě)定制指令，但我們?nèi)匀回?fù)責(zé)提供性能。”

Wasson補(bǔ)充說(shuō)，MIPS的客戶(hù)參與模式是其IP的關(guān)鍵部分。

“這里有一個(gè)價(jià)值鏈，作為一家計(jì)算IP公司，我們必須明確我們帶來(lái)的價(jià)值是什么，”他說(shuō)。“我們不會(huì)通過(guò)超越客戶(hù)來(lái)帶來(lái)價(jià)值。我們是客戶(hù)的推動(dòng)力，我想確保我們會(huì)一直如此。”

RISC-V轉(zhuǎn)型

MIPS在2018年從MIPS ISA轉(zhuǎn)向RISC-V。有兩種方法可以過(guò)渡到RISC-V，Wasson說(shuō)：在你的ISA之上構(gòu)建一個(gè)轉(zhuǎn)換器（需要六個(gè)月時(shí)間）或完全過(guò)渡（需要六年時(shí)間）。MIPS選擇了后者。

“[過(guò)渡到RISC-V]絕對(duì)是正確的決定，”Wasson說(shuō)。“專(zhuān)有架構(gòu)存在是因?yàn)闅v史原因，而且因?yàn)橛布こ處熃y(tǒng)治著半導(dǎo)體世界。但我們的客戶(hù)是軟件工程師。我們希望滿(mǎn)足我們的客戶(hù)基礎(chǔ)，簡(jiǎn)單明了。”

RISC-V帶來(lái)了標(biāo)準(zhǔn)化的好處，同時(shí)允許足夠的差異化實(shí)現(xiàn)，使MIPS能夠保持其“MIPSiness”，Wasson辯稱(chēng)。

“市場(chǎng)上缺乏教育，因?yàn)镽ISC-V的營(yíng)銷(xiāo)方式，”Wasson指出大多數(shù)人認(rèn)為RISC-V是潛在的Arm殺手。“這個(gè)故事對(duì)媒體和投資者群體很有吸引力，但我認(rèn)為你這樣說(shuō)會(huì)限制它的潛力。RISC-V的潛力要大得多，如果你考慮RISC-V可以從系統(tǒng)角度做什么。”

RISC-V可以在提供同質(zhì)ISA的同時(shí)保持系統(tǒng)的異質(zhì)性，他說(shuō)。

“如果你想讓系統(tǒng)重視數(shù)據(jù)處理，你可以，”他說(shuō)。“如果你想讓它重視信號(hào)處理，你可以。如果你想讓它重視定制加速，你可以。所以從軟件角度來(lái)看，想象一下你帶來(lái)的簡(jiǎn)單性。”

今天的SoC可能有一個(gè)Arm核心，一個(gè)DSP和一個(gè)定制加速器——所有這些都是不同的ISA——給軟件開(kāi)發(fā)者帶來(lái)了多個(gè)編譯器。RISC-V可以減少這種復(fù)雜性，并最終降低成本。

“根據(jù)我們?cè)诳蛻?hù)方面看到的情況，人們開(kāi)始使用RISC-V來(lái)解決SoC上的幾乎每個(gè)問(wèn)題，”他說(shuō)。“這將帶來(lái)下一輪創(chuàng)新，即簡(jiǎn)化你的軟件棧，并專(zhuān)注于真正的問(wèn)題，而不是試圖管理多個(gè)棧。”

雖然Wasson不認(rèn)為Arm會(huì)消失，但RISC-V最終將取代許多專(zhuān)有ISA，因?yàn)榭蛻?hù)想要標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)工具。

現(xiàn)有的MIPS客戶(hù)需要為新的MIPS RISC-V核心重新編譯，但Wasson表示，由于公司有目的的設(shè)計(jì)決策，過(guò)渡應(yīng)該是順利的。

“軟件是為機(jī)器定義的，它是多線(xiàn)程的，緩存一致的，等等，”他說(shuō)。“當(dāng)我們從MIPS ISA過(guò)渡到RISC-V ISA時(shí)，我們沒(méi)有過(guò)渡到一個(gè)通用核心，我們保持了MIPSiness。在某些情況下，甚至內(nèi)存映射都是完全相同的，客戶(hù)多年來(lái)編寫(xiě)和維護(hù)的應(yīng)用代碼或固件幾乎不需要更改。”

客戶(hù)的痛點(diǎn)更多的是從Arm遷移到RISC-V，他說(shuō)，盡管他預(yù)計(jì)長(zhǎng)期（在未來(lái)7-10年內(nèi)）從Arm遷移的客戶(hù)只占其客戶(hù)基礎(chǔ)的三分之一。其余的將是解決新問(wèn)題和新興問(wèn)題的人。

應(yīng)用重點(diǎn)

保持MIPSiness的一部分是保持公司的強(qiáng)大應(yīng)用重點(diǎn)。對(duì)于A(yíng)I數(shù)據(jù)移動(dòng)，MIPS的重點(diǎn)是定制AI在數(shù)據(jù)中心的解決方案，以及ADAS和AV。

這些細(xì)分市場(chǎng)包括數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)移動(dòng)（用于DPU、內(nèi)存、存儲(chǔ)和新興的GPU/加速器領(lǐng)域）和汽車(chē)應(yīng)用，包括軟件定義車(chē)輛、電動(dòng)汽車(chē)和ADAS等延遲關(guān)鍵應(yīng)用。

“了解這些應(yīng)用導(dǎo)向的東西，這將使我們能夠與專(zhuān)有架構(gòu)競(jìng)爭(zhēng)，因?yàn)樘拱渍f(shuō)，這就是你會(huì)找到它們的地方。”Wasson說(shuō)。

Wasson的計(jì)劃是將MIPS的重點(diǎn)限制在幾個(gè)關(guān)鍵應(yīng)用上，并堅(jiān)持做IP公司，沒(méi)有計(jì)劃成為芯片供應(yīng)商。

“在這里，作為一家IP公司是有幫助的，”他說(shuō)。“如果你專(zhuān)注于你的優(yōu)勢(shì)和某些應(yīng)用，你仍然會(huì)找到大量想要構(gòu)建這種技術(shù)的人，因?yàn)槟銓⒎?wù)于許多SoC和許多系統(tǒng)。所以你的TAM會(huì)增加，因?yàn)槟闶且患襂P公司。”

2018年，MIPS被Wave Computing收購(gòu)，后者是首批AI芯片初創(chuàng)公司之一，但最終破產(chǎn)。MIPS在Wave內(nèi)部被視為一個(gè)獨(dú)立的業(yè)務(wù)單元，繼續(xù)繁榮發(fā)展。公司保留了Wave的IP——Wasson有計(jì)劃在近期提供AI加速器IP核心嗎？

“一次只做一件事！”Wasson笑著說(shuō)。