本刊特約評論員 黃樂天

9月 5日，Imagination Technologies宣布發(fā)布高效的 MIPS Warrior I6400系列產(chǎn)品，這是第一款結(jié)合 64位架構(gòu)與硬件虛擬化技術(shù)的 IP內(nèi)核。這是繼Imagination公司發(fā)布了32位Warrior P5600之后有一個大動作。在收購了MIPS處理器的核心架構(gòu)之后，Imagination公司開始頻繁發(fā)力，在各個領(lǐng)域均準(zhǔn)備與ARM展開競爭。不知道 Imagination公司采用“Warrior”(中文媒體大多翻譯為勇士)為處理器命名的時候，是否也是受到“狹路相逢勇者勝”的啟發(fā)。在目前的ARM和X86兩強(qiáng)獨大的處理器架構(gòu)競爭態(tài)勢下，確實需要有一位勇士出來披荊斬棘，才有可能讓MIPS重新屹立于這硝煙彌漫的戰(zhàn)場。

“勇士”的新裝備

面對已然不利的局面，“勇士”到底有什么樣的“武器裝備”能夠讓他有收復(fù)失地的能力呢？從目前發(fā)布的資料來看，此次“勇士”處理器主要宣傳了七大亮點。下面我們可以對各大亮點逐一加以分析，從而窺視這位“勇士”披掛的一身“裝備”。

(1)高效、可擴(kuò)展的 64位性能：作為一個處理器內(nèi)核架構(gòu)，性能當(dāng)然是首先要宣傳的重要指標(biāo)。跑分雖然不是萬能的，但是沒有跑分是萬萬不能的?！坝率俊碧柗Q CoreMark性能指標(biāo)比競爭對手要高50%，DMIPS高出30%。不知道勇士指的競爭對手是哪一號的處理器，但很顯然應(yīng)該是ARMA5X中的某一款。相比于單純的跑分，“勇士”號稱的可擴(kuò)展性可能更加重要。畢竟作為一款高性能的64位處理器，其主要的應(yīng)用場合恐怕很難只用一個核解決。同時作為一個依靠圖像處理器起家的公司，Imagination公司手頭一定也掌握了不少圖形處理器相關(guān)的IP核。Imagination公司宣傳可以構(gòu)建為非常多樣化的性能、功耗和面積運行組合，但這一點說得比較模糊，并沒有特別的指出是處理器本身的裁剪、多個處理器擴(kuò)展還是和其他的協(xié)處理器IP核組合。時至今日，面對從高性能的服務(wù)器到低功耗嵌入式設(shè)備如此寬的應(yīng)用范圍，高擴(kuò)展性已經(jīng)是比單純的性能和跑分更需要關(guān)心的問題。如何能讓客戶自由地選擇或者定制適合自己的處理器，遠(yuǎn)比跑分本身更加重要。而這方面希望看到Imagination公司能夠有更詳細(xì)的信息發(fā)布。

(2)硬件多線程：I6400內(nèi)置的即時多線程 （SMT）技術(shù)，Imagination公司認(rèn)為，把一個物理I6400核分為兩個硬件線程將增加其物理容量空間約10%,同時提升 30%至 60%的性能。理論上來說這并沒有錯，但是即時多線程技術(shù)并不是單純依靠硬件可以解決的。除了操作系統(tǒng)的支持之外，還需要應(yīng)用的本身是有多進(jìn)程處理的需求。服務(wù)器無需多言，目前智能手機(jī)和平板已經(jīng)有了很明確的多線程應(yīng)用需求。所以此時把硬件多線程作為一個賣點重點突出，應(yīng)該是恰逢其時。

黃樂天，網(wǎng)名老莫。任教于電子科技大學(xué)，非著名知道分子

(3)硬件虛擬化：硬件虛擬化可提供更高的安全性與可靠性，并有助于為整個系統(tǒng)和SoC實現(xiàn)統(tǒng)一的安全性和虛擬化策略。硬件虛擬化技術(shù)的工作原理就是為虛擬化客戶操作系統(tǒng)和裸機(jī)應(yīng)用程序分配一個四位寬的ID號(從1至15)，其中0是為系統(tǒng)管理程序而保留的，然后把這些ID號供剩余的系統(tǒng)級芯片硬件使用。通過這種方式其實保證了應(yīng)用程序只訪問與自己相關(guān)的硬件，可以隔絕應(yīng)用程序多種不安全的行為。

(4)下一代安全性：在虛擬化的支持基礎(chǔ)上，I6400內(nèi)核已經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計，可支持多種獨立的安全內(nèi)容與多種獨立的執(zhí)行域。同時Imagination公司宣稱這一解決方案具備可擴(kuò)展性，可支持跨各種應(yīng)用與內(nèi)容來源的安全內(nèi)容傳送、安全支付、身份保護(hù)以及更多功能。在移動終端應(yīng)用日益豐富且安全問題受到前所未有重視的今天，強(qiáng)調(diào)安全性無疑是非常重要的。

(5)先進(jìn)的功耗管理：I6400擁有支持MIPS架構(gòu)的PowerGearingTM先進(jìn)功耗管理功能，其中包括能為異構(gòu)集群中的每個內(nèi)核提供專屬的時鐘與電壓水平，并同時維持整個CPU的一致性。為異構(gòu)集群每個內(nèi)核提供專屬的時鐘與電壓水平這個不算是什么新鮮的計算，電壓島設(shè)計已經(jīng)是現(xiàn)代處理器低功耗設(shè)計的標(biāo)配了。但維持異構(gòu)多核系統(tǒng)的一致性卻是一個大問題。要控制各個處理器核把電壓和頻率降下來不是問題，但是這些工作在不同電壓頻率且又是異構(gòu)的核能夠正常而穩(wěn)定的持續(xù)工作下去，還需要考慮到管理策略、容錯性等一系列問題。I6400采用最新 一 代 的 MIPS Coherency Manager(MIPS一致性管理員)架構(gòu)來解決這一問題，但其具體細(xì)節(jié)尚不得而知。

(6)高效 FPU：這沒什么好說的，高性能計算標(biāo)配。

(7)128位 SIMD：I6400可支持128位SIMD功能，能在數(shù)據(jù)平行應(yīng)用中充分發(fā)揮SIMD運行的效率，來為廣泛的任務(wù)提供高性能與高處理能力。多核處理器的下一步必然是往以后方向發(fā)展，SIMD在信號處理等各類應(yīng)用中有著重要的作用而必然作為一個重要的加速器IP核受到SoC設(shè)計者的重視。而Imagination公司作為一個以圖形圖像處理IP設(shè)計見長的公司，對于這類IP的設(shè)計和應(yīng)用自然更加地得心應(yīng)手。隨著語言識別、圖像分析等一系列智能算法的廣泛應(yīng)用，尤其是在嵌入式智能設(shè)備上的應(yīng)用，如何高效地使用SIMD處理器作為重要的算法加速器已經(jīng)成為必須要面對的問題。提供高效的SIMD處理器固然重要，但與之配套的一系列后續(xù)軟件的開發(fā)也同樣重要。

“勇士”何以變“王者”？

在盤點完 “勇士”的7件“裝備”之后，我們基本可以得出這么一個結(jié)論：這是一個裝備齊全而又中規(guī)中矩的 “勇士”?！坝率俊钡母鞣N技術(shù)均是目前已經(jīng)成熟的主流技術(shù)，但其配置相對處于高端位置。起碼從各種紙面指標(biāo)來看，“勇士”已經(jīng)具備了成為一款優(yōu)秀的處理器的潛質(zhì)。但“勇士”和“王者”之間的距離，卻還需要有很長的路要走。

其一是要解決戰(zhàn)場問題。Imagination公司雖然宣布 “勇士”已經(jīng)在多個市場擁有了授權(quán)客戶，但面對已經(jīng)占據(jù)了優(yōu)勢的X86系列和ARM系列處理器，在某一個市場集中優(yōu)勢打開缺口恐怕更為重要。處理器的市場特殊就在于，先進(jìn)的技術(shù)并不能替代良好的服務(wù)和豐富的資源。尤其是現(xiàn)在X86和ARM分別在不同的領(lǐng)域中都已經(jīng)積累了大量資源的現(xiàn)實條件下，“勇士”如何選好戰(zhàn)場，對于后續(xù)殺出重圍就顯得特別關(guān)鍵。在這里我倒是想冒昧地給勇士建議一個戰(zhàn)場：“微服務(wù)器和霧計算”。這個戰(zhàn)場意味著要把家庭網(wǎng)關(guān)或WiFi熱點都變成微型的服務(wù)器，從而在網(wǎng)絡(luò)的邊緣分擔(dān)大部分計算任務(wù)來減少由于通信延遲造成的云計算瓶頸。而這些設(shè)備原本就是MIPS處理器的主要地盤，從各種資源來看會有一定的繼承性和助力。

其二就是解決好后援問題，不要讓“勇士”一個人去戰(zhàn)斗。ARM強(qiáng)大的原因不在于處理器技術(shù)高超與否本身，而是在于背后團(tuán)結(jié)一心的“小伙伴”們。不過現(xiàn)在很高興地看到，新成立的 prpl開放源基金會，擁有 博 通 、Cavium、Ikanos、Ineda Systems、君正集成電路、Lantiq、PMC、高通等創(chuàng)始會員以及其他廠商的加入。這些“小伙伴”的加入會為“勇士”提供強(qiáng)力的后援。但需要注意到的是，到目前為止市面上能夠看到的講嵌入式系統(tǒng)設(shè)計的書仍然難以找到基于MIPS處理器的。這與計算機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)類的書幾乎言必稱MIPS形成了鮮明的對比。與之對應(yīng)的，MIPS的威名也大多流傳于各個高校的計算機(jī)學(xué)院，而真正使用處理器而非開發(fā)處理器的通信、電子、自動控制、機(jī)械等學(xué)院仍然很少聽到有人提起MIPS，起碼在中國這種現(xiàn)象近期仍然不見有改變的跡象。希望Imagination公司千萬不要忽視這一塊的建設(shè)，更不要小看千千萬萬未來工程師對于業(yè)界影響的潛力。如果有可能應(yīng)該考慮從舉辦或贊助全國性的比賽開始加強(qiáng)自身的影響力。

以上論述純屬個人觀點，“勇士”到底表現(xiàn)如何，還有待時間的檢驗。