Процессоры MIPS: они все еще используются? Какую другую архитектуру я должен изучить?

Question

Я программирую для x86 и x86-64 на ассемблере уже несколько месяцев. Теперь я хочу перейти к некоторым другим типам процессоров.

MIPS, SPARC, PowerPC, Itanium, ARM. Я обнаружил, что ARM широко используется. Но книги, которые я вижу, что учебники и книги учат о MIPS больше, чем все эти другие архитектуры.

Почему MIPS так популярен? Процессоры MIPS все еще используются? Какую архитектуру мне выбрать?

Мой фон:

Я студент факультета электроники. Я также программист высокого уровня.

Answer 1

Cavium Networks и Raza Microelectronics Broadcom - два крупных производителя чипов MIPS. См. MIPS Веб-сайт Imagination Technologies для получения дополнительной информации.

Одна вещь, которую MIPS делает, а ARM - 64-битная.

Обновление от 2013 года: Broadcom, по-видимому, не представляет новые продукты MIPS с 2006 года, и Cavium, по-видимому, переходит на 64-разрядную версию ARM v8. Imagination Technologies приобрела MIPS в конце 2012 года. (По иронии судьбы Apple, их клиент № 1, был первым на рынке с ARM v8.)

Надпись на стене для MIPS.

---

MIPS - самый чистый и успешный RISC. PowerPC и (32-разрядный) ARM имеют так много дополнительных инструкций (даже несколько режимов работы, особенно 32-разрядный ARM), что их можно почти назвать CISC. SPARC имеет несколько странных особенностей, а Itanium полностью состоит из странных функций. Последние два более мертвы, чем MIPS.

Так что, если вы изучите MIPS, вы сможете передать 100% этих знаний другим RISC (слотам давать или брать задержку), но вам все равно придется узнать о множестве странных инструкций по PPC, что в целом -junk на 32-битной ARM и зарегистрировать окна на SPARC. Itanium не RISC, поэтому сложно что-либо сказать, кроме того, не изучайте Itanium.

Я еще не изучал 64-битную ARM, но, скорее всего, он обладает большинством положительных качеств MIPS, поскольку по сути является дизайном с чистого листа.

Answer 2

Если вы знакомы с миром x86 (-64), то да, переход на RISC-процессор - это хороший шаг в сторону, чтобы держать ваш ум открытым. Ваши вопросы хорошие.

Отвечая на ваш второй вопрос: да, процессоры MIPS все еще используются. Они часто являются процессорами, используемыми в таких вещах, как маршрутизаторы и другие подобные небольшие вычислительные устройства. Они также все чаще появляются в небольших домашних вычислительных устройствах на азиатских рынках (например, Lemote). ARM предлагает конкурентное соотношение цены и производительности и 64-битные возможности. ARM привносит в MIPS гораздо лучшее соотношение мощности и производительности, если используется память, и более гибкий набор опций при построении ядер. SPARC очень дорогой, но, честно говоря, очень быстрый. Я не знаю достаточно о других упомянутых архитектурах, чтобы сделать какой-либо полезный комментарий. (Ну, кроме Itanium, который по сути является мертворожденной технологией, но не RISC и не CISC.)

Отвечая на ваш первый вопрос: причина, по которой MIPS так часто фигурирует в книгах, состоит в том, что она является почти идеальным образцом системы RISC. Это небольшая, относительно чистая реализация RISC, которая легко понятна и хорошо иллюстрирует концепции RISC. В педагогических целях это, вероятно, лучшая архитектура реального мира, показывающая природу RISC, а также его бородавки. Другие процессоры, называемые RISC (ARM, SPARC, Alpha и т. Д.), Являются более прагматичными и сложными, запутывая концепции RISC с некоторыми более CISC-подобными улучшениями для повышения производительности или других преимуществ.

Наконец, чтобы ответить на ваш последний вопрос: я бы порекомендовал изучать MIPS по той же причине, по которой я рекомендую людям, изучающим ООП, подобрать Эйфелеву, людям, изучающим функционал, подобрать Хаскелл и так далее. MIPS - это самая чистая реализация концепций RISC, которая фактически используется в реальных условиях, и вы будете вынуждены бороться с мышлением RISC и только с мышлением RISC (по большей части), пока решаете свои проблемы с ним. Это подготовит ваш разум к подходу RISC и облегчит вам быстрый выбор ARM (рекомендованной мной секунды), SPARC или любой другой архитектуры RISC, даже если вы никогда не используете MIPS напрямую. (Хотя, как я уже говорил, вы все равно можете столкнуться с MIPS.)

Answer 3

Причина, по которой MIPS преподается в школах, заключается в том, что это «классическая» архитектура RISC и DLX-подобная архитектура, которая используется в Библии 1002 *, написанной Hennessy & Patterson (богом). -отцы современного РИСК). Очень просто понять его простоту, и как только вы его получите, переход на другие архитектуры достаточно прост.

Если вы спрашиваете о конкретных архитектурах для изучения, я бы сказал, что если вы не заинтересованы в том, чтобы стать специалистом по аппаратному обеспечению, это может не сильно помочь, помимо фактора знаний. Большинство компиляторов абстрагируют многие аппаратные проблемы, если только вам не нужно писать код очень низкого уровня. Таким образом, PPC / SPARC / ARM / MIPS / что бы то ни было на самом деле не будет иметь большого значения для 90% программистов.

Answer 4

Это всего лишь предположение. Информация взята из статьи в Википедии о MIPS .

• MIPS возникла в академической среде (Стэнфорд), а не в коммерческой. Люди в такой среде гораздо чаще пишут учебники, чем люди, которые работают в компании.
• В 1990-х MIPS стал лицензируемым. В сочетании с приличной / хорошей производительностью на доллар в то время это привело к относительно широкому распространению на рынке встраиваемых систем (у ARM такая же история).

Мне удалось найти график доли рынка встроенных процессоров, хотя в 1990-е годы это были только процессоры RISC. Обратите внимание на большой кусок, который является MIPS. Я подозреваю, что ARM уже вытеснила MIPS из воды с точки зрения доли рынка, но у меня нет цифр.

Answer 5

Playstation 2 имел процессор MIPS. PS3 использует Cell, который выглядит как вариант POWER, а XBox 360 также использует PowerPC.

ARM, кажется, становится особенно популярным в мобильных устройствах, а PowerPC по-прежнему огромен во встроенных системах, особенно в автомобильной. Вы даже можете найти случайный M68k, если посмотрите в правильное устройство.

MIPS, вероятно, популярен, потому что это настоящая архитектура, но все же относительно простая. Возможно, это (одна из?) Первая современная архитектура (ы) RISC. (Даже Я мог бы понять это!)

Это действительно зависит от того, что вы хотите узнать и почему. Просто для удовольствия? Для сборки встроенного устройства? Написать компилятор? Написать свой собственный ассемблерный код? Растянуть разум?

Answer 6

Процессор MIPS считается «базовым» процессором архитектуры RISC, поскольку он был одним из первых очень успешных процессоров RISC. У SGI было несколько компьютерных систем, построенных на этом семействе процессоров, таких как Onyx и несколько других. Он также использовался в нескольких компьютерах MPP (Massively Parallel Processor) в середине / конце 1980-х и в конце 1990-х годов.

Как кто-то ранее упоминал, код был прост в изучении, и как только вы его узнали, было легко перейти к более «сложным» процессорам на основе команд RISC, таким как Alpha, SPARC, ARM, IBM Power PC, чтобы назвать мало. Стоит отметить, что в 1980-х годах HP также выпустила процессор RISC, который стал основой некоторых коммерческих компьютерных систем.

Процессор MIPS все еще существует сегодня, MIPS64 I-Class, основанный на процессоре MIPS-V, является последней версией процессора, которую я знаю; производится Imagination Technologies. Насколько я понимаю, этот и новые процессоры MIPS, такие как R14K и R16K, основаны на архитектуре R10K.

В молодости мне посчастливилось работать на 16-процессорном SGI Onyx Reality Engine II с модернизированными процессорами MIPS R10k. Работая в основном на 32-битных системах CISC UNIX SVR4, я был шокирован тем, что большинство команд были абсолютно одинаковыми. Мне потребовалось несколько дней, чтобы изучить различия в кодировании, переходя от CISC к RISC, но после этого это было очень легко !!!

Answer 7

Я хотел бы добавить, что сегодня вы увидите, что китайские компании используют MIPS, включая, в частности, Ingenic Semiconductor , который ориентирован на потребительские рынки, и Loongson Technology , которая занимается потребительскими товарами и суперкомпьютеры.