MIPS-arkkitehtuuri
MIPS (Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages) on RISC-suoritinarkkitehtuuri, jonka kehitti MIPS Computer Systems Inc. (myöhemmin MIPS Technologies). Ensimmäinen MIPS-suoritin, R2000, julkistettiin vuonna 1985, mikä tekee MIPSistä yhden pitkäikäisimmistä RISC-arkkitehtuureista.
| MIPS | |
|---|---|
| Perustietoja | |
| Kehittäjä | MIPS Technologies, Imagination Technologies |
| Valmistaja | NEC, Toshiba, LSI Logic, Loongson Technology, Philips |
| Julkaistu | 1985 |
| Arkkitehtuuri ja luokitus | |
| Arkkitehtuurityyppi | RISC |
| Osoiteavaruus | 32-bit / 64-bit |
SGI osti MIPS Computer Systemsin vuonna 1992.[1][2] SGI irrotti MIPS-valmistuksen omaksi yksiköksi päätettyään siirtyä Intel Itanium -suorittimiin. Yrityksen nimi vaihtui myöhemmin muotoon MIPS Technologies.
Historia
Samaan aikaan oli kolme projektia, jotka pyrkivät kehittämään pienennetyn käskykannan suorittimen: IBM 801, Berkeley RISC ja Stanford MIPS.[3] Näistä Stanfordin projekti johti MIPS-arkkitehtuurin kehittämiseen.[4] Suunnittelun tavoitteena oli yksinkertaistaa suoritinta minimoimalla riippuvuudet liukuhihnan vaiheiden välillä.[4] Stanfordin projektin johdossa oli John L. Hennessy.[5]
Imagination Technologies osti MIPS Technologiesin vuonna 2012.[6] Arkkitehtuuri on myyty vuonna 2017 Tallwood Venture Capital-yhtiölle ja vuonna 2018 edelleen Wave Computing -yhtiölle.[7][8] Wave Computing on ilmoittanut joulukuussa 2018 julkaisevansa käskykannan avoimella lisenssillä MIPS Open -hankkeessa.[9]
Käyttökohteet
MIPS-suorittimia on käytetty muun muassa SGI:n UNIX-työasemakoneissa, Sonyn ja Nintendon pelikonsoleissa, Windows CE -pohjaisissa PDA-laitteissa, Ciscon reitittimissä sekä sulautetuissa järjestelmissä. NEC:in valmistamissa EWS4800/220 ja EWS4800/260 -työasemissa sekä UP4800-palvelimissa käytettiin R3000-suoritinta.[10][11]1990-luvun loppupuolella arvioitiin, että kolmannes valmistetuista RISC-suorittimista oli MIPSejä.
2000-luvun alussa tehokkaiden työasemiin ja palvelimiin tarkoitettujen MIPS-mallien kehitys lopetettiin SGIn siirtyessä käyttämään intelin suorittimia. Pienemmät MIPS-mallit ovat kuitenkin edelleen laajalti käytössä muun muassa WLAN-tukiasemissa.
Kiinalainen Loongson (龙芯, lóngxīn) on vähävirtaisiin yleistietokoneisiin kehitetty MIPS-prosessori, jota kehittää Kiinan tiedeakatemia (中国科学院; engl. lyh. CAS). Sen ensimmäinen malli, 32-bittinen Loongson 1, julkaistiin vuonna 2002 ja se toimi 266MHz kellotaajuudella. Loongson 1 ei ollut täysin MIPS-yhteensopiva, ollen täysin Kiinan tiedeakatemian sisäisen kehityksen tulos. CAS osti vuonna 2007 käskykannan lisenssioikeudet MIPS Technologiesilta, ja vuonna 2009 osti täydet oikeudet sen kehittämään MIPS32 ja MIPS64 arkkitehtuureihin. 64-bittinen Loongson 2, jonka ensimmäinen malli julkaistiin ennen lisenssisopimusta vuonna 2004, on myöhemmältä mallistoltaan täysin MIPS-yhteensopiva vuodesta 2009 lähtien.
MIPS-käskykannan erikoisuus on erityiset kerto- ja jakolaskuun liittyvät rekisterit; kaikkien muiden operaatioiden suhteen kaikki rekisterit ovat samanarvoisia, mutta kerto- ja jakolasku voidaan suorittaa vain HI- ja LO-rekistereiden avulla. Toisaalta joissain muissa RISC-käskykannoissa ei ole ollenkaan kokonaislukujen jakolaskua.
Käskykantalaajennukset
Käskykantaan on useita laajennusmoduuleita kuten SIMD käskyjen suorittamiseen MIPS SIMD Architecture (MSA).[12]
Arkkitehtuuriversiot
Arkkitehtuurista on useampia versioita joita ovat:
- MIPS I (1985)
- R2000
- MIPS II (1990)
- R6000
- MIPS III (1992)
- R4000
- MIPS IV (1994)
- R8000
- MIPS V (1996)
- tämän arkkitehtuurin suorittimia on suunniteltu mutta ei tuotettu
- MIPS Digital Media Extensions (MDMX) ja MIPS-3D käskykantalaajennuksia suunniteltu
- MIPS32
- 32-bittinen
- perustuu MIPS II arkkitehtuuriin ja lisäominaisuuksia MIPS III, MIPS IV ja MIPS V arkkitehtuureista
- MIPS64
- 64-bittinen
- perustuu MIPS V arkkitehtuuriin
Uusin versio arkkitehtuurista MIPS32/MIPS64 Release 6 on julkaistu vuonna 2014.[13][14]
Lisäksi on eri versioita teknologian lisensoijilla, mm. Sonyn ja Toshiban "Emotion Engine" PlayStation 2 konsolissa.[15]
MIPS-suorittimia
- R2000 (1985)
- R3000 (1988), käytetty muun muassa Sony PlayStationissa.
- R4000 (1991), ensimmäinen 64-bittinen MIPS. Edullisempi versio, R4300, on käytössä Nintendo 64:ssä.
- R4400 (1992)
- R8000 (1994)
- R10000 (1995), käytetty muun muassa SGI O2:ssa.
- R12000 (1998)
- R14000 (2001)
- R16000 (2002)
Käyttöjärjestelmätuki
Lisensoijia
Arkkitehtuurin ovat lisensoineet itselleen mm. seuraavat:
- NEC
- Toshiba
- SiByte (myöh. Broadcom)
- Philips
- LSI Logic
- IDT
- Raza Microelectronics, Inc.
- Cavium
- Loongson Technology
- Ingenic Semiconductor
Lähteet
Aiheesta muualla
- MIPS Instruction Reference (Arkistoitu – Internet Archive) (englanniksi)
- MIPS Instructions (Arkistoitu – Internet Archive) (ranskaksi)
- Englanninkielisen Wikipedian artikkeli (englanniksi)
- Englanninkielisen Wikipedian artikkeli malleista (englanniksi)