日使用威盛x86架構授權的國產兆芯CPU出現在淘寶上,主板+CPU套裝開價4300,小編不好對這個價格進行太多評論。普通電腦所用的X86架構被英特爾和AMD壟斷,其實未來電腦CPU還有其他選項,譬如以能效比見長、廣泛使用在手機中的ARM架構。
現階段采用高通850處理器的ARM處理器筆記本電腦,如聯想Yoga C630、華為MateBook E定價在6000元左右,同樣不便宜,單純為了體驗而買一臺并不劃算。為了實現"不花錢"的目標,存儲極客通過QEMU虛擬機軟件模擬出ARM處理器,然后在其中安裝體驗神秘的Windows 10 ARM版操作系統。需要用到的軟件除了QEMU之外還有俄羅斯人Sergey Tkachenko整理的UEFI固件以及VirtIO驅動。
通過UUP下載Windows 10 on ARM系統鏡像,并放入QEMU安裝目錄,通過命令行啟動虛擬機。下圖的參數中使用QEMU模擬了一個3核心Cortex-A57處理器、4GB內存和基礎VGA顯卡、USB控制器和鍵盤鼠標硬件。
Windows 10 on ARM系統安裝過程同普通Win10幾乎沒有區別,唯一需要注意的是需要手動加載位于drivers.vhdx中的VirtuIO驅動才能識別系統盤。
Windows 10 on ARM系統能夠運行原生32位或64位ARM程序,或者以x86仿真方式運行普通x86程序(即我們平時使用的桌面程序)。系統信息中可以看到"64位操作系統,基于ARM的處理器"信息:
一些常見應用程序已經有原生ARM版本,它們的運行效率比x86仿真模式運行普通版本效率更高。以7-ZIP為例,由英特爾Core i7-7700K模擬的ARM Cortex-A57處理器壓縮性能1048MIPS,解壓性能2501MIPS。作為對比的是x86版本壓縮性能518MIPS,解壓性能1250MIPS,仿真模式造成了大約50%的性能損失。
知名的固態硬盤測速軟件CrystalDiskMark從7.0版本開始提供原生ARM版本。存儲極客在虛擬機環境下使用ARM/x86版本分別對東芝RD500 1TB進行了測試:
相比原生ARM應用,x86仿真模式大約會損失30%的硬盤IO性能:
當然,用QEMU虛擬機在普通x86電腦上模擬ARM硬件本身就會嚴重影響性能。下圖是直接在Core i7-7700K中為RD500 1TB測速,這才是旗艦級NVMe固態硬盤的性能真身。
由于虛擬機在不同架構之間進行模擬的性能損失很大,這次的Windows 10 on ARM只能作為一次體驗,并不適合日常使用。而ARM架構的電腦能否順利發展壯大,很大程度上還取決于操作系統自帶程序以外的原生ARM程序數量。
楊凈 魚羊 發自 凹非寺
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全球三大芯片架構之一MIPS,已經成為歷史。
據外媒報道,所屬公司宣布將放棄繼續設計MIPS架構,全身心投入RISC-V陣營。
作為當年站在RISC改革前沿的前浪,MIPS由圖靈獎得主、谷歌母公司董事長John Hennessy創辦坐鎮,創辦8年即上市。
當時究竟火到什么程度?
就是微軟會將自己的Windows系統移植到MIPS,英特爾也隨即花費數十億美元開發Itanium架構,來應對當時市面上RISC的挑戰的那種。
甚至MIPS一度被業內認為可以比肩Arm、x86,成為全球三大主流架構之一。
如今本應四十不惑的MIPS,卻突然耐不住寂寞,意外轉投大火的RISC-V陣營。
于是,就有網友感嘆:這真是又一個遇上了安卓的黑莓啊。
論起出身,MIPS可以說是“師出名門”。
1981年,時任斯坦福教授的John Hennessy領導團隊,實現了第一個MIPS架構處理器。
MIPS,全稱為Microprocessor without Interlocked Pipeline Stage。它采用5級指令流水線,能夠以接近每個周期一條指令的速率執行。這在當時很罕見。
1980年代,正是精簡指令集(RISC)對以x86為代表的復雜指令集(CISC)發起第一波沖擊之時,其發展的勢頭,甚至讓英特爾不惜投入數十億美元開發Itanium。
而MIPS,就是RISC陣營中最早的沖鋒者之一。
1984年,John Hennessy離開斯坦福,創立了MIPS科技公司。并且在成立的第二年就推出了第一個芯片設計R2000。
1988年,MIPS推出了R3000。這款產品很快大獲成功,銷售超百萬顆。
不少公司的消費電子產品都用到了R3000,比如索尼的PS。美國首家電腦公司DEC、愛普生、日本電器等等知名企業也均是其客戶。
1991年,MIPS就推出了64bit的R4000。其競爭對手Arm則直到2012年才開始大范圍推廣64bit處理器設計。
直到現在,你仍可以在不少產品中找到它的身影。
比如英特爾旗下的自動駕駛公司Mobileye就仍在廣泛采用其技術。而家用路由器產品中,MIPS也并不鮮見。
中科院自主研發的龍芯,其LoongISA指令集同樣基于MIPS發展而來。不過,去年龍芯已宣布,準備研發一套完全采用中國技術的指令集LoongArch,實現進一步的自主可控。
值得一提的是,MIPS和現在的當紅炸子雞RISC-V稱得上是師出同門,在許多方面都基于相同的思想。
MIPS的創始人John Hennessy和RISC-V之父Dave Patterson也淵源頗深。
兩人合作撰寫了2本現在被廣泛用于本科生、研究生課程的教科書:《計算機體系結構:量化研究方法》和《計算機組成與設計:硬件/軟件接口》。
2017年,兩人又因“開創了一種系統的、定量的方法來設計和評價計算機體系結構,并對微處理器行業產生了持久的影響”,共同獲得圖靈獎。
然鵝,沒想到的是,當年如此輝煌的MIPS,從21世紀伊始就逐漸走下神壇。
而這當中的每一步都是如此的戲劇化。
首先,智能手機時代的爆發讓競爭對手Arm走上舞臺中央。
之前也提到,MIPS設計之初就主打高性能的產品,比如游戲機、路由器、打印機等,對標英特爾的x86。
而Arm從誕生開始就瞄準嵌入式低功耗領域,以至于在智能手機時期,Arm立刻可聯合高通、蘋果、聯發科打造移動處理器芯片。
當時的MIPS產品并沒有低功耗的優勢,等反應過來也為時已晚。
再加上兩者之間不同的授權方式。MIPS指令集架構授權很便宜,CPU核賣得貴,也就迫使很多公司選擇自行設計,MIPS核心、添加指令、發布開發工具
Arm則剛好相反,讓眾多CPU廠商可以共享一套指令集和編譯工具,甚至為了討好程序員,還設計了好用且便宜的USB調試工具。
因為一個遲疑,就讓MIPS失去了關鍵機會,甚至還落得被Arm蠶食的下場。
2012年,江湖上就已經傳出MIPS正在尋求買家把自己賣掉。
當時潛在的買家有高通、博通、AMD、Google等,但最終得手的是競爭對手Arm、半導體及軟件設計公司Imagination。
Arm聯合自己所屬組織Bridge Crossing(專門收購技術專利),以3.5億美元收購MIPS近500項專利,當中Arm出資1.675億美元。
剩下的專利(82項核心架構相關的關鍵專利)和公司運營主體都賣給了Imagination,收購價僅為6000萬美元。
兩個收購方還就這些專利達成了交叉授權協議:Imagination獲得498項剝離專利的終身免費授權,Bridge Crossing則得到82項保留專利的限制性授權。
本以為MIPS遭遇如此賤賣,應該已經是大結局了。
但沒曾想,這是多舛命途的開始。
Imagination本想借此番收購加強自身的CPU業務,它的第一大股東英特爾也想牽制Arm的發展。
但在重要客戶蘋果選擇自研GPU之后,Imagination業務一度告急,隨即選擇將MIPS拋售,自己也面臨著收購的命運。
MIPS經過兩度轉手,最終在2018年6月,落到了AI初創企業Wave Computing手里。
因為要在MIPS CPU上開發他們公司的AI加速硬件,然后就買下了整個MIPS。
據媒體稱,當時他們已經擁有了相關許可,其實根本沒必要買。
當然原因不排除Wave Computing團隊不少人都出自于MIPS,像CEO Derek Meyer曾是MIPS副總裁。
收購不到半年,Wave Computing提出了一個大膽的計劃——將MIPS架構開源,開放32位和64的MIPS架構(當時最新更新到第6版)。
他們希望通過免費和開放戰略吸引到更多企業客戶開發者。
然而本認為MIPS應該找到了一個好歸宿之際,結果好景不長,在收購第二年,Wave Computing就申請破產重組。
之后,MIPS的命運就一直懸而未決。
現在,它以嶄新的姿態重回大家的視野:放棄此前的同名架構,投身RISC-V陣營。
公司在官方聲明中表示:
MIPS正在開發第八代架構、該架構將基于RISC-V處理器標準。
前文也說道,MIPS與RISC-V算是師出同門。
它們都是遵循RISC的理念,以簡單、流線型的CPU設計而聞名。
而在去年,剛滿10周歲的RISC-V還一度火出了圈。
因為架構簡單、功耗面積低,更關鍵的在于開源,降低了廠商的開發門檻,由此受到了眾多開發者青睞。
就如阿里旗下的平頭哥,創辦不久就開發了一款基于RISC-V的玄鐵910芯片,性能在ARM的A72級別。
前不久,他們還宣布已經把安卓 10系統成功移植到了這款芯片上,并開源了全部的代碼。
國外也有一家公司SiFive,他們去年推出了一款使用RISC-V處理器的Linux電腦。
免費、又好用、可應用的范圍還廣……這應該就是MIPS轉戰RISC-V的主要原因吧。
至于之前已經得到MIPS授權的廠商,仍然可以合法地生產基于MIPS芯片。
但后續還能否得到技術支持,就不得而知了。
參考鏈接:
[1] https://www.eejournal.com/article/wait-what-mips-becomes-risc-v/
[2] https://www.arm.com/company/news/2012/11/arm-announces-participation-in-a-consortium-to-acquire-rights-to-mips-technologies-mips-portfolio
[3] http://www.semiinsights.com/s/electronic_components/23/38298.shtml
— 完 —
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