简单认识MIPS架构处理器

无互锁流水级微处理器 (Microprocessors without Interlocked Pipeline Stages,MIPS） 是流行的 RISC 架构处理器之一。其原理是尽量利用软件方法避免流水线竞争问题。1981年，美国斯坦福大学的 John L. Hennessy 科研小组研发了 MIPS架构处理器。1984年 MIPS 公司成立。MIPS 公司在 MIPS 架构处理器基础上于1985 年发布了第一个32位的微处理器 R2000，于1991 年发布了第一个64位的微处理器 R4000。这些R系列产品在 20 世纪 90 年代被广泛应用于 SGI公司的工作站、DEC 工作站和服务器等计算机系统领域。

MIPS 架构有32 位和 64位两种，如图 2-25 所示。其指令集也存在 MIPSI、 MIPSⅡ、 MIPSⅢ、 MIPSⅣ、MIPS V、 MIPS 32、MIPS 64 多个版本。其中 MIPS 32 （32位）和MIPS 64（64 位）除各定义一组控制寄存器和指令集外，还有一些可扩展指令选项可供选择，如 MIPS-3D。

MIPS 采用模块化架构，支持4个协处理器 (COP0/1/2/3）。通常 COPO是系统控制协处理器，COP1 是可选浮点运算单元(Floating- Point Unit, FPU),COP2/COP3 是未定义的可选协处理器。例如，在索尼公司最早期的 PS 游戏机中，COPO 是系统控制协处理器，COP2 是几何转换引擎(Geometry TransferEngine, GTE)。在PS2中，COPO 采用的是东芝 R5900 芯片，COP1 采用的是FPU, COP2 采用的是 VPU0。

MIPS 处理器是20 世纪 80年代中期RISC CPU 设计的一大热点，并得到了市场认可和广泛应用。20 世纪90 年代中后期，约有三分之一的RISC 微处理器是基于 MIPS 架构的，是当时最有市场竞争力的 RISC CPU 架构。目前 ARM RISC 架构、MIPS RISC 架构、×86 CISC 架构之间依然竞争激烈。

MIPS 架构处理器主要应用于嵌入式系统、路由器、互联网网关、视频游戏控制台等领域。MIPS公司 2013年被 Imagination 合 并，其 MIPS 架构得到延续，如采用 MIPS架构的龙芯(Loongson）处理器应用在曙光 6000 超级计算机中。

审核编辑：汤梓红