簡單認識MIPS架構處理器

無互鎖流水級微處理器 (Microprocessors without Interlocked Pipeline Stages,MIPS） 是流行的 RISC 架構處理器之一。其原理是盡量利用軟件方法避免流水線競爭問題。1981年，美國斯坦福大學的 John L. Hennessy 科研小組研發了 MIPS架構處理器。1984年 MIPS 公司成立。MIPS 公司在 MIPS 架構處理器基礎上于1985 年發布了第一個32位的微處理器 R2000，于1991 年發布了第一個64位的微處理器 R4000。這些R系列產品在 20 世紀 90 年代被廣泛應用于 SGI公司的工作站、DEC 工作站和服務器等計算機系統領域。

MIPS 架構有32 位和 64位兩種，如圖 2-25 所示。其指令集也存在 MIPSI、 MIPSⅡ、 MIPSⅢ、 MIPSⅣ、MIPS V、 MIPS 32、MIPS 64 多個版本。其中 MIPS 32 （32位）和MIPS 64（64 位）除各定義一組控制寄存器和指令集外，還有一些可擴展指令選項可供選擇，如 MIPS-3D。

MIPS 采用模塊化架構，支持4個協處理器 (COP0/1/2/3）。通常 COPO是系統控制協處理器，COP1 是可選浮點運算單元(Floating- Point Unit, FPU),COP2/COP3 是未定義的可選協處理器。例如，在索尼公司最早期的 PS 游戲機中，COPO 是系統控制協處理器，COP2 是幾何轉換引擎(Geometry TransferEngine, GTE)。在PS2中，COPO 采用的是東芝 R5900 芯片，COP1 采用的是FPU, COP2 采用的是 VPU0。

MIPS 處理器是20 世紀 80年代中期RISC CPU 設計的一大熱點，并得到了市場認可和廣泛應用。20 世紀90 年代中后期，約有三分之一的RISC 微處理器是基于 MIPS 架構的，是當時最有市場競爭力的 RISC CPU 架構。目前 ARM RISC 架構、MIPS RISC 架構、×86 CISC 架構之間依然競爭激烈。

MIPS 架構處理器主要應用于嵌入式系統、路由器、互聯網網關、視頻游戲控制臺等領域。MIPS公司 2013年被 Imagination 合 并，其 MIPS 架構得到延續，如采用 MIPS架構的龍芯(Loongson）處理器應用在曙光 6000 超級計算機中。