運用MIPS核心打造4G和下一代寬頻存取終端與客戶端設備

MIPS亞太區？大中華區技術總監許丁堅談運用MIPS的核心技術。

在站穩網通裝置與遊戲機之後，MIPS挾原生64位元資料寬度的處理優勢，以多線緒架構設計的微處理器核心，以近乎雙核的多線緒執行效能，並企圖以單位效能？矽晶粒成本的優勢，輔以成熟的Linux/Android作業系統、驅動程式與各網路應用堆疊層軟體，跟
ARM競逐新一代4G行動通訊的智能手機、終端裝備平台…

美普思科技(MIPS Technology)簡介

美商美普思科技(MIPS Technologies，NASDAQ：MIPS)亞太區？大中華區技術總監許丁堅指出，MIPS是全球領先的RISC精簡指令架構的處理器核心供應商，MIPS處理器架構由現任史丹佛大學校長John Hennessy於20多年前所開發，具備600項專利，並採取IP智財授權的商業模式；總部設於美國加州，全球員工數160位且半數為研發人員。目前像博通、Cavium Network、Microchip、新力、東芝等業者SoC採用MIPS技術，近十年球累積出貨數量超過30億顆，光最近1年出貨的MIPS SoC達6.56億顆。

目前在數位家庭、有線？無線網通產品上，MIPS佔有率高達60%以上，每3部裝置就有兩部採用MIPS IP技術，在行動通訊這部份，MIPS希望能夠藉由Android搭配MIPS建造新4G平台的策略，打破目前由ARM的寡占局面並獲得進一步斬獲。

建構點對點的寬頻行動通訊的生活圈

許丁堅指出依統計，到2011年底全球55~60%網路流量是用在觀賞即時影音娛樂，同時聯網TV預計在2014年成長到1.23億部。MIPS針對這種數位家庭、網通與行動聯網的聚合趨勢，提供點對點、更有能源效率？執行效能的各式智能裝置的解決方案，涵蓋100M~1Gbps 4G行動通訊、智能消費性電子(Smart CR)，以及第1部以MIPS處理器架構設計的平板與智能手機的推出。

當今客戶端設備(CPE)像是下一代居家閘道器趨勢，要具備全網路IP傳輸、聲音？視訊？資料傳輸及列印、多媒體伺服器功能，提供802.11n Wi-Fi與802.11ac無線影音傳輸，數位版權防護(DRM)，IDS、FW、VPN防護以及符合OSGi規範。許丁堅舉例由Verizon推出的居家監控服務套件，由服務型閘道器加上1組智能溫度感測器、1組可控制的家電開關、1組室內攝影機與光源控制器、1組電力監控與1個遠端控制面板，整個套件售價約220美元左右。

許丁堅指出在家庭中，自由的從聯網電視、平板電腦到智能手機各種裝置的跨界使用，延伸出來的行動終端(Mobile Terminals)應用趨勢相當迅速，像在手機上看電視、直接用你手機當電視遙控器並且搜尋要觀看的內容，以及網路社群遊戲等。以上這些功能需要更低成本、高節能的綠色設計，可在Java虛擬機器上獲得高的執行效能，強化網路封包處理的以提昇服務品質(QoS)，對既有閘道器與行動終端設計形成挑戰。

以低晶片面積╱成本提供更高效能

MIPS 32位元微核心系列，從4K/M4K/4KS延伸出來的microMIPS M14Kc/M14K MCU往上到24KE/24K處理器，再延展出單線緒效能最佳化、具備超純量亂序執行的74K處理器，以及提供多線緒(Multi-Threading)的34K處理器，再往上到加入連貫多重處理(Coherent MultiProcessing)的1~6核心1074K及1004K處理器。目前像炬力集成、北京君正集成、博通、矽統等均發表時脈達1~1.3GHz的MIPS Base的SoC晶片。

許丁堅指出3核心MIPS32 1004K的矽晶面積跟雙核心ARM Cortex-A9同樣是3.6mm2，在相同面積成本下MIPS提供更高效能與更低功耗。目前MIPS提供單核心MIPS32 34K與多重處理的MIPS32 1004K處理器，能搭配Linux與Android做多重處理(MultiProcessing)，MIPS已授權超過35家業者的SoC採用，而已出貨產品中也有33%比例均具備MIPS的多線緒核心IP。

許丁堅舉例以服務型閘道器所用到的軟體堆疊中，針對服務閘道器打造的MIPS 1004K只須用到2個核心，VPE0做控制面板與例外處理，VPE1做VoIP，VPE2做動態封包(DPI)與流量管理，VPE3則做IP重組與TCP重排序處理。目前有像Lantiq公司開發的xDSL(34K)與 Broadlight推出的Broadband SoC (74K)，均具備Java虛擬機器的OSGi堆疊層，前者提供DLNA與家庭多媒體服務功能，後者則提供居家監控功能。

行動平台的優質微核心選擇

許丁堅指出MIPS處理器以更長電源壽命與較低的操作頻率，提供更佳的行動效能，以行動處理為思維，提供低延遲、高效率的ISA指令集與多線緒處理，應用雙VPE確保LTE處理時的QoS服務品質，據搭配Android瀏覽器的EEMBC實測結果，雙VPE效能提昇43%，雙核心提供2倍效能，而雙核心4VPE系統可較單核心單VPE系統提昇2.5X執行效能。MIPS以最低整體成本與較小矽晶粒面積，是ARM以外行動平台的優質微核心另類選擇。他指出目前採1GHz時脈的MIPS核心的平板電腦、智能手機，以及4G LTE SoC晶片已經供貨，

另外在中階多線緒架構選項上，低階入門的智慧手機可採用單核雙緒的MIPS 34K處理器，相較於採雙核心A5或A5搭R5的ARM微核心，效能相仿且功耗更低，可同步執行Linux/Android與專屬RTOS兩個OS，提供近乎雙核心執行效能，同時MIPS 34K僅以單顆授權金計費，並降低整體系統的BOM表成本。

許丁堅總結，面對下一代服務型閘道器與行動終端所需要的多功能、高層次效能與低功耗需求，MIPS提供業界最小面積、最佳執行效率的32位元微核心，同時利用MIPS在既有數位家庭？網通產品的市場基礎下，以Android平台開發行動通訊產品，進一步擴大整個行動應用。