MIPS

MIPS(MillionInstructionsPerSecond)：单字长定点指令平均执行速度MillionInstructionsPerSecond的缩写，每秒处理的百万级的机器语言指令数。这是衡量CPU速度的一个指标。像是一个Intel80386电脑可以每秒处理3百万到5百万机器语言指令，即我们可以说80386是3到5MIPS的CPU。MIPS只是衡量CPU性能的指标。

中文名：单字长定点指令平均执行速度

外文名：MillionInstructionsPerSecond

类别：机器语言指令数

成立时间：1998年

1、相关公司

MIPS科技公司（纳斯达克交易代码：MIPS）是全球第二大半导体设计IP（知识产权）公司和全球第一大模拟IP公司。MIPS科技在全球拥有超过250家客户，为全球众多最受欢迎的数字消费、宽带、无线、网络和便携式媒体市场提供动力——包括Linksys的宽带设备、索尼的数字电视和娱乐系统、先锋的DVD刻录设备、摩托罗拉的数字机顶盒、思科的网络路由器、Microchip的32位微控制器和惠普的激光打印机。今天，MIPS科技在全球拥有400多项专利产权（专利和应用）。公司成立于1998年，总部位于美国加州MountainView，办事处遍布全球。

MIPS技术公司则是一家设计制造高性能、高档次及嵌入式32位和64位处理器的厂商。在通用方面，MIPSR系列微处理器用于构建SGI的高性能工作站、服务器和超级计算机系统。在嵌入式方面，MIPSK系列微处理器是目前仅次于ARM的用得最多的处理器之一（1999年以前MIPS是世界上用得最多的处理器），其应用领域覆盖游戏机、路由器、激光打印机、掌上电脑等各个方面。

MIPS在RISC处理器方面占有重要地位。1984年，MIPS计算机公司成立。1992年，SGI收购了MIPS计算机公司。1998年，MIPS脱离SGI，成为MIPS技术公司。

MIPS公司设计RISC处理器始于二十世纪八十年代初，1986年推出R2000处理器，1988年推R3000处理器，1991年推出第一款64位商用微处器R4000。之后又陆续推出R8000（于1994年）、R10000（于1996年）和R12000（于1997年）等型号。

随后，MIPS公司的战略发生变化，把重点放在嵌入式系统。1999年，MIPS公司发布MIPS32和MIPS64架构标准，为未来MIPS处理器的开发奠定了基础。新的架构集成了所有原来MIPS指令集，并且增加了许多更强大的功能。MIPS公司陆续开发了高性能、低功耗的32位处理器内核（core）MIPS324Kc与高性能64位处理器内核MIPS645Kc。2000年，MIPS公司发布了针对MIPS324Kc的版本以及64位MIPS6420Kc处理器内核。

2、处理器

MIPS是世界上很流行的一种RISC处理器。MIPS的意思“无内部互锁流水级的微处理器”（Microprocessorwithoutinterlockedpipedstages），其机制是尽量利用软件办法避免流水线中的数据相关问题。它最早是在80年代初期由斯坦福（Stanford）大学Hennessy教授领导的研究小组研制出来的。MIPS公司的R系列就是在此基础上开发的RISC工业产品的微处理器。这些系列产品为很多计算机公司采用构成各种工作站和计算机系统。

MIPS技术公司是美国着名的芯片设计公司，它采用精简指令系统计算结构（RISC）来设计芯片。和英特尔采用的复杂指令系统计算结构（CISC）相比，RISC具有设计更简单、设计周期更短等优点，并可以应用更多先进的技术，开发更快的下一代处理器。MIPS是出现最早的商业RISC架构芯片之一，新的架构集成了所有原来MIPS指令集，并增加了许多更强大的功能。

MIPS处理器是八十年代中期RISCCPU设计的一大热点。MIPS是卖的最好的RISCCPU，可以从任何地方，如Sony，Nintendo的游戏机，Cisco的路由器和SGI超级计算机，看见MIPS产品在销售。目前随着RISC体系结构遭到x86芯片的竞争，MIPS有可能是起初RISCCPU设计中唯一的一个在本世纪盈利的。和英特尔相比，MIPS的授权费用比较低，也就为除英特尔外的大多数芯片厂商所采用。

MIPS的系统结构及设计理念比较先进，其指令系统经过通用处理器指令体系MIPSI、MIPSII、MIPSIII、MIPSIV到MIPSV，嵌入式指令体系MIPS16、MIPS32到MIPS64的发展已经十分成熟。在设计理念上MIPS强调软硬件协同提高性能，同时简化硬件设计。

中国龙芯2和前代产品采用的都是64位MIPS指令架构，它与大家平常所知道的X86指令架构互不兼容，MIPS指令架构由MIPS公司所创，属于RISC体系。过去，MIPS架构的产品多见于工作站领域，索尼PS2游戏机所用的“EmotionEngine”也采用MIPS指令，这些MIPS处理器的性能都非常强劲，而龙芯2也属于这个阵营，在软件方面与上述产品完全兼容。

3、相关联系

MIPS即MillionInstructionsPerSecond的简写——计算机每秒钟执行的百万指令数。是衡量计算机速度的指标。

现如今CPU的频率越来越高，又是流水线又是超标量计算又是双核多核的，单纯以时钟频率来衡量计算机的速度已经不再科学，用MIPS来衡量相对比较合理。

以ARM7为内核的S3C44B0X的推荐最高工作频率为66MHz，按照ARM公司提供的技术资料，CortexA9类CPU的运算速度可按如下公式计算：MIPS=0.9×MHz，由此可得出，旧型号的Arm7系列S3C44B0X的最大运算速度大约为0.9×66MHz=59.4MIPS。6M的51单片机通常是12或24个时钟周期才能完成1条指令，乘法和除法指令更需要48个时钟周期。这样，我初步估算6M的51单片机的运算速度应该在0.2——0.5MIPS之间。可见8位机与32位机的运算速度还是有巨大的差异的。

再以AVR为例，它的数据吞吐率可达1MIPS/MHz，即1MHz的震荡频率可达1MIPS。

综上，用MIPS衡量计算机速度很合理，对于不同的cpu，它的最高工作频率不同，数据吞吐率也不同，所以不可一概而论。

4、存在问题

MIPS是指令执行的速率，规定了性能和执行时间成反比，越快的计算机具有越高的MIPS值。从表面看，MIPS既容易理解，又符合人的直觉。其实，用MIPS作为度量性能的指标存在三个问题。

首先，MIPS规定了指令执行的速率，但没有考虑指令的能力。我们没有办法用MIPS比较不同指令集的计算机，因为指令数肯定是不同的。

其次，在同一计算机上，不同的程序会有不同的MIPS，因而一台计算机不会只有一个MIPS值。例如，将执行时间用MIPS、CPI、时钟频率代入之后可得：

MIPS=指令数/（执行时间*10^6）=指令数/（指令数*CPI/时钟频率*10^6）=时钟频率/（CPI*10^6）

上图显示了SPEC2006在IntelCorei7上的CPI最大值和最小值是相差5倍的，MIPS也是如此。

最后一点，也是最重要的一点，如果一个新程序执行的指令数更多，但每条指令的执行速度更快，则MIPS的变化是性能无关的。