自从1985年以来，各种基于MIPS架构的中央处理器、SoCs已经被设计出来且广泛使用。

MIPS微处理器
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流水线式 MIPS，展示了指令获取、指令解码、执行、内存访问和写回等5个阶段
1985年，第一个MIPS微处理器**R2000**发布。它在某种独立的片上单元中增加了多周期乘法和除法指令。新的指令被添加进去以将结果从该单元检索回寄存器文件；这些检索结果的指令是互锁的。

**R2000**可以以大端序或小端序引导进入系统。它具有31个32位通用寄存器，但没有条件代码寄存器（条件代码寄存器是AMD 29000和Alpha处理器所共有的功能，设计人员认为这是潜在的瓶颈）。与其他寄存器不同，程序计数器是不能被直接访问的。

**R2000**还支持多达四个协处理器，其中一个内置于主CPU中，并处理异常，陷阱和内存管理，而其他三个则留作其他用途。其他三个协处理器的其中之一可选为**R2010** FPU，该模块具有32个32位寄存器，可以用作16个64位寄存器以实现双精度计算。

**R3000**在1988年继承了 R2000 ，它增加了32 KB的一级指令和数据高速缓存（后来很快增加到64 KB），并以高速缓存一致性协议的形式支持共享内存多处理。尽管 R3000 的多处理器支持存在缺陷，但已成功用于多台成功的多处理器计算机案例中。 R3000 内置MMU，这是该时代CPU的常见功能。与 R2000 一样， R3000 可以与 R3010 FPU配对。 R3000 是市场上第一个成功的MIPS微处理器案例，最终生产了超过一百万颗处理器。 R3000A 是速度最快的 R3000 版本，运行速度高达40 MHz，可提供32个 VUP（VAX性能单位）的性能。兼容MIPS **R3000A**的**R3051**以33.8688 MHz运行，尽管它没有FPU或MMU，但却是 Sony PlayStation 中使用的处理器。第三方设计中由 Performance Semiconductor 设计的 R3400 和由 IDT 设计的 R3500，它们都是集成 R3010 FPU 的 R3000A。东芝的**R3900**实际上是用于运行 Windows CE 的早期手持式PC的第一个SoC。用于太空应用的抗辐照芯片 Mongoose-V 是集成R3010 FPU 的 R3000 。

1991年发布的**R4000**系列将MIPS扩展到完整的64位体系结构，将FPU集成到主芯片上以创建单芯片微处理器，并且在集成时实现了100 MHz的高时钟频率。但是，为了达到该时钟频率，指令和数据高速缓存各减少到8 KB，并且需要三个时钟周期来进行访问。高工作频率是通过深流水线技术（当时称为超级流水线）实现的。改进的**R4400**于1993年问世。它具有更大的16 KB主缓存，基本上无错误的64位操作的支持以及对更大的L2缓存的支持。

MIPS科技公司，原来是 SGI 的一个部门MTI，设计了低成本的 R4200 ，这是更便宜的 R4300i 的基础。 Nintendo 64游戏机使用了该微处理器的衍生产品NEC **VR4300**。

由IDT制造，由Quantum Effect Devices设计的带有裸露硅芯片的R4700 Orion封装的底视图
R4700 Orion封装的顶视图
Quantum Effect Devices（QED）是由 MIPS 前员工创立的另一家公司，设计了**R4600** **Orion**，**R4700** **Orion**，**R4650** 和 **R5000** 。在 **R4000** 推高时钟频率并牺牲了缓存容量的情况下， QED 设计强调了大型缓存设计，可以在两个时钟周期内就可以对其进行访问，并有效利用了硅片面积。 **R4600**和**R4700**用于 SGI Indy 工作站的低成本版本以及第一批基于 MIPS架构 微处理器 的Cisco 路由器，例如 36x0 和 7x00 系列路由器。**R4650**用于原始的 WebTV 机顶盒 （也就是现在的Microsoft TV）。 **R5000** 的 FPU 比 **R4000** 具有更灵活的单精度浮点调度，因此，基于 **R5000** 的SGI Indys 工作站比拥有相同图形硬件、相似CPU频率的R4400 Indys 工作站拥有更好的图形性能。 SGI 推出基于 **R5000** 的SGI Indys 工作站时，为旧的图形板重新命名，以强调其改进。 QED 随后为网络和激光打印机等嵌入式市场设计了 **RM7000** 和 **RM9000** 系列设备。 QED 在2000年8月被半导体制造商 PMC-Sierra 收购，后者继续投资MIPS架构设备。 **RM7000** 集成256KB L2缓存和一个用于可选L3缓存的控制器。 **RM9xx0** 是 SoC 设备家族，集成了内存控制器和北桥外设，其中包括外围组件互连PCI控制器，千兆以太网控制器和快速I/O，例如HyperTransport接口。

**R8000**（1994年发布）是第一个拥有超标量设计的MIPS处理器，能够在每个周期执行两个整数或浮点数和两个存储指令。该设计分布在六个模块上：一个整数单元（具有16KB指令和16KB数据高速缓存），一个浮点单元，三个全定制二级缓存标签RAM（两个用于二级缓存访问，一个用于总线侦听）和一个高速缓存控制器ASIC。该设计有两个全流水线双精度乘法加法单元，可以从4MB片外二级缓存中流式传输数据。 **R8000** 在1990年代中期用于 SGI 的 POWER Challenge 服务器，后来在 POWER Indigo2 工作站中亦有使用。尽管它的 FPU 性能非常适合科学用户，但其有限的整数性能和高昂的成本削弱了大多数用户的吸引力， **R8000** 仅在市场上销售了一年，到现在保留下来的此工作站已经相当罕见。

**R10000** （1995年发布）是单芯片设计，运行的时钟频率比 R8000 更高，并具有更大的32KB指令缓存和数据缓存。它也是超标量处理器，但其主要创新是乱序执行。即使使用单个内存流水线和更简单的 FPU ， **R10000** 的大幅改进使其拥有更低的价格和更高的晶体管密度，也使 R10000 对于大多数客户而言是首选之物。

MIPS科技公司后来的一些设计都基于 R10000 内核。  **R12000** 使用0.25微米的工艺来缩小芯片并获得更高的时钟频率。修改后的 **R14000**允许更高的时钟频率，并在片外缓存中额外支持 DDR  SRAM。以后的迭代分别称为 **R16000** 和 **R16000A** ，与前代相比，它们具有更高的时钟频率和更低的晶体制程精度。

MIPS系列的微处理器的其他成员包括 **R6000** ，这是一种由 Bipolar Integrated Technology 设计并实现了 ECL 的处理器。**R6000** 实现了MIPS II 架构。它的转换后备缓冲区（TLB）和缓存体系结构与MIPS系列的其他成员都不同。 **R6000** 没有实现承诺的性能优势，尽管它在 Control Data 机器中得到了一些应用，但很快就从主流市场中消失了。

历史
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### 第一代硬件

1981年，约翰·轩尼诗在斯坦福大学设立了 MIPS (英語：)项目以研究精简指令集计算技术。项目的成果向他展示了这项技术潜在的经济价值，并让他在1984年休假期间成立了 MIPS Computer Systems 。该公司设计了一种新的体系结构，也称为 MIPS ，并于1985年推出了第一个实现 MIPS架构 的微处理器，即 **R2000** 。 **R2000** 的设计被改进后，新的设计在1988年生产并命名为 **R3000** 。这些32位微处理器构成了其公司在1980年代在市场上竞争的基础，它们主要用于 SGI 系列的工作站和更高版本的 Digital Equipment Corporation DECstation 工作站和服务器。 SGI 商业设计与斯坦福 MIPS 有所不同，它在硬件中实现了大多数指令上的互锁，并提供了完整的乘法和除法指令（以及其他指令）。这些设计由软件架构师 Earl Killian 指导，他设计了MIPS III 64位指令集扩展部分，并领导了 **R4000** 微体系结构的工作。

1991年，MIPS Computer Systems发布了第一个64位 微处理器，即 **R4000** 。 但是，MIPS Computer Systems在将其投放市场时遇到了财务困难。当时 SGI 是MIPS Computer Systems的几个主要客户之一， SGI 认为 **R4000** 对SGI 非常重要，因此 SGI 在1992年直接收购了该公司，以确保这个微处理器的设计不会丢失。之后，该公司被称为MIPS科技公司，成为了 SGI 的一个子公司。

### 可授权的架构

在1990年代初期，MIPS科技公司开始将自己的微处理器设计许可给第三方供应商。事实证明，由于MIPS处理器核的简单性，这种方式相当成功，这使 MIPS 架构的微处理器可以用于许多应用，这些应用所集成的 MIPS 架构微处理器比以前同时期使用的具有相同功能的CISC架构微处理器在设计上的花费少得多，而门数和价格却差不多。CPU的价格通常与门的数量和外部引脚的数量密切相关。Sun Microsystems 试图通过许可 SPARC 处理器核获得类似的成功，但是却没有那么成功。到1990年代后期，MIPS已成为嵌入式系统领域的强者。根据MIPS科技公司的统计，1997年以MIPS架构为基础的CPU出货量为4800万，占 RISC CPU 总市场份额的49％。 MIPS 架构如此成功，以至于 SGI 在1998年把MIPS科技公司拆分出来成为一个子公司。如今，MIPS科技公司的全部收入中有一半来自其设计的许可，而其余的大部分 MIPS 架构处理器则按照第三方的合同设计工作，然后由第三方进行生产。

1999年，MIPS科技公司用两种MIPS架构取代了先前版本的MIPS架构，即32位 **MIPS32** （基于MIPS II，具有MIPS III，MIPS IV和MIPS V的一些其他功能）和用于许可的64位 **MIPS64** （基于MIPS V）。NEC、Toshiba 和 SiByte（后来由博通收购）一经MIPS科技公司宣布就分别获得了 MIPS64 的许可证。此后，飞利浦、 LSI Logic 和 IDT 加入了他们的行列。如今， MIPS IP核 已成为嵌入式系统（手持计算机，机顶盒，机顶盒等）市场上最常用的处理器核之一。

由于MIPS架构是可授权的，因此其多年来吸引了多家设计处理器的初创公司。 Quantum Effect Devices 是设计 MIPS 处理器的首批初创公司之一（请参阅下一节）。设计 **R4300i** 的MIPS设计团队成立了 SandCraft 公司，该公司为 NEC 设计了 **R5432** ，后来又生产了 **SR71000** ，是嵌入式市场上首批实现了乱序执行的处理器之一。最初的 DEC StrongARM 团队最终分裂为两个设计 MIPS 架构产品的初创企业： SiByte ，后者生产了**SB-1250**，这是首批高性能MIPS 架构的SoC；而 Alchemy Semiconductor （后来由AMD收购）推出了用于低功耗应用的 **Au-1000** SoC。Lexra 使用 MIPS架构 设计并生产产品，并为音频芯片市场提供了拥有 DSP 扩展的微处理器和为电信市场提供了拥有多线程支持的处理器。由于 Lexra 未被授权就使用该架构，因此两家公司之间开始了两项诉讼。当 Lexra 承诺不宣传其处理器兼容 MIPS 时，第一个诉讼很快就解决了。第二个诉讼（关于处理未对齐的内存访问的MIPS专利4814976）长期持续了下去，损害了两家公司的业务，最终达到了MIPS科技公司的目的，后者为 Lexra 提供了免费许可和大量现金支付。

RMI 从失败的 SandCraft 购买了产品线，后来生产出的针对电信和网络市场的芯片拥有8个处理器核。 Cavium 最初是安全处理器供应商，为相同的市场生产具有8个处理器核，后来生产最多拥有32个处理器核的设备。两家公司都自主设计了微架构，MIPS科技公司只对它们进行了体系结构的授权，而不是它们从MIPS科技公司购买IP核。

### 桌面领域

使用 MIPS 架构处理器来制造工作站的制造商有 SGI ，MIPS Computer Systems，Whitechapel Workstations ，Olivetti ，Siemens Nixdorf Informationssysteme ，Acer ，DEC， NEC 和 DeskStation（英语：） 。

针对MIPS架构编写或移植的操作系统有：

* SGI的IRIX；
* 微软的Windows NT（只支持到v4.0），
* Windows CE；  
Linux；
* FreeBSD，NetBSD，OpenBSD；
* UNIX，System V；
* SINIX，QNX；
* MIPS Computer Systems自己拥有的RISC/os。在1990年代初期，人们猜测MIPS和其他功能强大的精简指令集处理器将取代英特尔IA-32架构的微处理器。微软的Windows NT的前两个版本支持Alpha， MIPS 和PowerPC，在较小程度上支持 Clipper架构 和 SPARC 。 但是，随着英特尔快速发布Pentium 等CPU，微软Windows NT v4.0放弃了对IA-32和Alpha的支持。SGI决定于2007年（继2006年第11次破产之后）过渡到IA-64和IA-32架构。2009年 SGI 被 Rackable Systems, Inc. 收购， SGI 对 MIPS/IRIX 消费市场的支持按原定计划于2013年12月结束。 但是，一个支持团队仍然存在，但是在有限的基础上解决特殊情况和对系统进行维护翻新。

### 嵌入式领域

君正JZ4725 是一个基于MIPS架构的SoC样例
在1990年代，基于 MIPS架构 的芯片广泛应用于嵌入式市场，包括计算机网络、电信、视频街机游戏、视频游戏机、计算机打印机、数字机顶盒、数字电视、DSL、电缆调制解调器和个人数字助手等多种产品。

出于面向嵌入式市场的MIPS核心具有低功耗、低发热的特质、并且MIPS架构在嵌入式领域积累了大量的开发工具及资料，使其在嵌入式领域的应用仍然非常广泛。

### 面向嵌入式市场的可合成IP核

2000年至2015年，在各种MIPS架构版本中使用的大多数技术已作为嵌入式系统设计所需的IP核（构建模块）提供给设计厂商。MIPS官方提供32位和64位基本IP核，被称为**4K**和**5K**。 这些IP核可以与诸如FPU，SIMD模块，各种输入/输出设备等附加单元混合使用。

MIPS架构 IP核在商业上取得了成功，过去在许多消费和工业应用中使用。MIPS架构 IP核可以在以前的 Cisco、Linksys 和Mikrotik的路由器、电缆调制解调器 和 ADSL 调制解调器、智能卡、 激光打印机引擎、机顶盒、机器人和手持计算机中找到。 在手机和PDA中，MIPS在很大程度上无法取代现有的竞争产品ARM。

使用MIPS架构IP核的处理器有：

* IDT RC32438;
* ATI/AMD Xilleon;
* Alchemy Au1000, 1100, 1200;
* Broadcom Sentry5;
* RMI XLR7xx;
* Cavium Octeon CN30xx, CN31xx, CN36xx, CN38xx and CN5xxx;
* Infineon Technologies EasyPort, Amazon, Danube, ADM5120, WildPass, INCA-IP, INCA-IP2;
* Microchip Technology PIC32;
* NEC EMMA and EMMA2, NEC VR4181A, VR4121, VR4122, VR4181A, VR4300, VR5432, VR5500;
* Oak Technologies Generation;
* PMC-Sierra RM11200;
* QuickLogic QuickMIPS ESP;
* Toshiba *Donau*, Toshiba TMPR492x, TX4925, TX9956, TX7901;
* KOMDIV-32, KOMDIV-64;
* ELVEES Multicore

### 基于MIPS架构的超级计算机

MIPS架构 的应用之一是其大规模地在超级计算机中的应用。 Silicon Graphics（SGI）在1990年代初将其业务从台式机图形工作站重新定位到高性能计算市场。该公司首次涉足服务器系统的成功，则是基于 **R4400** 、 **R8000** 以及后来的 **R10000** 的 Challenge 工作站系列。这些成功促使 SGI 创建了功能更强大的系统。**R10000** 的高集成性使 SGI 生产出Origin 2000，并使用其 NUMAlink 一致性高速缓存非均匀存储访问模型互连将最大可集成的CPU数量扩展到1024个。Origin 2000源自 Origin 3000系列，该系列最大可集成1024个CPU，但使用的CPU是频率最高700MHz的 **R14000** 和 **R16000** 芯片。2005年，当 SGI 做出战略决定把研发方向转移到英特尔的 IA-64 架构时，其基于MIPS的超级计算机的项目被取消。

一家名为 SiCortex 的高性能计算公司在2007年推出了基于MIPS的大规模并行的超级计算机。这些计算机基于 MIPS64 架构并且使用 Kautz graph 拓扑的高性能互连。该系统最创新的方面是其多核处理节点，一个节点集成了六个 MIPS64 处理器核。这个芯片集成了一个crossbar switch 、内存控制器、互连DMA引擎、千兆以太网和PCIe控制器，但其功耗仅有10瓦，却有6GFLOPS峰值浮点性能。使用该系统的最强大的机器是 SC5832 ，它是由972个此类芯片组成的单机柜超级计算机，总共具有5832个 MIPS64 处理器和8.2TFLOPS的峰值浮点性能。

### 龙芯

条目：龙芯
**龙芯**（**英語：**，舊稱）是由中国科学院计算技术研究所、龙芯中科、神州龙芯等机构、公司所设计的一系列各种芯片（包括通用中央處理器、SoC、微控制器、芯片组等），採用MIPS、LoongISA精简指令集架構，由MIPS科技公司授權使用MIPS指令集。龙芯1号系列为嵌入式领域芯片，已经被多家企业使用。龙芯2号系列速度最高為1GHz，用于瘦客户端、工控等低中端领域。龙芯3号系列于2010年推出成品，用于桌面、服务器、超算、工控等领域。

### MIPS Aptiv 系列

MIPS Aptiv 系列在2012年发布。 其系列包含三个基于MIPS32 Release 3架构的32位CPU产品。

### MIPS Warrior 系列

MIPS Warrior系列在2013年六月发布。 其系列包括多个基于MIPS Release 5和Release 6架构的32位和64位芯片产品。

另见
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* MIPS处理器列表
* MIPS架构

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| * 
* 论
* 编
MIPS芯片 |
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* MIPS架构
* MIPS架构处理器
* MIPS处理器列表

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| 通用处理器 | 

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| MIPS64兼容 | 

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| 龙芯3号系列 | 
* 龙芯3A1000
* 龙芯3B1000
* 龙芯3B1500
* 龙芯3A/B2000
* 龙芯3A/B3000
* 龙芯3A/B4000

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| 应用处理器 | 

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| MIPS32兼容 | 

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| 北京君正 | 
* JZ4720
	+ Ben NanoNote（英语：）
* JZ4730 (Skytone Alpha-400（英语：）)
* JZ4740 (Dingoo A320（英语：）)
* JZ4750 (Game Gadget（英语：）)
* JZ4760
	+ Velocity Micro T103 Cruz
	+ Velocity Micro T301 Cruz
* JZ4770
	+ Ainol NOVO7
	+ NEOGEO-X
	+ GCW-Zero
* JZ4780

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| MIPS64兼容 | 

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| 龙芯2号系列 | 
* 龙芯2H1000
* 龙芯2K1000
* 龙芯2K2000

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| 微控制器（嵌入式设备） | 

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| M4K | 
* 微晶片科技 PIC微控制器

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| 4Kc/4KEc | 
* ATI/AMD/Broadcom Xilleon（英语：）

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|  |
| MIPS32兼容 | 
* 龙芯1号系列
	+ LS1A0300
	+ LS1B
	+ LS1C300
	+ LS1C101
	+ LS1D
	+ LS1G
	+ LS1H

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|  |
| 网络专用 | 

|  |  |
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| 4Kc/4KEc | 
* 高通創銳訊
	+ AR2313
	+ AR2318
* 聯發科技
	+ RT2880
* 德州仪器/Infineon/Lantiq
	+ AR7
* Lantiq（英语：）
	+ AMAZON

 |
|  |
| 5Kc | 
* 美滿電子科技
	+ 88E6318 "Link Street"

 |
|  |
| 24Kc/24KEc | 
* 高通創銳訊
	+ AR7240
	+ AR7161
	+ AR9132
	+ AR9331
* 聯發科技
	+ RT3050
	+ RT3052
	+ RT3350
	+ RT5350
	+ RT6856
	+ MT7620
* Lantiq（英语：）
	+ DANUBE
	+ VINAX

 |
|  |
| 34Kc | 
* Lantiq（英语：）
	+ AR188
	+ VRX288
	+ GRX388
* Ikanos（英语：）
	+ Fusiv Vx175/173
	+ Fusiv Vx180
	+ Fusiv Vx185/183

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|  |
| 74Kc | 
* 高通創銳訊
	+ AR9344
	+ QCA9558
* 聯發科技
	+ RT3662
	+ RT3883
* 博通 (公司)
	+ BCM4706

 |
|  |
| 1004Kc | 
* 聯發科技
	+ MT7621

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|  |
| 1074Kc | 
* 瑞昱半導體
	+ RTL8198C

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|  |
| MIPS32兼容 | 
* 博通 (公司)
	+ various
* 凱為半導體
	+ various
* Alchemy Semiconductor
	+ Alchemy
* RMI Corporation（英语：）
	+ XLR

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|  |
| MIPS64兼容 | 
* 博通 (公司)
	+ various
* 凱為半導體
	+ Octeon

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| 游戏专用 | 

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| various | 
* PlayStation (遊戲機) MIPS R3000A-compatible
* 任天堂64 NEC VR4300
* PlayStation Portable R4000-based
* PlayStation 2 Emotion Engine（英语：）

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| 超级计算机 | 

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| MIPS64兼容 | 
* 龙芯
	+ LS2F/LS2F1000
	+ LS3A1000
	+ LS3B1000
* SiCortex

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|  |
| 航天专用 | 

|  |  |
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| MIPS64兼容 | 
* 龙芯1号系列
	+ LS1E0300/LS1E1000

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|  |
| MIPS32兼容 | 
* 龙芯1号系列
	+ LS1E04
	+ LS1F04/LS1F0300
	+ LS1J

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| 经典处理器 | 

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| MIPS I | 
* R2000
* R3000

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|  |
| MIPS II | 
* R6000

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| MIPS III | 
* R4000
	+ R4400
* R4200
	+ R4300i
* R4600
	+ R4700

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|  |
| MIPS IV | 
* R5000
* R8000
* R10000
	+ R12000
	+ R12000A
	+ R14000
	+ R14000A
	+ R16000
	+ R16000A
	+ R18000

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| MIPS V | 

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