芯片江湖往事：15年前，耗資40億美元的自主可控CPU奇幻冒險_風聞

來源：公眾號“ 互聯網與娛樂怪盜團”

01.關於芯片江湖，你不知道的太多了

“芯片的江湖，又開戰了。”老者喝着茶，淡淡的説。

“為什麼要加個又字？”少年困惑地問道。

老者是一副看淡世事、生無可戀的表情，少年則是血氣方剛、懷疑一切的樣子。顯然，少年很有理想、很愛家鄉、像初生牛犢一般天不怕地不怕。他無法理解，老者是怎麼變成現在這樣老氣橫秋的，難道是過去失敗的太多，被磨光了稜角。

老者悠然長嘆：“我看見日本人建高樓，又看見日本人宴賓客，最後看見日本人樓塌了。當初芯片江湖的霸主是日本人，你還小，不會記得了……”

少年爭辯道：“我知道！1980年代，日本半導體冠絕全球，是美國人逼他們簽了協議，限制出口配額，然後……然後本土市場不夠大，日本芯片行業就沒落了！”

老者轉過頭，用憐憫的眼神看着少年：“這些亂七八糟的東西，你都從哪兒學的啊？”

少年漲紅了臉：“我每天看十幾個公眾號，還看知乎專欄，還看紀錄片……”

人生苦短，不如喝茶

老者揮揮手：“好吧，你可知道，日本芯片行業直到21世紀初，還想奪回江湖霸主之位？而且，還付諸行動，據説差一點成功——實際上是差很遠罷了。”

少年驚呆了。沒人對他説過這回事。他屏氣凝神等着老者的下一句話。老者自顧自地喝茶，等到一壺茶喝完了，少年好奇的目光還沒有消散。

老者笑了：“那就講給你聽吧。”

02.索尼、東芝找到IBM，想幹個大買賣

2000年夏季的某一天，索尼和東芝敲響了IBM的大門。當時，這兩家都如日中天，尤其是索尼，連續打贏了兩代遊戲主機戰爭，PlayStation 2成為了美國小孩最想要的聖誕禮物，拳打任天堂、手撕世嘉毫無壓力。索尼在遊戲行業鬧的動靜太大，讓軟件行業的扛把子——微軟都坐不住了，嚷嚷着要加入戰局，可是沒人把它當一回事。

IBM此時正處在從硬件公司向軟件+諮詢公司的轉型期，處境尷尬，對日本大金主自然不敢怠慢：“二位爺台來，想必是看上了小店的硬盤存儲技術？”

索尼和東芝無動於衷。IBM又問：“那麼，是看上了小店的服務器解決方案，要用在家庭娛樂聯網服務裏？”

對方仍然無動於衷。IBM恍然大悟：“你們看上了我們的OS/2操作系統，想用在家庭娛樂設備裏！真是慧眼識英雄，我們比微軟……”

説實話，在歷史上，IBM一直都很強

索尼終於打斷了IBM的自賣自誇：“跟我們一起開發CPU。你出人，我們既出錢、也出人。”

IBM大驚：“啥？CPU？”

索尼：“PowerPC, 就是你們給蘋果開發的那個玩意。”

東芝：“我們對每一款PowerPC CPU進行過深度測試，性能很不錯。”

IBM：“多謝誇獎。但是，你們想用它做什麼呢？”

索尼：“統一江湖。抄了英特爾的老巢。屆時，我們是全球民用芯片行業的老大。我們三家一起。”

IBM無語了。他心想：怪不得都説小日本不靠譜，這種傻話都説得出來，昨天喝了多少酒？索尼看出了他疑惑的表情，哈哈大笑，從懷裏掏出一瓶陳年威士忌，按照西方人的習慣給在座的一一斟上，藉着酒勁回憶起了往事。

03.遊戲主機，高端民用芯片的試煉場

1970年代，半導體行業處於井噴時期，在理論端和應用端都大踏步地前進着。兩個重要發明，將芯片真正帶進了千家萬户：一個是個人電腦(PC)，一個是遊戲主機。前者造就了蘋果、微軟、英特爾，後者造就了雅達利、任天堂、世嘉，它們都是一時新貴，風光無兩！

直到1990年代，遊戲主機的出貨量都高於個人電腦，就連主機遊戲軟件的出貨量也高於個人電腦軟件。原因很簡單：遊戲主機價格便宜，200-300美元就可帶回家，能滿足閤家歡娛樂需求。

個人電腦平均價格超過1000美元，而且多媒體技術尚未成熟，娛樂效果較差。但是，從硬件架構看，遊戲主機其實就是定製的電腦，也有CPU、GPU/PPU、內存、存儲設備等配置，只是在設計時更偏重娛樂性而已。

80後小時候肯定都玩過紅白機，對吧？

在那個年代，民用計算機芯片的技術路線可謂百花齊放：英特爾的x86系列在PC市場一枝獨秀，AMD、Cyrix等x86兼容廠商跟着喝湯；IBM的PowerPC被用於蘋果的小眾市場，並在服務器領域頗有存在感；還有仙童半導體、摩托羅拉、德州儀器、NEC、Mostek⋯⋯你聽過或沒聽過的各路大神，都開發過計算機芯片。

在基礎架構上，絕大部分民用CPU可以劃分為RISC和CISC兩大陣營（x86屬於後者），不過對這種技術細節，吃瓜羣眾就不用瞭解太多了。

芯片技術的百花齊放，給了遊戲主機廠商很大的自由度：它們可以在各路解決方案中，選出自己最滿意的，再加以深度定製，從而區別於一切競爭對手。

例如，任天堂SFC採用了MOS6502 CPU，世嘉MD則採用了摩托羅拉68000 CPU；索尼PS採用了3D軟加速技術路線，任天堂N64則採用了看似更先進的3D硬加速……各路解決方案談不上嚴格的“最優解”，關鍵是在達到技術要求的同時，維持較高的性價比，還要方便第三方軟件商的開發，從而構成完善的生態系統。

附帶説一句，對遊戲主機市場稍有研究的人，就會知道：“深度定製硬件”不是什麼特別有技術含量的事情，當年還在做花牌的任天堂就能定製彩色遊戲主機（帶顯示屏）、掌機了，以做家電聞名的索尼也能定製出歷史上最賣座的遊戲主機。時至今日，居然還有人説“某家的雲計算服務器是找人定製的，所以技術水平碾壓其他家”，這就是視野太窄、不熟悉歷史的惡果。唉，人之大患，在於不讀書！

然而，遊戲主機廠商的定製路線，到了1990年代末期，逐漸玩不下去了：民用計算機芯片市場幾乎被x86統一，德州儀器、摩托羅拉之流都被邊緣化了，NEC自我封閉的PC 98也瀕臨滅絕了；這樣下去，今後找誰定製呢？

索尼PS2使用的是東芝研發、索尼深度修改的Emotion Engine CPU，而競爭對手微軟Xbox乾脆採取了英特爾P3賽揚CPU，那可是市面上最通用的解決方案。由於經驗不足，微軟Xbox未能取得太大成功，但是這個趨勢非常可怕。

採用英特爾x86芯片的微軟Xbox主機

如果有一天，x86徹底統一了民用芯片江湖，那麼遊戲主機產業真的沒什麼可玩了：大家的技術路線類似，性能半斤八兩，沒人能出奇制勝，只有依靠性價比和規模了（這就是現在發生的事情）。與英特爾狼狽為奸的微軟，當然巴不得這種情況發生；可是索尼豈能容忍？即便這一天還有很久才會到來，現在就得開始行動了。

​04.我們乾脆合夥把英特爾消滅了吧

“面對微軟-英特爾聯盟這個窮兇極惡的對手，守是守不住的，必須攻出去。”索尼冷酷地説。

“您想怎麼攻出去呢？”IBM苦笑。

索尼：“我的PlayStation初代和二代主機，銷量都超過1億台，配套遊戲賣出不止10億套，這就是生態系統。我們合夥開發一款最厲害的CPU，用在下一代主機裏，必將徹底碾碎競爭對手。屆時，我們再從遊戲市場打出來，用規模優勢反攻PC市場，我就不信英特爾還站得住！”

東芝：“沒錯，我們也會將這款CPU用於自己的智能電視，統一正在興起的智能家電市場。屆時，我們就是多數派，英特爾才是少數派！你們討厭英特爾，對吧？我們也討厭，那就讓他死給我們看。”

IBM心想：日本真是倒血黴了，好不容易出了兩個信息技術巨頭，偏偏都患上了妄想型精神病！他堆出禮節性的笑容：“二位爺台可知道，做這件事情要花多少錢嗎？”

東芝：“4億美元夠不夠？”

IBM搖搖頭：“恐怕不夠。”

索尼：“那麼，40億美元呢？”

三個月後，由索尼、東芝、IBM共同擁有的Cell芯片研發中心在美國德州奧斯汀拔地而起。今後四年，將有超過400位全球頂尖的芯片工程師在此工作。在奠基儀式上，IBM的小弟悄悄問他：“您昨晚喝醉了還痛罵索尼和東芝是痴心妄想呢，怎麼今天還是來奠基了？”

IBM嘟囔着：“反正不是我出錢……”

千萬不要在喝酒之後談正事，太嗨了會誤事

2001年，索尼和IBM聯合舉行發佈會，首次公佈了研發中的Cell芯片的技術指標：每秒執行1萬億次浮點運算，具備分佈式計算能力，與超級計算機相比毫不遜色！在媒體的口耳相傳之下，“Cell處理器可以模擬地球”成為了一個著名的哏。

如果這是真的，索尼顯然將贏得下一世代的遊戲主機戰爭；至於英特爾嘛，它不會滅亡，但是應該會慢慢墮落為一個無足輕重的小角色。x86對計算機芯片的統治即將走到盡頭，未來將是Cell的大時代。

Cell的架構非常複雜而又奇怪：它同時具備CPU和GPU的功能，還為雲計算、邊緣計算留出了空間。它在本質上是一款超級計算機芯片，但是為了家庭娛樂需求做了大幅擴展。它必須同時滿足四種截然不同的需求：超級計算機和高端服務器；桌面PC；家用遊戲主機；高清電視等智能家電。

幸虧當時還沒有智能手機市場，否則索尼肯定會要求再開發一個低功耗版本，與ARM競爭。直到今天，沒有任何一款處理器、任何一種技術架構能夠無縫滿足以上所有需求。這種玩意不失敗才是不正常呢！

經過漫長的研發試錯，索尼、東芝和IBM的工程師們拿出了一個驚天地泣鬼神的技術架構：一個簡化PowerPC主處理單元，附帶二級緩存；八個傳統PowerPC協處理單元，不附帶緩存；主處理單元和協處理單元各自有不同的內存。

為什麼搞的這麼複雜呢？索尼的設想是：主處理單元只負責一般運算，與圖形處理相關的浮點運算全部扔給協處理單元。如果你看不懂那就對了，因為沒人看得懂。關鍵是：這個看起來很厲害的架構從來沒有真正實現。

05.芯片史上最大笑話是怎樣煉成的

最遲到2004年，索尼發現：Cell芯片的性能根本達不到預期；具體的説，是浮點運算能力達不到預期，之前吹噓的“模擬地球”就是個笑話。而且，就算達到了預期，遊戲開發商肯定也不懂如何操作八個協處理單元，導致遊戲畫質非常感人地縮水。怎麼辦呢？已經付出的40億美元打了水漂，索尼不得不再花一筆錢，請英偉達定製一款GPU，勉強讓PS3主機具備了過得去的浮點運算性能……

史上最複雜的Cell處理器架構

同樣是在2004年，索尼和IBM找到了蘋果掌門人喬布斯，向他推銷Cell處理器。考慮到蘋果電腦以前一直採用PowerPC處理器，此時換用Cell不是順理成章的嗎？然而，大神就是大神，喬布斯一眼看出Cell架構有嚴重問題，就算索尼拋出了“附送其他核心技術”的誘餌，他也不肯上鈎。

最後，蘋果居然投向了老仇人英特爾的懷抱，全面採用x86處理器！索尼還向很多智能家電廠商推銷Cell，無奈大部分人都更喜歡低功耗的ARM。最後，除了索尼、東芝、IBM自家的硬件，Cell處理器只被極少數第三方用於視頻解壓卡，真是悽悽慘慘慼戚。

無論如何，Cell的大本營是遊戲主機，只要索尼PS3贏得次世代主機戰爭，Cell就能贏得未來。但是，Cell處理器在製造環節的良品率也遲遲提不上來，直接導致PS3比競爭對手晚了一年上市。

搞笑的是，競爭對手微軟的Xbox 360居然也從IBM購買了PowerPC芯片，只是巧妙地迴避了複雜的Cell架構，從而達到了較高的性價比、較快的製造流程。從競爭對手到第三方，大家都知道Cell的問題出在哪裏，只有索尼當了冤大頭。

等到索尼PS3千呼萬喚始出來，價格又把大家震住了：基礎版本499美元，高端版本599美元，幾乎是競爭對手價格的兩倍……而且，就算在這麼高的售價下，索尼每賣出一台設備，還是要虧損241-360美元！罪魁禍首當然是Cell芯片，這玩意研發超支、需求不足導致製造成本無法攤薄，而且還是個半成品，必須靠英偉達救火。

為了推卸責任，索尼大造輿論，説自己被英偉達的老黃坑了，由此引出“抬頭看蒼天，老黃饒過誰”的爛哏。講真，如果沒有老黃救場，PS3的浮點運算能力就徹底玩完了，那時候索尼不破產都謝天謝地，真是一頭白眼狼。

從2006年上市開始，索尼PS3一直在虧錢，虧到2009年才轉為盈利，累計虧損額可能超過30億美元。平心而論，IBM還算盡心盡力，直到2007年還在試圖搶救Cell芯片，無奈實在救不活。最後，Cell研發團隊解散，Cell產品線被重新併入IBM的主流芯片產品線。

至於索尼和東芝有沒有學到什麼自主可控芯片的核心技術？拜託，快要破產的公司還玩什麼自主可控，活下去是第一要務！在“自主可控而死”和“委曲求全而生”當中，選擇前者的都是真英雄，真英雄都活不到結局。

Cell處理器就長這樣，好看不？

06.一人之心，天下人之心

“後來呢？後來索尼有沒有去報仇？”少年聽完故事，急不可耐地追問。

老者皺着眉頭：“報仇？找誰報仇？”

少年：“找英特爾，找微軟，找IBM！它不是緩過勁來了嗎，可以報仇的！”

老者差點嗆住：“為什麼要找他們報仇啊？”

少年：“英特爾搶走了Cell的目標市場，微軟害得索尼PS3連年虧損，IBM出工不出力還幹私活，都是仇家！”

老者悲哀地搖了搖頭：“你是天生殺人狂嗎？如果讓你執掌一個門派，估計三天都撐不下去。”

少年大怒，極不服氣：“什麼意思？”

老者：“先説IBM，他已經對索尼仁至義盡，技術、人力一點也沒少投入，還因此丟掉了蘋果這個老客户。雖然它把PowerPC賣給了微軟，但是並沒有賣Cell；這種老朋友，怎麼在你眼裏變成了仇人呢？”

少年語塞。老者繼續説：“在整場大戲當中，英特爾一個手指也沒動，它算準了Cell根本扶不上牆。蘋果投靠英特爾只是正常操作。再説，x86又不是英特爾一家的，還有AMD呢。在商場上真刀真槍幹不過對手，對手就變成你的仇敵了嗎？”

沒等少年接話，老者接着説：“至於微軟，它也是可憐人啊，PowerPC架構沒有它想象的強大，還鬧出了三紅門這種醜聞，在遊戲主機市場算是砸牌子了。對於這種日薄西山的競爭對手，更沒必要仇視了……”

少年點點頭，平復心情，心悦誠服地問：“在您看來，索尼、東芝、IBM齊心協力唱的這出大戲，為什麼還是沒能擊敗英特爾，沒能搞出自主商業化CPU呢？”

老者説：“一人之心，天下人之心。”

少年大惑：“什麼？”

要活下去，關鍵是與多數人保持一致

老者説：“如果Cell處理器的技術實力全面發揮出來，確實可以超過x86處理器。但是，軟件工程師寧可去研究x86、為x86做深度優化，也不願意學習複雜的Cell架構。

多年以來，x86構築了一個龐大的生態系統，上面有無數商業軟件、共享軟件、開源軟件、開發者社區……就算Cell能贏得遊戲主機的這一局，又豈能在廣闊的PC市場有一絲一毫勝算？喬布斯拒絕Cell而選擇x86，真正的理由並不在技術層面。”

少年點頭：“怪不得索尼自己在下一世代的PS4遊戲主機中，也採用了AMD的x86整合處理器。”

老者微笑：“你曾對我説，日本半導體產業敗於美國，是因為美國逼着他們簽署什麼出口配額協定，是嗎？那是鬼話，無論有沒有這個協定，他們都贏不了。”

少年：“為什麼呢？”

老者：“一人之心，天下人之心。天下的賢才都願意去硅谷，天下的開發者都願意與硅谷合作，天下的創意都集中到硅谷去了。這根本不是美國與日本的交戰，而是天下與日本的交戰。日本再強，打得過天下嗎？”

少年連連點頭：“知道了，我知道了。”

老者倒掉早已變涼的茶水：“後人哀之而不鑑之，則使後人復哀後人也。”

少年站起身，鞠了一躬：“在江湖上，要想勝利、要想當霸主，就要讓我們的敵人少少的、朋友多多的，要全天下的人都當我們是好朋友，都願意跟我們合作。劍道的精髓，不是快，不是狠，而是不殺！”

老者終於露出了讚許的目光：“沒錯！贏得一場戰鬥的，或許是更狠、更厲害的人；但是贏得整個江湖的，一定是更寬厚、更開放、更能交朋友的人！”