游戏主机芯片往事
本文来自微信公众号：互联网与娱乐怪盗团（ID：TMTphantom），作者：怪盗团团长裴培，标题图来自东方IC，原标题《芯片江湖往事：15年前，耗资40亿美元的自主可控CPU奇幻冒险》
关于芯片江湖，你不知道的太多了
“芯片的江湖，又开战了。”老者喝着茶，淡淡地说。
“为什么要加个又字？”少年困惑地问道。
老者是一副看淡世事、生无可恋的表情，少年则是血气方刚、怀疑一切的样子。显然，少年很有理想、很爱家乡、像初生牛犊一般天不怕地不怕。他无法理解，老者是怎么变成现在这样老气横秋的，难道是过去失败的太多，被磨光了棱角。
老者悠然长叹：“我看见日本人建高楼，又看见日本人宴宾客，最后看见日本人楼塌了。当初芯片江湖的霸主是日本人，你还小，不会记得了……”
少年争辩道：“我知道！1980年代，日本半导体冠绝全球，是美国人逼他们签了协议，限制出口配额，然后……然后本土市场不够大，日本芯片行业就没落了！”
老者转过头，用怜悯的眼神看着少年：“这些乱七八糟的东西，你都从哪儿学的啊？”
少年涨红了脸：“我每天看十几个公众号，还看知乎专栏，还看纪录片……”
人生苦短，不如喝茶
老者挥挥手：“好吧，你可知道， 日本芯片行业直到21世纪初，还想夺回江湖霸主之位？而且，还付诸行动，据说差一点成功——实际上是差很远罢了。 ”
少年惊呆了。没人对他说过这回事。他屏气凝神等着老者的下一句话。老者自顾自地喝茶，等到一壶茶喝完了，少年好奇的目光还没有消散。
老者笑了：“那就讲给你听吧。”
索尼、东芝找到IBM，想干个大买卖
2000年夏季的某一天，索尼和东芝敲响了IBM的大门。当时，这两家都如日中天，尤其是索尼，连续打赢了两代游戏主机战争，PlayStation 2成为了美国小孩最想要的圣诞礼物，拳打任天堂、手撕世嘉毫无压力。索尼在游戏行业闹的动静太大，让软件行业的扛把子——微软都坐不住了，嚷嚷着要加入战局，可是没人把它当一回事。
IBM此时正处在从硬件公司向软件+咨询公司的转型期，处境尴尬，对日本大金主自然不敢怠慢：“二位爷台来，想必是看上了小店的硬盘存储技术？”
索尼和东芝无动于衷。IBM又问：“那么，是看上了小店的服务器解决方案，要用在家庭娱乐联网服务里？”
对方仍然无动于衷。IBM恍然大悟：“你们看上了我们的OS/2操作系统，想用在家庭娱乐设备里！真是慧眼识英雄，我们比微软……”
说实话，在历史上，IBM一直都很强
索尼终于打断了IBM的自卖自夸：“跟我们一起开发 CPU 。你出人，我们既出钱、也出人。”
IBM大惊：“啥？CPU？”
索尼：“PowerPC，就是你们给苹果开发的那个玩意。”
东芝：“我们对每一款PowerPC CPU进行过深度测试，性能很不错。”
IBM：“多谢夸奖。但是，你们想用它做什么呢？”
索尼：“统一江湖。抄了英特尔的老巢。届时，我们是 全球民用芯片行业的老大 。我们三家一起。”
IBM无语了。他心想：怪不得都说小日本不靠谱，这种傻话都说得出来，昨天喝了多少酒？索尼看出了他疑惑的表情，哈哈大笑，从怀里掏出一瓶陈年威士忌，按照西方人的习惯给在座的一一斟上，借着酒劲回忆起了往事。
游戏主机，高端民用芯片的试炼场
1970年代，半导体行业处于井喷时期，在理论端和应用端都大踏步地前进着。两个重要发明，将芯片真正带进了千家万户：一个是 个人电脑 （PC），一个是 游戏主机 。前者造就了苹果、微软、英特尔，后者造就了雅达利、任天堂、世嘉，它们都是一时新贵，风光无两！
直到1990年代，游戏主机的出货量都高于个人电脑，就连主机游戏软件的出货量也高于个人电脑软件。原因很简单：游戏主机价格便宜，200~300美元就可带回家，能满足合家欢娱乐需求；个人电脑平均价格超过1000美元，而且多媒体技术尚未成熟，娱乐效果较差。但是，从硬件架构看，游戏主机其实就是定制的电脑，也有CPU、GPU/PPU、内存、存储设备等配置，只是在设计时更偏重娱乐性而已。
80后小时候肯定都玩过红白机，对吧？
在那个年代，民用计算机芯片的技术路线可谓百花齐放：英特尔的x86系列在PC市场一枝独秀，AMD、Cyrix等x86兼容厂商跟着喝汤；IBM的PowerPC被用于苹果的小众市场，并在服务器领域颇有存在感；还有仙童半导体、摩托罗拉、德州仪器、NEC、Mostek……你听过或没听过的各路大神，都开发过计算机芯片。在基础架构上，绝大部分民用CPU可以划分为RISC和CISC两大阵营（x86属于后者），不过对这种技术细节，吃瓜群众就不用了解太多了。
芯片技术的百花齐放，给了游戏主机厂商很大的自由度 ：它们可以在各路解决方案中，选出自己最满意的，再加以深度定制，从而区别于一切竞争对手。例如，任天堂SFC采用了MOS6502 CPU，世嘉MD则采用了摩托罗拉68000 CPU；索尼PS采用了3D软加速技术路线，任天堂N64则采用了看似更先进的3D硬加速……各路解决方案谈不上严格的“最优解”，关键是 在达到技术要求的同时，维持较高的性价比，还要方便第三方软件商的开发，从而构成完善的生态系统 。
附带说一句，对游戏主机市场稍有研究的人，就会知道：“深度定制硬件”不是什么特别有技术含量的事情，当年还在做花牌的任天堂就能定制彩色游戏主机（带显示屏）、掌机了，以做家电闻名的索尼也能定制出历史上最卖座的游戏主机。时至今日，居然还有人说“某家的云计算服务器是找人定制的，所以技术水平碾压其他家”，这就是视野太窄、不熟悉历史的恶果。唉，人之大患，在于不读书！
然而，游戏主机厂商的定制路线，到了1990年代末期，逐渐玩不下去了：民用计算机芯片市场几乎被x86统一，德州仪器、摩托罗拉之流都被边缘化了，NEC自我封闭的PC 98也濒临灭绝了；这样下去，今后找谁定制呢？索尼PS2使用的是东芝研发、索尼深度修改的Emotion Engine CPU，而竞争对手微软Xbox干脆采取了英特尔P3赛扬CPU，那可是市面上最通用的解决方案。由于经验不足，微软Xbox未能取得太大成功，但是这个趋势非常可怕。
采用英特尔x86芯片的微软Xbox主机
如果有一天，x86彻底统一了民用芯片江湖，那么游戏主机产业真的没什么可玩了 ：大家的技术路线类似，性能半斤八两，没人能出奇制胜，只有依靠性价比和规模了（这就是现在发生的事情）。与英特尔狼狈为奸的微软，当然巴不得这种情况发生；可是索尼岂能容忍？即便这一天还有很久才会到来，现在就得开始行动了。
我们干脆合伙把英特尔消灭了吧
“面对微软-英特尔联盟这个穷凶极恶的对手，守是守不住的，必须攻出去。”索尼冷酷地说。
“您想怎么攻出去呢？”IBM苦笑。
索尼：“我的PlayStation初代和二代主机，销量都超过1亿台，配套游戏卖出不止10亿套，这就是生态系统。我们合伙开发一款最厉害的CPU，用在下一代主机里，必将彻底碾碎竞争对手。届时，我们再从游戏市场打出来，用规模优势反攻PC市场，我就不信英特尔还站得住！”
东芝：“没错，我们也会将这款CPU用于自己的智能电视，统一正在兴起的智能家电市场。届时，我们就是多数派，英特尔才是少数派！你们讨厌英特尔，对吧？我们也讨厌，那就让他死给我们看。”
IBM心想：日本真是倒血霉了，好不容易出了两个信息技术巨头，偏偏都患上了妄想型精神病！他堆出礼节性的笑容：“二位爷台可知道，做这件事情要花多少钱吗？”
东芝：“4亿美元够不够？”
IBM摇摇头：“恐怕不够。”
索尼：“那么，40亿美元呢？”
三个月后， 由索尼、东芝、IBM共同拥有的Cell芯片研发中心在美国德州奥斯汀拔地而起 。今后四年，将有超过400位全球顶尖的芯片工程师在此工作。在奠基仪式上，IBM的小弟悄悄问他：“您昨晚喝醉了还痛骂索尼和东芝是痴心妄想呢，怎么今天还是来奠基了？”
IBM嘟囔着：“反正不是我出钱……”
千万不要在喝酒之后谈正事，太嗨了会误事
2001年，索尼和IBM联合举行发布会，首次公布了研发中的Cell芯片的技术指标： 每秒执行1万亿次浮点运算，具备分布式计算能力，与超级计算机相比毫不逊色！ 在媒体的口耳相传之下，“Cell处理器可以模拟地球”成为了一个著名的哏。如果这是真的，索尼显然将赢得下一世代的游戏主机战争；至于英特尔嘛，它不会灭亡，但是应该会慢慢堕落为一个无足轻重的小角色。x86对计算机芯片的统治即将走到尽头，未来将是Cell的大时代。
Cell的架构非常复杂而又奇怪：它同时具备CPU和GPU的功能，还为云计算、边缘计算留出了空间。它在本质上是一款超级计算机芯片，但是为了家庭娱乐需求做了大幅扩展。它必须同时满足四种截然不同的需求：超级计算机和高端服务器；桌面PC；家用游戏主机；高清电视等智能家电。幸亏当时还没有智能手机市场，否则索尼肯定会要求再开发一个低功耗版本，与ARM竞争。直到今天，没有任何一款处理器、任何一种技术架构能够无缝满足以上所有需求。这种玩意不失败才是不正常呢！
经过漫长的研发试错，索尼、东芝和IBM的工程师们拿出了一个惊天地泣鬼神的技术架构：一个简化PowerPC主处理单元，附带二级缓存；八个传统PowerPC协处理单元，不附带缓存；主处理单元和协处理单元各自有不同的内存。为什么搞得这么复杂呢？索尼的设想是：主处理单元只负责一般运算，与图形处理相关的浮点运算全部扔给协处理单元。如果你看不懂那就对了，因为没人看得懂。关键是： 这个看起来很厉害的架构从来没有真正实现。
芯片史上最大笑话是怎样炼成的
最迟到2004年，索尼发现： Cell芯片的性能根本达不到预期 ；具体的说，是浮点运算能力达不到预期，之前吹嘘的“模拟地球”就是个笑话。而且，就算达到了预期，游戏开发商肯定也不懂如何操作八个协处理单元，导致游戏画质非常感人地缩水。怎么办呢？已经付出的40亿美元打了水漂，索尼不得不再花一笔钱，请英伟达定制一款GPU，勉强让PS3主机具备了过得去的浮点运算性能……
史上最复杂的Cell处理器架构
同样是在2004年，索尼和IBM找到了苹果掌门人乔布斯，向他推销Cell处理器。考虑到苹果电脑以前一直采用PowerPC处理器，此时换用Cell不是顺理成章的吗？然而，大神就是大神，乔布斯一眼看出Cell架构有严重问题，就算索尼抛出了“附送其他核心技术”的诱饵，他也不肯上钩。最后，苹果居然投向了老仇人英特尔的怀抱，全面采用x86处理器！索尼还向很多智能家电厂商推销Cell，无奈大部分人都更喜欢低功耗的ARM。最后，除了索尼、东芝、IBM自家的硬件，Cell处理器只被极少数第三方用于视频解压卡，真是凄凄惨惨戚戚。
无论如何，Cell的大本营是游戏主机，只要索尼PS3赢得次世代主机战争，Cell就能赢得未来。但是， Cell处理器在制造环节的良品率也迟迟提不上来，直接导致PS3比竞争对手晚了一年上市。 搞笑的是，竞争对手微软的Xbox 360居然也从IBM购买了PowerPC芯片，只是巧妙地回避了复杂的Cell架构，从而达到了较高的性价比、较快的制造流程。从竞争对手到第三方，大家都知道Cell的问题出在哪里，只有索尼当了冤大头。
等到索尼PS3千呼万唤始出来，价格又把大家震住了：基础版本499美元，高端版本599美元，几乎是竞争对手价格的两倍……而且，就算在这么高的售价下，索尼每卖出一台设备，还是要亏损241~360美元！罪魁祸首当然是Cell芯片，这玩意研发超支、需求不足导致制造成本无法摊薄，而且还是个半成品，必须靠英伟达救火。为了推卸责任，索尼大造舆论，说自己被英伟达的老黄坑了，由此引出“抬头看苍天，老黄饶过谁”的烂哏。讲真，如果没有老黄救场，PS3的浮点运算能力就彻底玩完了，那时候索尼不破产都谢天谢地，真是一头白眼狼。
从2006年上市开始，索尼PS3一直在亏钱，亏到2009年才转为盈利，累计亏损额可能超过30亿美元。平心而论，IBM还算尽心尽力，直到2007年还在试图抢救Cell芯片，无奈实在救不活。最后，Cell研发团队解散，Cell产品线被重新并入IBM的主流芯片产品线。至于索尼和东芝有没有学到什么自主可控芯片的核心技术？拜托，快要破产的公司还玩什么自主可控，活下去是第一要务！在“自主可控而死”和“委曲求全而生”当中，选择前者的都是真英雄，真英雄都活不到结局。
Cell处理器就长这样，好看不？
一人之心，天下人之心
“后来呢？后来索尼有没有去报仇？”少年听完故事，急不可耐地追问。
老者皱着眉头：“报仇？找谁报仇？”
少年：“找英特尔，找微软，找IBM！它不是缓过劲来了吗，可以报仇的！”
老者差点呛住：“为什么要找他们报仇啊？”
少年：“英特尔抢走了Cell的目标市场，微软害得索尼PS3连年亏损，IBM出工不出力还干私活，都是仇家！”
老者悲哀地摇了摇头：“你是天生杀人狂吗？如果让你执掌一个门派，估计三天都撑不下去。”
少年大怒，极不服气：“什么意思？”
老者：“先说IBM，他已经对索尼仁至义尽，技术、人力一点也没少投入，还因此丢掉了苹果这个老客户。虽然它把PowerPC卖给了微软，但是并没有卖Cell；这种老朋友，怎么在你眼里变成了仇人呢？”
少年语塞。老者继续说：“在整场大戏当中，英特尔一个手指也没动，它算准了Cell根本扶不上墙。苹果投靠英特尔只是正常操作。再说，x86又不是英特尔一家的，还有AMD呢。在商场上真刀真枪干不过对手，对手就变成你的仇敌了吗？”
没等少年接话，老者接着说：“至于微软，它也是可怜人啊，PowerPC架构没有它想象得强大，还闹出了三红门这种丑闻，在游戏主机市场算是砸牌子了。对于这种日薄西山的竞争对手，更没必要仇视了……”
少年点点头，平复心情，心悦诚服地问：“在您看来， 索尼、东芝、IBM齐心协力唱的这出大戏，为什么还是没能击败英特尔，没能搞出自主商业化CPU呢？ ”
老者说：“一人之心，天下人之心。”
少年大惑：“什么？”
要活下去，关键是与多数人保持一致
老者说：“如果Cell处理器的技术实力全面发挥出来，确实可以超过x86处理器。但是，软件工程师宁可去研究x86、为x86做深度优化，也不愿意学习复杂的Cell架构。多年以来，x86构筑了一个庞大的生态系统，上面有无数商业软件、共享软件、开源软件、开发者社区……就算Cell能赢得游戏主机的这一局，又岂能在广阔的PC市场有一丝一毫胜算？乔布斯拒绝Cell而选择x86，真正的理由并不在技术层面。”
少年点头：“怪不得索尼自己在下一世代的PS4游戏主机中，也采用了AMD的x86整合处理器。”
老者微笑：“你曾对我说，日本半导体产业败于美国，是因为美国逼着他们签署什么出口配额协定，是吗？那是鬼话，无论有没有这个协定，他们都赢不了。”
少年：“为什么呢？”
老者：“一人之心，天下人之心。天下的贤才都愿意去硅谷，天下的开发者都愿意与硅谷合作，天下的创意都集中到硅谷去了。 这根本不是美国与日本的交战，而是天下与日本的交战。 日本再强，打得过天下吗？”
少年连连点头：“知道了，我知道了。”
老者倒掉早已变凉的茶水：“后人哀之而不鉴之，则使后人复哀后人也。”
少年站起身，鞠了一躬：“在江湖上，要想胜利、要想当霸主，就要让我们的敌人少少的、朋友多多的，要全天下的人都当我们是好朋友，都愿意跟我们合作。剑道的精髓，不是快，不是狠，而是不杀！”
老者终于露出了赞许的目光：“没错！赢得一场战斗的，或许是更狠、更厉害的人；但是赢得整个江湖的，一定是更宽厚、更开放、更能交朋友的人！”
本文来自微信公众号：互联网与娱乐怪盗团（ID：TMTphantom），作者：怪盗团团长裴培，标题图来自东方IC，原标题《芯片江湖往事：15年前，耗资40亿美元的自主可控CPU奇幻冒险》
下载虎嗅APP，第一时间获取深度独到的商业科技资讯，连接更多创新人群与线下活动
作者暂无likerid, 赞赏暂由本网站代持，当作者有likerid后会全部转账给作者（我们会尽力而为）。Tips: Until now, everytime you want to store your article, we will help you store it in Filecoin network. In the future, you can store it in Filecoin network using your own filecoin.
Support author:
Author's Filecoin address:
Or you can use Likecoin to support author: