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2000 年的东京，电脑文娱公司（SCEI）总部的会议室里，久多良木健端起手中的咖啡，望向窗外的东京塔。他的脑海中清楚的并不是 PlayStation 2 的光芒战绩，而是更刚劲的愿景——一个卤莽筹划瓶颈的改日。

在一次里面会议上，他向团队展示了一张草图，那是一个对于“Cell 处理器”的倡导雏形。他用生物学的比方来描述：“Cell 处理器就像东谈主体的细胞，而宽带网罗则是由无数细胞构成的社会。” 在他看来，如今的筹划架构——事业器、路由器、交换机——也曾被 20 世纪 50 年代的筹划花样照看，必须有新的突破。

强强勾通

1999 年，索尼里濒临改日筹划架构的接头早已伸开，但要实在让 Cell 倡导落地，索尼需要期间实力更为淳朴的勾通伙伴。此时，IBM 也在寻找突破。IBM 微电子公司副总裁 Bijan Davari 以为，现存的 PC 处理器架构也曾走到了极限，必须从零运转设计新架构。

与此同期，也在寻找简略增强其半导体竞争力的契机。东芝半导体公司总裁 Yasuo Morimoto 通晓到，改日的奢侈电子市集不单是依赖于处理器，更需要一整套先进的存储和筹划贬责决议。三家公司一拍即合，2000 年底，索尼、IBM 和东芝告示共同征战 Cell 处理器。

勾通议论的发布会上，久多良木健带着他象征性的情谊告示：“Cell 将会像 IBM 的 Deep Blue 相通集成在一个芯片上。” 这个并列外洋象棋超等筹划机的芯片，宗旨是每秒 1 万亿次浮点运算，改日以致不错通过并行筹划达到惊东谈主的 1 千万亿次。

IBM 议论投资 4 亿好意思元，在德克萨斯州奥斯汀的 IBM 工场内诞生设计中心，并在纽约州菲什基尔树立 300 毫米晶圆厂。索尼取得了 IBM 的 100 纳米 SOI 工艺授权，东芝则议论使用我方的 100 纳米工艺期间。

“咱们从一张白纸运转，瞎想五年后需要怎样的处理器。” IBM 微电子公司新兴产物总监 Lisa Su 回忆谈。这场豪赌不单是关乎期间突破，更是对改日筹划架构的一次透顶改进。

2003 岁首，IBM 在纽约州菲什基尔的工场运转坐蓐 100 纳米工艺，而东芝在横滨的研发中心同步鼓动。Cell 处理器的架构团队在奥斯汀的实验室里熬夜奋战，尝试将 5 到 10 个不同筹划单位整合到一个芯片中。

IBM 微电子公司副总裁Bijan Davari 讲解说：“Cell 的中枢架构并不是 VLIW，而是一个全新的架构，每个芯片包含多个筹划单位。” 初期版块不会在主处理器芯片上集成镶嵌式 DRAM，但改日 70 纳米和 50 纳米工艺熟谙后，eDRAM 将成为主流。

久多良木健强调，Cell 的宗旨是创建一个“实在纠合在一齐”的网罗筹划全国。他设计的联想网罗将通过光纤纠合，带宽以致跳跃主内存带宽。到 2010 年，他但愿有 1 亿到 2 亿个 Cell 处理器运行在人人各地，构建一个超等筹划网罗。

2004 年，首批基于 Cell 处理器的产物运转出现，而索尼最进军的次世代主机——PlayStation 3 便是Cell的主战场，在索尼和久多良木健看来，Cell 处理器的高并行筹划技艺，不仅适用于游戏，还能拓展到超算、数字奢侈电子、以致东谈主工智能限制，这颗处理器将成为改日索尼电子帝国疆域的毛病。

有益旨兴致的是，在Cell处理器发布的前夜，贪心勃勃的久多良木健以致找上了苹果CEO史蒂夫·乔布斯，向他倾销Cell处理器，但愿能这款跨期间的处理器能搭载鄙人一代Mac上，但愿Cell的生态简略拓展至个东谈主电脑与桌面端之上。

不外乔布斯绝交了这个建议，他涓滴不躲避对Cell设计的失望，暗示Cell以致不如用了这样多年的PowerPC，后续苹果在2005年的WWDC上告示转投英特尔和x86的怀抱，Cell际遇了一次小穷苦。

强悍性能

为什么久多良木健如斯有信心呢，谜底天然离不开表面上Cell处理器的强悍性能。

凭证索尼的官方文档，Cell处理器的中枢是一颗刚劲的64位PowerPC处理单位(PPE)。这个限制中心负责通盘这个词系统的监督和和洽，就像一个素养丰富的技俩司理。它运行着操作系统，管理系统资源，并为八个协同处理单位分拨任务。

“咱们选拔PowerPC算作限制中枢是有益为之的，”一位IBM的资深设计师曾回忆谈，“这为征战者提供了一个熟悉的起头，同期又能补助咱们的创新愿景。”

这个限制单位配备了23级活水线和三级缓归档次结构，使其简略以高频率运行并高效地处理复杂任务。此外，它还具备双线程技艺，不错同期管理多个限制历程，提高全体系统的反应性。

而围绕着PPE的是八个协同处理单位(SPE)——CELL架构中实在的变调性元素。这些单位不同于传统处理器，它们专为高微辞量的数据并行处理而优化。

“那时，市集上莫得任何处理器像CELL这样神勇地整合如斯繁密的专用中枢，”一位参与技俩的工程师讲解谈。“这是一次冒险白丝 自慰，但咱们信托这种步伐简略完毕前所未有的性能。”

每个SPE齐具有256 KiB的腹地存储空间，这种设计卤莽了旧例。与传统的自动缓存不同，这种存储需要要道员直袭取理，加多了编程的复杂性，但也带来了更高的成果和可估量性。SPE通过内存流限制器管理的DMA传输获取数据，每个时钟周期不错引申两条指示，极地面普及了并行处理技艺。

而将这些处理单位纠合在一齐的是单位互连总线(EIB)——一个设计小巧的通讯系统。它接收了四环结构，包括两个顺时针和两个逆时针数据环，可补助多个并发数据传输，总带宽跳跃200 GB/s。

“EIB的设计是CELL获胜的毛病之一，”一位系统架构师讲解谈。“莫得这种高带宽纠合，单个处理单位的刚劲技艺将无法充分阐述。”

这种互连设计确保了处理单位之间以及与主内存之间的数据不错快速、高效地转移，最大规矩地减少了通讯瓶颈。

除此除外，Cell还接收了一种非旧例的内存架构，SPE不成顺利拜谒系统主内存，数据必须通过显式的DMA操作在腹地存储和主内存之间转移。系统使用Rambus XDR内存，提供了较高的内存微辞量，这种步伐天然加多了编程复杂性，但对于数据密集型利用，它提供了前所未有的性能和成果。

“咱们通晓到数据转移是当代处理器中的主要瓶颈，”系统架构师说，“通过让要道员顺利限制数据流，咱们不错幸免传统缓存架构中的很多低效问题。”

按照久多良木健的构想，刚劲无比的Cell能指示索尼重回巅峰，夺回日本在芯片限制的言语权，只能惜，想法虽好意思好，试验却暴躁。

连连折戟

2005年，Cell处理器的首批样品终于出身。它接收90nm工艺制造，集成了一个主频高达4GHz的PowerPC中枢（PPE）和多达32个协处理单位（SPE），峰值筹划性能达到惊东谈主的1TFLOPS！对于阿谁期间的处理器而言，这真实是科幻级别的性能，远超英特尔的奔腾4或AMD的Athlon 64。

然则，过高的功耗、复杂的芯片架构和坐蓐良率问题，让这个原型版块注定难以量产。于是，工程师们不得不“挥刀自宫”，大幅削减了SPE的数目，将最终量产版块的Cell BE（Broadband Engine）转念为1个3.2GHz的PPE和8个SPE，并屏蔽了其中的1个，最终只允许游戏征战者使用6个SPE。尽管如斯，它在单精度浮点筹划上的表面峰值仍然高达230 GFLOPS，远超同期期的PC处理器。

在2005年的E3发布会上，久多良木健站在舞台中央，颜色热潮地向全全国展示PS3的刚劲性能。他信服，Cell处理器将透顶颠覆游戏行业，使PS3不单是是一台游戏机，而是一个划期间的数字文娱末端。

他豪言谈：“PlayStation 3 将开启文娱产业的新纪元，它不单是是一台主机，而是一扇通向改日的窗口。”在他的描述中，PS3不仅简略提供前所未有的视觉体验，还能承担科学筹划、家庭文娱中心等多重变装，透顶改变东谈主们的生计模样。

然则，PS3的征战者们却发现，这款芯片并不像它的表面性能那么好意思好。传统的游戏征战者俗例于使用圭臬的x86或PowerPC架构，而Cell的SPE架构需要高度优化的并行代码，存储管理依赖DMA（顺利存储器拜谒），以致连基本的缓存一致性齐要手动管理。

更严重的问题在于，索尼在PS3的架构设计上作念出了息争。Cell芯片自带的256MB XDR内存无法与GPU分享，索尼只能极度加入256MB GDDR3显存。这种内存分拨决议大幅加多了资本，况且影响了数据传输成果。此外，PS3为了向下兼容PS1和PS2，还极度加入了一颗EE+GS芯片，进一步推高了硬件资本。

与此同期，索尼还但愿借助PS3膨胀蓝光光盘期间，与HD-DVD阵营伸开竞争，因此为PS3配备了不菲的蓝光光驱。拆解阐述自满，Cell芯片的资本约为89好意思元，RSX显卡的资本为129好意思元，蓝光光驱高达125好意思元，加上EE+GS芯片、散热系统等，PS3的制酿资本最终高达805-840好意思元。然则，PS3的起售价仅为499好意思元，每卖出一台就意味着巨额亏空。

慷慨的售价、复杂的架构、超高的功耗（运行游戏时功耗可达200W）以及征战难度，使得PS3在市集竞争中堕入被迫。与此同期，微软在Xbox 360上接收了更简便、更接近PC架构的定制PowerPC三核处理器，并搭配ATI R500显卡，征战者更容易适配，很多跨平台游戏在Xbox 360上的阐扬以致优于PS3。

本以为凭着Cell刚劲性能就能占领数字文娱市集的索尼，被狠狠打了一耳光。

另谋出息

在游戏限制阐扬平凡的Cell，转战事业器限制，也没好到那处去。

2006年，IBM告示推出Cell Blade事业器，首款型号为BladeCenter QS20。随后，IBM于2007年8月推出了升级版BladeCenter QS21，并在2008年5月发布了接收新一代PowerXCell 8i处理器的BladeCenter QS22。

IBM在2010年就告示罢手对第二代Cell Blade提供补助，转而专注于其他高性能筹划贬责决议，以致比失败的PS3还早死，不禁让东谈主感叹。

不外，在科学筹划限制，Cell却不测地找到了用武之地。

2008年，好意思国洛斯阿拉莫斯国度实验室基于Cell架构，搭建了一台名为Roadrunner的超等筹划机。它接收了PowerXCell 8i——Cell BE的增强版，具备更强的双精度浮点运算技艺，达到了102.4 GFLOPS，远超那时的传统CPU。Roadrunner最终成为人人首台性能突破1 PetaFLOPS（千万亿次浮点运算）的超等筹划机。

2010年，好意思国空军有计划实验室（The Air Force Research Laboratory，AFRL）组建了一套物好意思价廉的超算，其由1760台PS3、 168个独处图形处理单位及84个和洽事业器构成，其代号为 “秃鹰群”（Condor Cluster），用于处理卫星图像、雷达以及有计划AI，AFRL还向一些大学以及有计划机构绽开了秃鹰群的部分算力，据表现，这个超算总耗资约200万好意思元，运算性能为500TFlops，资本和耗电量均唯有同等运算力旧例超算的十分之一。

另外，索尼还在2007年告示PS3雅致加入Folding@home，这是一个有计划卵白质折叠，误折，团员及由此引起的相干疾病的漫步式筹划工程，用户不错让我方的PS3在闲置时引申Folding@home分发的运算任务，截止2008年9月，参与的PS3游戏机提供了1.2PFlops的运算技艺，占那时运算总额的近35%。

Cell天然在游戏主机市集的阐扬未达预期，却在高性能筹划限制留住了浓墨重彩的一笔，也算是各样穷苦后为数未几的获胜。

而跟着期间的演进，Cell架构的短板也越来越明显。

领先，PPE的通用筹划技艺不足同期代的x86 CPU，而SPE天然擅长并行筹划，但编程难渡过高，导致软件生态迟迟无法熟谙。其次，跟着GPU筹划（如CUDA、OpenCL）的大幅崛起，GPGPU期间渐渐取代了Cell的市辘集位。再加上索尼在PlayStation 4中毁掉了Cell架构，转向了AMD的x86决议，Cell的期间也渐渐走向结束。

2012年，IBM告示不再更新Cell架构，宣告这一曾被托付厚望的芯片雅致走入历史。

而在本年3月，由于产物早已罢手珍重，加之莫得满盈的用户，Linux 6.15内核也将删除对 IBM Cell Blade事业器的补助，雅致宣告了Cell这一架构的死刑。

天然Cell处理器最终未能成为市集的主流，但它的创新理念却影响真切。其SPE架构的并行筹划念念路，为自后的GPU筹划花样提供了灵感。英伟达的CUDA中枢、异构筹划的发展旅途，若干齐有Cell的影子。

时于当天，PS3仍然在一些科学筹划技俩中阐述着余热，而Cell的故事，仍然是筹划架构史上最具神话色调的篇章之一。

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