核心观点 - 索尼、IBM和东芝联合开发的Cell处理器旨在打破传统计算架构限制，构建高性能并行计算网络 [1][3] - Cell处理器采用创新的多核设计，理论性能远超同期产品，但面临编程复杂、功耗高、成本高等挑战 [8][11][13] - 尽管在游戏主机市场表现不佳，Cell在科学计算领域取得突破性应用 [16][17][18] - Cell架构的创新理念对后续GPU计算和异构计算发展产生深远影响 [21] 强强合作 - 2000年索尼联合IBM和东芝共同开发Cell处理器，IBM投资4亿美元设立设计中心和晶圆厂 [3][4] - 合作方分工明确：IBM提供100纳米SOI工艺授权，东芝使用自有100纳米工艺技术 [4] - 目标性能为每秒1万亿次浮点运算，未来计划达到1千万亿次 [3] 技术架构 - 核心采用64位PowerPC处理单元(PPE)作为控制中心，配备23级流水线和三级缓存 [8] - 8个协同处理单元(SPE)专为数据并行优化，每个具有256 KiB本地存储空间 [8] - 单元互连总线(EIB)采用四环结构，总带宽超过200 GB/s [9] - 采用非常规内存架构，SPE通过DMA操作访问主内存，使用Rambus XDR内存 [9] 产品化进程 - 2005年首批样品采用90nm工艺，集成32个SPE，峰值性能达1TFLOPS [11] - 量产版本调整为1个3.2GHz PPE和8个SPE(实际可用6个)，单精度浮点性能230 GFLOPS [12] - PS3搭载Cell处理器，但硬件成本高达805-840美元(售价499美元)，每台亏损严重 [13] 市场表现 - PS3因开发难度高、架构复杂、售价高昂(499美元)在主机市场竞争中处于劣势 [13] - 2006年IBM推出Cell Blade服务器系列，但2010年即停止支持 [16] - 2008年Cell架构超级计算机Roadrunner成为全球首台突破1 PetaFLOPS的超算 [16] - 2010年美国空军用1760台PS3组建"秃鹰群"超算，成本仅200万美元 [17] 技术影响 - SPE架构的并行计算思路为后续GPU计算模式(CUDA/OpenCL)提供灵感 [21] - 2007年PS3加入Folding@home项目，贡献1.2PFlops算力(占总量35%) [18] - 2012年IBM宣布停止Cell架构更新，2023年Linux内核移除对Cell的支持 [19]