کوچک‌ترین GPU جهان آماده تولید شد

نسخه جدید کوچک‌ترین پردازنده گرافیکی (GPU) جهان به نام TinyGPU v2.0 با ۲۰۰ هزار ترانزیستور، آماده تولید شده است.

به گزارش سرویس کامپیوتر و موبایل تک‌ناک، این تراشه کوچک توسط “Pongsagon Vichit”، طراح FPGA و علاقه‌مند به سخت‌افزارهای کلاسیک توسعه یافته است و به گفته او می‌تواند تصاویر سه‌بعدی را در زمان واقعی رندر کند. پردازنده TinyGPU v2.0 با وجود اندازه کوچک و محدودیت سخت‌افزاری، به‌ عنوان یک پروژه آموزشی و پژوهشی، توجه جامعه فناوری را جلب کرده است.

این GPU کوچک به‌ عنوان یک پردازنده مستقل طراحی شده و قادر است کارهایی مانند Rasterization (تبدیل داده‌های سه‌بعدی به تصویر دو‌بعدی)، Transformation و Lighting را انجام دهد؛ درست مشابه فناوری‌هایی که در کارت گرافیکی معروف GeForce 256 شرکت انویدیا برای نخستین‌بار دیده شدند. پردازنده TinyGPU v2.0 برای تولید در پروژه Tiny Tapeout ثبت شده است، پروژه‌ای که به مهندسان مستقل اجازه می‌دهد تراشه‌های سفارشی خود را در ابعاد محدود روی سیلیکون واقعی بسازند.

این نسخه جدید تنها از ۲۰۰ هزار ترانزیستور استفاده می‌کند و در قالب حداکثر اندازه مجاز ۴×۴ کاشی سیلیکونی ساخته می‌شود. برای مقایسه، پرچم‌دار گرافیکی امروز بازار یعنی Nvidia RTX 5090، دارای بیش از ۹۲ میلیارد ترانزیستور است. با وجود این، TinyGPU با هزینه‌ای حدود ۱۵۰۰ دلار برای طراح، نمونه‌ای جالب از مهندسی خلاقانه و مینیمالیستی محسوب می‌شود.

تامزهاردویر می‌نویسد، در ویدیوی منتشرشده از نسخه نمایشی کوچک‌ترین GPU جهان، Vichit چند مدل سه‌بعدی را از حافظه فلش داخلی بارگذاری می‌کند و با استفاده از کنترلر قدیمی Super Nintendo آنها را در زمان واقعی می‌چرخاند و نور آنها را تنظیم می‌کند. این کنترلر برای تغییر زاویه دید و جهت نور به کار می‌رود و به GPU اجازه می‌دهد تا محیطی سه‌بعدی را به‌صورت تعاملی رندر کند.

هرچند TinyGPU v2.0 نسبت به نسخه قبلی خود پیشرفته‌تر است، اما از نظر عملکرد هنوز محدودیت‌های زیادی دارد. این تراشه با فرکانس ۲۵ مگاهرتز تنها می‌تواند بین ۷.۵ تا ۱۵ فریم در ثانیه رندر کند و برای مدل‌های سه‌بعدی ساده با رزولوشن ۳۲۰×۲۴۰ پیکسل و رنگ ۴ بیتی (حداکثر ۱۶ رنگ هم‌زمان) مناسب است. طراح پروژه اعلام کرده است که نسخه نهایی سیلیکونی نیز سریع‌تر از نمونه مبتنی بر Basys3 FPGA نخواهد بود.

با وجود این، TinyGPU v2.0 از نظر فنی دستاورد ارزشمندی است. این تراشه قادر است به‌ صورت تعاملی عملیات تبدیل بردار به پیکسل را انجام دهد و از سیستم Transformation & Lighting بهره ببرد؛ فناوری‌ که نخستین‌بار در سال ۱۹۹۹ با کارت GeForce 256 وارد دنیای گرافیک شد و پایه‌گذار GPUهای مدرن بود.

از دیگر قابلیت‌های فنی کوچک‌ترین GPU جهان می‌توان به بافر دوبل ۴ بیتی، بافر عمق ۸ بیتی در حافظه QSPI RAM، پشتیبانی از حداکثر ۱۰۰۰ مثلث، حذف سطوح پشتی، یک منبع نور پویا و سایه‌زنی تخت (Flat Shading) اشاره کرد.

Vichit پیش‌تر در سال ۲۰۲۴ نسخه ابتدایی این پروژه را با نام Tiniest GPU در Tiny Tapeout 7 (TT7) معرفی کرده بود. آن نسخه تنها از دو پلی‌گان پشتیبانی می‌کرد، اما با فرکانس ۵۰ مگاهرتز می‌توانست تصاویر ۴۸۰×۶۴۰ پیکسلی با رنگ ۶ بیتی را تا ۶۰ فریم بر ثانیه رندر کند. نسخه جدید TinyGPU v2.0 حالا با پشتیبانی از کنترلر بازی و قابلیت رندر تا هزار مثلث، گام بلندی در مسیر توسعه GPUهای آموزشی کوچک برداشته است.

نوشته کوچک‌ترین GPU جهان آماده تولید شد اولین بار در Technoc. پدیدار شد.