История создания самодельной видеокарты на 8 192 ядра RISC-V из тысяч дешевых микроконтроллеров

Вот важная новость с фронта ИИ: TrexSelectel только что История создания самодельной видеокарты на 8 192 ядра RISC-V из тысяч дешевых микроконтроллеров 7 мин 9 Блог компании Selectel DIY или Сделай сам Видеокарты Гаджеты Производство и разработка электроники * Немецкий разработчик с ником bitluni потратил около полугода на создание одной из самых необычных DIY-систем. Вместо того чтобы использовать готовый графический процессор или FPGA, он решил построить аналог графического ускорителя из 8 192 недорогих RISC-V микроконтроллеров. Их он объединил в единую иерархическую структуру.

Энтузиаст хотел показать, насколько далеко можно зайти, используя самые простые и доступные компоненты. По пути нашему герою пришлось решать задачи синхронизации тысяч микроконтроллеров, организации питания, автоматической прошивки и обмена данными между всеми узлами системы. Именно этим проект и интересен.

Технические детали

Давайте посмотрим, что здесь и как работает. Как все начиналосьЗа последние несколько лет автор проекта собрал несколько крупных кластеров из недорогих RISC-V микроконтроллеров, постепенно увеличивая их масштаб и усложняя архитектуру. В предыдущих экспериментах он отрабатывал способы объединения десятков и сотен простых чипов в единую вычислительную систему, изучал нюансы синхронизации, обмена данными и распределения нагрузки.

Каждый новый проект становился для него своеобразным полигоном, где проверялись идеи, которые затем переходили в следующую версию. После публикации одного из роликов о самодельном GPU с героем статьи связалась компания Altium, разрабатывающая программное обеспечение для проектирования печатных плат. Она предложила поддержку проекта, что позволило автору отказаться от сравнительно небольших экспериментов и взяться за гораздо более амбициозную конструкцию.

Наш гик решил, что не будет искать легких путей, поэтому стартовал с проектирования системы, насчитывающей 8 192 отдельных вычислительных узла. В это же время он начал работать с новым микроконтроллером WCH CH570. Чип стоил около 13 центов, работал на частоте до 100 МГц, имел 12 КБ SRAM, аппаратный USB и оказался достаточно производительным, чтобы в одном из предыдущих проектов самостоятельно формировать телевизионный видеосигнал.

Отраслевые последствия

Именно тогда у автора возникла мысль использовать эти микроконтроллеры не просто как вычислительные узлы, а попытаться построить из них некое подобие графического процессора. Идея была одновременно простой и безумной: выделить отдельный микроконтроллер для каждого пикселя изображения. Для современных разрешений такой подход потребовал бы сотни тысяч или даже миллионы чипов, поэтому в качестве отправной точки он выбрал старое разрешение QVGA — 320×240 пикселей.

Даже в этом случае требовалось более 65 000 микроконтроллеров. Это делало проект крайне дорогим. А еще все упиралось в ограничения по питанию.

Поэтому количество вычислительных узлов пришлось сократить до 8192, сохранив общую архитектуру и проверив ее на практике.

Этот прогресс даёт важные сигналы о будущем отрасли, и технологический мир внимательно наблюдает.