Создан самый маленький в мире GPU — TinyGPU v2.0 с 200 тысячами транзисторов

Любительский проект «самого маленького в мире графического процессора» получил крупное обновление. Энтузиаст ретро-компьютеров и разработчик Понгсагон Вичит представил публике TinyGPU v2.0. Это автономный процессор, способный к растеризации, а также трансформации и освещению (привет, GeForce 256). Вичит, известный в X как @MattDIYgraphics, также сообщил, что чип отправлен в производство в рамках предстоящего запуска Tiny Tapeout. GPU будет создан из примерно 200 000 транзисторов на максимально допустимой площади 4x4 тайла. Для сравнения, флагманская видеокарта Nvidia RTX 5090 содержит 92,2 миллиарда транзисторов, что, естественно, обеспечивает экспоненциально более высокую производительность.

TinyGPU v2.0. Автономный GPU, который может отображать модель из Flash. Рендерит 1K треугольников при 6.5 кадрах в секунду в разрешении 320x240, 4-битный цвет. Протестировано на Basys3 FPGA. Отправлен в предстоящий шаттл #TinyTapeout. Больше спецификаций .git: https://t.co/ClhiKS89st pic.twitter.com/FrV0VXxf6C3 ноября 2025

В представленном выше видео энтузиаст загружает различные 3D-модели из встроенной во второй версии TinyGPU флеш-памяти и манипулирует ими в реальном времени с помощью контроллера от Super Nintendo. Геймпад используется как для трансформации модели, так и для вращения источника света. Хотя это значительное улучшение по сравнению с первым «Самым маленьким GPU» того же разработчика, представленным почти год назад, его характеристики не поражают воображение.

Изображение: Pongsagon Vichit on X

С точки зрения производительности, версия 2.0 на частоте 25 МГц выдает лишь от 7,5 до 15 кадров в секунду. При этом рендеринг ведется для низкополигональных 3D-моделей в разрешении 320x240 пикселей (или ниже) с использованием 4-битного цвета (максимум 16 цветов одновременно). Разработчик утверждает, что кремниевая версия для Tiny Tapeout не будет работать быстрее этой демонстрации на Basys3 FPGA. Так что TinyGPU v2.0 точно не попадет в наши подборки лучших видеокарт для игр.

Хотя графика такого разрешения и цветовой глубины прочно ассоциируется с эпохой домашних компьютеров начала 1980-х, здесь задействованы гораздо более продвинутые процессы. А именно, как объясняет Вичит, TinyGPU v2.0 выполняет интерактивное преобразование 3D-векторов в растр и использует технологию трансформации и освещения, которая впервые появилась для массового потребителя в чипе Nvidia GeForce 256 в октябре 1999 года.

Другие технические особенности TinyGPU v2.0 включают «4-битный двойной буфер, 8-битный буфер глубины, хранящийся в QSPI RAM, максимум 1K треугольников, отсечение невидимых граней, один динамический направленный источник света и плоское затенение».

TinyGPU v2.0 был отправлен в Tiny Tapeout для следующего производственного цикла. Его конструкция с максимально допустимыми 16 тайлами обойдется Вичиту примерно в 1500 долларов США (~120000 рублей). Узнать больше о проекте, изучить исходные файлы на Verilog и другие ресурсы можно в репозитории на GitHub по ссылке выше.

Не перепутайте «маленькие GPU»

В апреле 2024 года мы рассказывали о другом Tiny GPU, который был «спроектирован с нуля без какого-либо предыдущего опыта» Адамом Маджмударом. Он был готов к своему кремниевому дебюту через Tiny Tapeout 7 (TT7).

Однако Вичит также участвовал в TT7 со своим проектом под названием Tiniest GPU. Было интересно сравнить оригинальный и новый проекты этого энтузиаста, но это совершенно разные устройства. Первая модель была чрезвычайно простой и поддерживала максимум два полигона (гораздо меньше 1000 у v2.0). Благодаря своей простоте тот «Самый маленький GPU» на частоте 50 МГц мог в реальном времени выводить изображение с разрешением 640x480 пикселей, 6-битной глубиной цвета и частотой до 60 кадров в секунду. Выводом на экран можно было управлять с помощью клавиш-стрелок на клавиатуре.

Источник: Tomshardware.com