Retro-PC-harrastaja ja FPGA-suunnittelija Pongsagon Vichit on esitellyt uuden version projektistaan nimeltä TinyGPU v2.0. Tuloksena on maailman pienin itsenäinen grafiikkaprosessori. Vain noin 200 000 transistorista koostuva siru pystyy suorittamaan aidosti 3D-renderöintiä, valaistuslaskentaa ja mallin pyörittämistä reaaliajassa.
TinyGPU v2.0 on suunniteltu Basys3 FPGA -alustalle ja toimii 25 MHz:n kellotaajuudella. Se kykenee näyttämään 3D-mallin suoraan Flash-muistista, renderöiden jopa 1000 kolmiota 6,5 fps nopeudella, 320×240 pikselin resoluutiolla ja 4-bittisillä väreillä (16 värisävyä). Käyttäjä voi ohjata mallin pyöritystä ja valaistusta vanhalla Super Nintendo -ohjaimella.
Teknisesti siru sisältää ominaisuuksia, jotka muistuttavat varhaisia 3D-kiihdyttimiä. Se suorittaa esimerkiksi transformaation ja valaistuslaskennan (T&L), käyttää backface culling -tekniikkaa ja hyödyntää 8-bittistä syvyyspuskuria QSPI-muistissa. Kokonaisuus on täysin itsenäinen GPU.
Vertailun vuoksi, Nvidian huippuluokan RTX 5090 sisältää huimat 92,2 miljardia transistoria, eli noin 460 000 kertaa enemmän kuin TinyGPU v2.0. Kun RTX 5090 kykenee laskemaan monimutkaisia säteenseuranta- ja tekoälytehtäviä tuhansilla rinnakkaisytimillä, TinyGPU:n tehot riittävät lähinnä yksinkertaiseen vektori-rasteri -muunnokseen.
TinyGPU v2.0 toimii opetuksellisena ja harrastuspohjaisena projektina, joka osoittaa, miten vähän resursseja tarvitaan, kun tavoitteena on vain havainnollistaa grafiikkaprosessorin toimintaperiaatteet. Projekti on myös erinomainen esimerkki siitä, miten FPGA- ja avoimen lähdekoodin työkalut (kuten Tiny Tapeout) mahdollistavat yksittäisille kehittäjille omien piirien valmistamisen.
Vichit tunnetaan X:ssä nimellä @MattDIYgraphics, julkaisi projektinsa GitHubissa ja jakoi siitä demovideon, jossa hän pyörittelee 3D-mallia reaaliajassa. Edellinen versio, Tiniest GPU, pystyi renderöimään vain kaksi kolmiota, mutta korkeammalla kuvataajuudella. Nyt v2.0 on teknisesti huomattavasti edistyneempi, vaikka suorituskyky jääkin 7–15 kuvan sekuntivälille.
TinyGPU v2.0 on jo lähetetty valmistettavaksi Tiny Tapeout -projektin seuraavaan tuotantoerään. Vaikka TinyGPU ei tule haastamaan kaupallisia näytönohjaimia, sen merkitys on symbolinen. Se näyttää, että grafiikkaprosessorin perusrakenne voidaan toteuttaa muutamassa sadassa tuhannessa transistorissa.
Kun suurteholaskennan (HPC) työkuormat monimutkaistuvat, generatiivinen tekoäly sulautuu yhä tiiviimmin moderneihin järjestelmiin ja lisää kehittyneiden muistiratkaisujen tarvetta. Vastatakseen näihin muuttuviin vaatimuksiin ala kehittää uuden sukupolven muistiarkkitehtuureja, jotka maksimoivat kaistanleveyden, minimoivat latenssin ja parantavat energiatehokkuutta.
