ما نوامبر گذشته درباره کوچکترین پردازنده گرافیکی (GPU) جهان که راهی خط تولید میشد، مطلبی نوشتیم. توسعهدهنده آن، پونگساگون ویچیت (Pongsagon Vichit)، اکنون سیلیکون تکمیلشده را از جامعه Tiny Tapeout تحویل گرفته است؛ جایی که این تراشه بخشی از شاتل SKY 25b بود. این طراح آماتور ASIC/FPGA در شبکههای اجتماعی ابراز شادی کرد و نوشت: «ASIC TinyGPU v2.0 زنده است و کار میکند!!!» این موضوع قطعاً ارزش جشن گرفتن را دارد و ما همچنین خوشحالیم که بشنویم TinyGPU v3.0 اواخر امسال از راه خواهد رسید.
در بالا میتوانید سیلیکون «پردازنده گرافیکی مستقل» TinyGPU v2.0 SKY 25d را در حال عمل مشاهده کنید. در ابتدای ویدئوی تعبیهشده، ویچیت مدل نسبتاً کمپلیگونی روی صفحه دارد که به صورت بلادرنگ توسط یک کنترلر بازی دستکاری میشود. دمو دوم، که یک کره زمین رنگی در حال زوم و چرخش را نشان میدهد، چشمگیرتر است.
بر اساس صفحه گیتهاب (GitHub) مربوط به TinyGPU v2.0، این پردازنده گرافیکی میتواند عملیات تبدیل، نورپردازی و رسترایزیشن را با حداکثر ۱۰۰۰ مثلث روی صفحه انجام دهد. این تراشه همچنین دارای یک نور جهتدار پویا، سایهزنی تخت (flat shading)، حذف سطوح پنهان (backface culling) و نگاشت بافت آفین (affine texture mapping) است. این تکه سیلیکون تکمیلشده که حدود ۲۴۰,۰۰۰ ترانزیستور را در خود جای داده است، طبق گفته طراح آن، یک بافر دوبل ۴ بیتی و یک بافر عمق ۸ بیتی ذخیرهشده روی رم QSPI را نیز ارائه میدهد.
در گزارش قبلی خود، اشاره کردیم که TinyGPU v2.0 با استفاده از یک میزبان FPGA مدل Basys3 تست شد. این تست در دمو فقط توانست نرخ فریم بین ۷.۵ تا ۱۵ فریم بر ثانیه (FPS) به دست آورد. ویچیت قبلاً اشاره کرده بود که سیلیکون Tiny Tapeout سریعتر از FPGA اجرا نخواهد شد و در واقع، عملکرد روی صفحه نمایش نیز روانتر به نظر نمیرسد.
جزئیات و برنامه تحویل تراشه ASIC مدل TinyGPU v3.0
بلافاصله پس از ظهور TinyGPU v2.0، هیجان پیرامون TinyGPU v3.0 شروع به شکلگیری کرد. نسل بعدی TinyGPU پیش از آنکه TinyGPU v2.0 توسط ویچیت دریافت و تست شود، به اجرا و شاتل بعدی Tiny Tapeout ارسال شده بود. این علاقهمند به شوخی گفت: «اما همه ما میدانیم که بازار پردازندههای گرافیکی بسیار رقابتی و بیرحم است — مدلهای جدید باید سریع عرضه شوند.»
موضوع جدید و مهم در TinyGPU v3.0، سایهزن پیکسل (pixel shader) قابل برنامهریزی است. ویچیت در سایر پستهای شبکههای اجتماعی درباره این پردازنده گرافیکی آینده، فاش میکند که دارای مشخصات سایهزن پیکسل زیر خواهد بود:
- طراحی الهامگرفته از دایرکتاکس ۸ نسخه PS 1.1 (DirectX 8 PS 1.1) سبکوزن
- معماری SIMD (چهار پیکسل به صورت موازی)
- ۳۱ دستورالعمل در هر سایهزن (در حال بهینهسازی)
- مجموعه دستورالعملهای ۲۶ عملگری
- انشعاب از طریق اجرای ماسکشده
- چهار ثبتکننده موقت ۸ بیتی
با حضور سایهزن پیکسل جدید به موازات دسترسی به بافر Z (Z-buffer)، و حذف صفحات نزدیک/دور به همراه برش باند محافظ، جهشهای بزرگی در کیفیت بصری نوید داده میشود. نتیجه کار باید مدلی بسیار پرجزئیاتتر، بافتدارتر و متحرکتر با تأثیر کم یا بدون تأثیر بر روی عملکرد باشد.
یکی از نخستین دموهای TinyGPU v3 یک آفتابپرست را به نمایش گذاشت تا ادای احترامی به انویدیا جیفورس ۳ (Nvidia GeForce 3) باشد؛ کارت گرافیکی که به عنوان نخستین پردازنده گرافیکی مجهز به سایهزن قابل برنامهریزی برای مصرفکنندگان شناخته میشود. این نقطه عطف در یک کارت گرافیک کامپیوتری که یک چهارم قرن پیش (فوریه ۲۰۰۱) عرضه شد، به دست آمد.
آخرین اطلاعات درباره TinyGPU v3 ذکر میکند که تراشه ASIC تکمیلشده باید در دسامبر ۲۰۲۶ یا ژانویه ۲۰۲۷ تحویل داده شود.