ما نوامبر گذشته درباره کوچکترین جیپییو جهان که راهی خط تولید میشد، مطلبی نوشتیم. توسعهدهنده آن، پونگساگون ویچیت (Pongsagon Vichit)، اکنون سیلیکون نهایی را از جامعه تینتیپاوت (Tiny Tapeout) تحویل گرفته است، جایی که این تراشه بخشی از شاتل SKY 25b بود. این طراح آماتور ASIC/FPGA در فضای مجازی با شعف اعلام کرد: «ایاسآیسی TinyGPU v2.0 زنده است و کار میکند!!!» این دستاورد قطعاً ارزش جشن گرفتن را دارد و همچنین خوشحالیم که بشنویم TinyGPU v3.0 در اواخر سال جاری میلادی از راه خواهد رسید.
در بالا میتوانید سیلیکون «جیپییو مستقل» TinyGPU v2.0 SKY 25d را در حال عمل مشاهده کنید. در ابتدای ویدئوی تعبیهشده، ویچیت یک مدل با تعداد چندضلعی نسبتاً پایین روی صفحه دارد که به صورت بلادرنگ توسط یک کنترلر بازی دستکاری میشود. دمو دوم که یک کره رنگی در حال زوم و چرخش که نشاندهنده زمین است را نشان میدهد، چشمگیرتر است.
بر اساس اطلاعات گیتهاب TinyGPU v2.0، این جیپییو میتواند عملیات تبدیل و نورپردازی (transformation & lighting) به علاوه شیدینگ (rasterization) را با حداکثر ۱۰۰۰ مثلث روی صفحه انجام دهد. این تراشه همچنین دارای یک نور جهتی پویا، سایهزنی تخت (flat shading)، حذف صفحات پشتی (backface culling) و نگاشت بافت آفین (affine texture mapping) است. این تکه سیلیکون نهایی که حدود ۲۴۰,۰۰۰ ترانزیستور را در خود جای داده است، به گفته طراح خود، یک بافر دوگانه 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 آزمایش شده است. این آزمایش تنها نرخ فریمهایی بین ۷.۵ تا ۱۵ فریم بر ثانیه را در دمو مدیریت کرد. ویچیت قبلاً اشاره کرده بود که سیلیکون Tiny Tapeout سریعتر از FPGA اجرا نخواهد شد و در واقع، عملکردهای روی صفحه روانتر به نظر نمیرسند.
جزئیات ایاسآیسی (ASIC) و برنامه تحویل TinyGPU v3.0
بلافاصله پس از مادی شدن 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 آزمایش شود، به شاتل آینده Tiny Tapeout ارسال شده بود. این علاقهمند شوخی کرد: «اما همه ما میدانیم که جیپییو یک کسبوکار بیرحم است — باید مدلهای جدید را به سرعت عرضه کرد.»
موضوع جدید و قابل توجه در TinyGPU v3.0، پیکسل شیدرهای قابل برنامهریزی (programmable pixel shader) است. در سایر پستهای شبکههای اجتماعی درباره این جیپییو آینده، ویچیت فاش میکند که این تراشه دارای مشخصات پیکسل شیدر زیر خواهد بود:
- طراحی الهامگرفته از دایرکتایکس ۸ سبکوزن PS 1.1
- معماری SIMD (چهار پیکسل به صورت موازی)
- ۳۱ دستورالعمل در هر شیدر (قابل تنظیم)
- مجموعه دستورالعمل ۲۶ عملگری
- انشعاب از طریق اجرای ماسکدار
- ۴ عدد رجیستر موقت ۸ بیتی
با حضور پیکسل شیدر جدید به صورت موازی با دسترسی به بافر Z (Z-buffer)، و حذف صفحات نزدیک/دور به همراه برش حفاظتی (guard band clipping)، بهبودهای بزرگی در وضوح و وفاداری تصویر نوید داده میشود. نتیجه باید یک مدل بسیار دقیقتر، بافتدارتر و متحرکشده با تأثیر کم یا بدون تأثیر روی عملکرد باشد.
یکی از اولترین دمویهای TinyGPU v3 دارای یک آفتابپرست برای ادای احترام به انویدیا جیفورس ۳ (Nvidia GeForce 3) است که به عنوان اولین جیپییو شیدر قابل برنامهریزی عرضه شده برای مصرفکنندگان شناخته میشود. این نقطه عطف در یک کارت گرافیک کامپیوتر محقق شد که یک ربع قرن پیش (فوریه ۲۰۰۱) به بازار عرضه شد.
آخرین اطلاعات درباره TinyGPU v3 ذکر میکند که تراشه ایاسآیسی (ASIC) نهایی باید در دسامبر ۲۰۲۶ یا ژانویه ۲۰۲۷ تحویل داده شود.