اولین بنچمارک از کوچک‌ترین پردازنده گرافیکی جهان

به تازگی کوچک‌ترین پردازنده گرافیکی جهان مورد آزمایش قرار گرفته و توانسته گرافیک سه‌بعدی را با نرخ فریم حداکثر 15 فریم بر ثانیه پردازش و نمایش دهد. TinyGPU v2.0 تنها حدود 240,000 ترانزیستور دارد و در اواخر سال جاری میلادی به دست علاقه‌مندان می‌رسد.

توسعه‌دهنده TinyGPU اعلام کرده که TinyGPU v2.0 کاملاً فعال است و به‌درستی کار می‌کند. این موفقیت برای یک پروژه متن‌باز سخت‌افزاری اهمیت زیادی دارد، زیرا نشان می‌دهد ساخت یک GPU کوچک در مقیاس بسیار محدود نیز امکان‌پذیر است.

در یکی از تست‌ها، یک مدل سه‌بعدی کم‌جزئیات با استفاده از کنترلر بازی به‌صورت لحظه‌ای حرکت داده می‌شود. در آزمایش دیگری نیز یک کره زمین رنگی با قابلیت چرخش و بزرگ‌نمایی نمایش داده شده که توانایی‌های این GPU کوچک را بهتر نشان می‌دهد.

طبق اطلاعات منتشرشده توسط tomshardware این پردازنده گرافیکی از قابلیت‌هایی مانند تبدیل مختصات و نورپردازی، رندرینگ سه‌بعدی، حذف سطوح پشتی، سایه‌زنی تخت و نگاشت بافت Affine پشتیبانی می‌کند. TinyGPU v2.0 می‌تواند حداکثر 1000 مثلث را روی صفحه پردازش کند و از یک منبع نور جهت‌دار پویا نیز بهره می‌برد.

این تراشه کوچک علاوه بر هسته گرافیکی خود، به یک بافر دوگانه 4 بیتی و یک بافر عمق 8 بیتی مجهز شده که اطلاعات آن‌ها روی حافظه QSPI RAM ذخیره می‌شود. البته TinyGPU همچنان یک پروژه تحقیقاتی و متن‌باز محسوب می‌شود و هدف آن رقابت با پردازنده‌های گرافیکی مدرن نیست.

TinyGPU v2.0 در دموهای گرافیکی توانسته بود نرخ فریم بین 7.5 تا 15 FPS ثبت کند. طبق گفته توسعه‌دهنده، نسخه سیلیکونی نیز عملکردی مشابه نمونه FPGA دارد و افزایش قابل توجهی در سرعت ایجاد نکرده است.

TinyGPU v3.0 در راه است

در حالی که TinyGPU v2.0 تازه وارد مرحله آزمایش شده، توسعه نسخه بعدی این پروژه آغاز شده است. مهم‌ترین تغییر در TinyGPU v3.0 اضافه شدن یک Pixel Shader قابل برنامه‌ریزی خواهد بود که امکان ایجاد جلوه‌های گرافیکی پیچیده‌تر را فراهم می‌کند.

TinyGPU v3.0 پیش از دریافت نسخه نهایی TinyGPU v2.0 برای تولید به Tiny Tapeout ارسال شده و انتظار می‌رود نمونه نهایی آن در دسامبر 2026 یا اوایل 2027 تحویل داده شود.

این نسخه جدید از یک طراحی الهام‌گرفته از DirectX 8 Pixel Shader 1.1 استفاده می‌کند و به قابلیت‌هایی مانند پردازش هم‌زمان 4 پیکسل با معماری SIMD، حداکثر 31 دستور برای هر شیدر، مجموعه دستورالعمل 26 عملیاتی، اجرای شرطی با Masked Execution و چهار رجیستر موقت 8 بیتی مجهز خواهد شد.

یکی از نخستین دموهای TinyGPU v3.0 نیز نمایش یک مدل آفتاب‌پرست سه‌بعدی بود که به کارت گرافیک NVIDIA GeForce3 ادای احترام می‌کند. موفقیت این پروژه نشان می‌دهد ساخت یک پردازنده گرافیکی کوچک، متن‌باز و کاملاً قابل طراحی در مقیاس چندصد هزار ترانزیستور امکان‌پذیر است.