Gpu aus 64.000 risc-v-chips: matthias bitluni realisiert ein revolutionäres

Matthias Bitluni, besser bekannt als Bitluni, hat ein ambitioniertes Projekt in Angriff genommen: die Herstellung einer Grafikkarte aus 64.000 RISC-V-Mikrocontrollern. Der Einzelgänger aus dem Garagen-Studio möchte beweisen, dass es möglich ist, eine voll funktionsfähige Grafikarchitektur aus einfachen und preiswerten Bausteinen zusammenzusetzen.

Die grundlage: 8.192 ch570-chips

Bitluni entschied sich für den CH570, einen kleinen RISC-V-chip, der normalerweise in energieeffizienten Geräten und einfachen Steuerungen eingesetzt wird. Er ist günstig, leicht erhältlich und ermöglicht die Experimentierung mit verteilten Architekturen ohne einen konventionellen Grafikprozessor.

Am Ende plant Bitluni, etwa 64.000 dieser Mikrocontrollern zu nutzen, um eine 320x200-Pixel-Bildschirm-Auflösung zu generieren, ein Angebot, das bei weitem unter den Standards heutiger Monitore liegt, aber ausreichend ist, um den Konzept zu demonstrieren.

Jedes chip als teil eines großen ganzen

Die interessanteste Eigenschaft des Projekts ist, dass die Grafikkarte und das Bildschirm-Display in einem einzigen System vereint sind. Jeder Mikrocontroller steuert ein RGB-LED, das einen Bildpunkt darstellt. Wenn der Chip berechnet, welchen Farbton er anzeigen soll, sendet er diese Information direkt an das zugeordnete LED. Anstatt eine Videosignale für einen externen Monitor zu generieren, zeigt die eigene Grafikkarte das Ergebnis ihrer Berechnungen live.

Obwohl die Auflösung sehr niedrig ist, eignet sich das Projekt hervorragend, um das interne Funktionieren einer verteilten Grafikarchitektur zu verstehen.

Besondere herausforderungen

Das Bau von solch einer Maschine erfordert viel mehr als 64.000 Mikrocontrollern. Bitluni verwendet ein CH570 Dev Kit, um das Firmware-Software der Chips zu entwickeln und zu testen, bevor er sie in das endgültige System integriert.

Zur Energieversorgung setzt er eine DP100 Mini PSU ein, unterstützt durch einen 65-W-USB-C-Lader und ein 100-W-USB-C-Kabel, die Energie bereitstellen, während die verschiedenen Entwicklung- und Testphasen ablaufen.

Zur Montage der Platinen verwendet er eine Aifen A9ED-Soldering Station, einen Not für Reinigung, ein Buch mit 170 Widerständen, um die geeigneten elektrischen Bauteile auszuwählen, Titan-Zangen, um sehr kleine Teile zu manipulieren, ohne Wärme zu übertragen, eine AWG-Kabelverlängerung von 12 Kalibern, um hohe Stromstärken zu tragen, und Tang Primer 25K, das während des Zusammenbaus verwendet wird.

Ein weiterer wichtiger Faktor ist Pixel Pump, eine entwickelte Software, die es ermöglicht, die Firmware massenhaft auf die Mikrocontrollern zu laden. Inzwischen gibt es bereits eine erste Version von Pixel Pump, die jedoch ersetzt wird durch Pixel Pump 2, die den Vorgang noch einfacher machen wird.

Ein experiment, das viel weiter geht als eine private gpu

Wenn das Projekt abgeschlossen ist, wird es über 64.000 Mikrocontrollern verfügen und mehr als 2.000 Watt Energie benötigen, eine enorme Menge, die eine normale Grafikkarte weit übersteigt. Doch Bitluni hat nie die Absicht, eine schnelle oder effiziente GPU zu erstellen, sondern will demonstrieren, wie weit das offene Hardware-Konzept auf RISC-V gehen kann und neue Wege für die Konzeption verteilter Grafikarchitekturen öffnet.

Das Projekt zeigt auch die Potenziale des Maker-Bereichs, in dem Kreativität und Experimentation zu Ideen führen können, die in der traditionellen kommerziellen Entwicklung nie auftauchen würden. Obwohl diese GPU niemals die Lösungen der großen Hersteller ersetzen wird, unterstreicht sie, dass es noch viele verschiedene Arten gibt, eine Maschine zu bauen, die Bilder generieren kann.