Энтузиаст собрал дома видеокарту из 8192 микроконтроллеров RISC-V с потреблением более 2000 ватт

Цены на видеокарты сегодня настолько высоки, что некоторые невольно задумываются о самостоятельной сборке подобного железа. Именно так и поступил известный энтузиаст Маттиас Бальвирц, более известный под ником Bitluni.

Для своего эксперимента он задействовал в общей сложности 8192 микроконтроллера на архитектуре RISC-V.

Изначально Бальвирц планировал создать некое подобие дисплея, но после оценки затрат и сложности решил напрямую припаять RGB-светодиод к каждому чипу микроконтроллера. Фактически это превратило его видеокарту в гибрид видеокарты и монитора одновременно.

Для разрешения 1920x1080 потребовалось бы более двух миллионов чипов, так что Бальвирц остановился на итоговом разрешении 320x200 с 64000 чипами. Эти цифры хорошо знакомы всем, кто играл во времена DOS.

Энтузиаст решил делать платы с сеткой 16x32 "пикселя" каждая, расположив их по кругу в стиле суперкомпьютера Cray-1, но с куда большим количеством мигающих огоньков.

На этом первом этапе Бальвирц ограничился "всего лишь" 8192 чипами, хотя разработал планы для полной конфигурации. Пожалуй, самая впечатляющая цифра, это энергопотребление, достигающее 2161 Вт, что соответствует примерно 655 амперам при 3,3 В.

Каждый микроконтроллер потребляет всего 10 мА, и эта цифра выглядит безобидно, пока не начнёшь считать общую нагрузку. Для питания конструкции энтузиаст задействовал блок Corsair WS3000 ATX вместе с самодельными преобразователями, понижающими напряжение с 12 В до 3,3 В при высоком токе.

Сами чипы, это QingKe CH570 на архитектуре RISC-V, каждый с 32-битным процессором и ограниченным набором инструкций, работающий на частоте до 100 МГц. В миниатюрном чипе разместилось внушительное количество аппаратных блоков, включая USB-контроллер, трансивер на 2,4 ГГц и поддержку Bluetooth 5.0 LE.

Каждый такой чип обошёлся Бальвирцу в 0,13 доллара. Эта скромная сумма превратится в более чем 8000 долларов только на чипы для финального массива 320x200. Каждый набор из 32 микроконтроллеров управляется более мощным блоком CH32V.

Бальвирц самостоятельно спроектировал каждую печатную плату, схему питания, интерфейсную и тестовую плату. Это первый случай, когда он разработал шестислойную печатную плату, и он даже столкнулся с ограничениями сервиса JCLPCB.

Первоначально энтузиаст планировал использовать иммерсионное охлаждение, но пока отказался от этой идеи из-за экологических соображений и затрат. При этом он всё же подготовил спецификацию подходящего акрилового контейнера для такого решения.

Пройдёт немало времени, прежде чем эта конструкция превратится в функциональный процессор, способный составить конкуренцию Nvidia, однако запуск Doom на таком девайсе обещает быть интересным.