Un pasionat și-a construit acasă o placă video cu 8.192 de procesoare. Consumă peste 2.000 W și este programată cu ajutorul unei imprimante 3D

Proiectele hardware neobișnuite continuă să demonstreze cât de departe poate merge creativitatea pasionaților de electronică.

Matthias Balwierz, cunoscut în comunitatea maker sub numele Bitluni, a reușit să construiască acasă ceea ce poate fi descris drept o placă video experimentală bazată pe nu mai puțin de 8.192 de microcontrolere RISC-V.

Dispozitivul este departe de a concura cu plăcile video produse de NVIDIA sau AMD, însă impresionează prin concept și complexitatea construcției. Mai mult, creatorul a găsit o soluție inedită pentru programarea componentelor: a transformat o imprimantă 3D într-un instrument automatizat care scrie firmware-ul pe fiecare cip în parte, scrie tomshardware.

8.192 de microcontrolere și peste 2.000 W consum pentru o „placă video” neobișnuită

Inițial, Balwierz și-a propus să construiască un ecran experimental, însă a ajuns la concluzia că soluția cea mai accesibilă din punct de vedere financiar este montarea unui LED RGB direct pe fiecare microcontroler.

Rezultatul este un sistem care funcționează simultan ca placă grafică și ecran. Fiecare cip controlează propriul LED, iar ansamblul afișează imaginea fără să fie nevoie de un monitor separat.

Planul final al proiectului prevede realizarea unei matrice cu rezoluția de 320 × 200 pixeli, ceea ce ar necesita aproximativ 64.000 de microcontrolere. Deocamdată, primul prototip utilizează doar 8.192 de cipuri, împărțite în module formate din câte 16 × 32 „pixeli”.

Creatorul spune că o rezoluție Full HD ar fi complet nerealistă pentru acest concept, deoarece ar necesita peste două milioane de microcontrolere.

Microcontrolerele folosite sunt modele QingKe CH570, bazate pe arhitectura open-source RISC-V. Fiecare include un procesor pe 32 de biți care poate funcționa la până la 100 MHz și integrează, pe lângă unitatea de procesare, controler USB, comunicație wireless la 2,4 GHz și suport pentru Bluetooth 5.0 Low Energy.

Costul unui singur cip este de aproximativ 13 cenți, însă în configurația completă investiția doar în microcontrolere ar depăși 8.000 de dolari.

O imprimantă 3D a fost transformată într-un programator automat

Unul dintre cele mai interesante aspecte ale proiectului este metoda utilizată pentru programarea miilor de microcontrolere.

Balwierz a proiectat și imprimat 3D un dispozitiv asemănător unei furci cu trei contacte, pe care l-a montat pe capul de imprimare al unei imprimante 3D. Cu ajutorul unui script scris în Python și al comenzilor G-code, imprimanta poziționează automat contactele pe fiecare microcontroler și îi încarcă firmware-ul fără intervenție manuală.

Întregul proiect a fost realizat aproape integral de la zero. Pasionatul a proiectat personal plăcile electronice, circuitele de alimentare și modulele de testare, inclusiv primul său PCB cu șase straturi.

La fel de impresionant este și consumul energetic al sistemului. Cele 8.192 de microcontrolere necesită împreună aproximativ 2.161 de wați, echivalentul unui curent de aproximativ 655 de amperi la 3,3 volți. Pentru alimentare, creatorul a folosit o sursă Corsair WS3000, împreună cu convertoare proiectate special pentru a transforma tensiunea de 12 V în 3,3 V la curenți foarte mari.

Balwierz intenționase inițial să răcească întregul ansamblu prin imersie într-un lichid dielectric, însă a renunțat momentan la această idee din cauza costurilor și a impactului asupra mediului.

Deși proiectul nu reprezintă o alternativă reală la plăcile video moderne și nu poate concura cu performanțele procesoarelor grafice comerciale, el demonstrează cât de departe poate merge ingineria realizată de un singur pasionat. În prezent, scopul este mai degrabă unul educațional și experimental, însă creatorul speră ca, pe viitor, sistemul să poată rula chiar și jocuri clasice precum Doom, transformând această construcție neobișnuită într-o demonstrație spectaculoasă a posibilităților arhitecturii RISC-V.