Пока крупнейшие производители выпускают всё более мощные и дорогие графические ускорители, один энтузиаст решил пойти совершенно другим путём. Вместо традиционного GPU он создал собственную вычислительную систему, объединив в единую плату более восьми тысяч недорогих микроконтроллеров на архитектуре RISC-V.

На разработку проекта ушло около полугода. Несмотря на множество технических проблем и несколько переработок конструкции, устройство удалось довести до рабочего состояния. В итоге самодельный кластер способен формировать изображение с разрешением 320 × 240 пикселей (QVGA) и уже готовится к дальнейшему масштабированию.

Автор проекта, известный на YouTube под псевдонимом Bitluni, ещё в прошлом году представил собственную разработку графического процессора. Видео неожиданно привлекло внимание компании Altium, которая занимается программным обеспечением для проектирования печатных плат. После этого энтузиасту предложили сотрудничество, благодаря которому эксперимент получил значительно больший масштаб.

Основой необычной системы стали 8192 микроконтроллера CH570 на архитектуре RISC-V. Стоимость каждого такого чипа составляет всего 13 центов, что делает их одними из самых доступных решений в своём классе. Помимо этого, в проект вошли 256 более производительных вычислительных ядер, оснащённых блоками обработки операций с плавающей запятой (FPU).

Каждый микроконтроллер работает на частоте 100 МГц и располагает 12 Кбайт встроенной SRAM. Для размещения такого количества компонентов была разработана шестислойная печатная плата, на которой чипы расположены сеткой 32 × 32. Из-за огромного объёма заказа производитель не смог обработать его как единое изделие, поэтому конструкцию пришлось разделить на несколько отдельных модулей.

На этапе тестирования разработчик столкнулся с рядом серьёзных проблем. Первая версия платы оказалась неудачной: часть микроконтроллеров работала нестабильно или вовсе не запускалась. После анализа выяснилось, что причиной стали помехи между дорожками, из-за чего пришлось практически полностью переработать разводку платы.

Даже после этого сложности не закончились. Во втором прототипе обнаружилась ошибка в подключении интерфейса SPI — линии MOSI и MISO были перепутаны местами. Из-за этого входящие данные отправлялись в выходной канал, а исходящие — принимались как входящие. После исправления этой ошибки система наконец заработала корректно.

В рабочем варианте каждый микроконтроллер управляет собственным RGB-светодиодом. Вместе они образуют своеобразный экран с разрешением, эквивалентным QVGA (320 × 240 пикселей). Хотя такое решение нельзя сравнить по производительности с современными видеокартами, проект наглядно демонстрирует возможности параллельных вычислений и нестандартных инженерных подходов.

На этом Bitluni останавливаться не собирается. Он уже заявил, что опубликует всю документацию, схемы и исходные файлы проекта в открытом доступе, чтобы любой желающий смог повторить эксперимент или использовать его в собственных разработках.

Кроме того, энтузиаст работает над новой версией системы. Если первый вариант объединяет 8192 микроконтроллера, то в следующем поколении их количество планируется увеличить почти в четыре раза — до 32 000 чипов, что сделает проект ещё более масштабным и необычным.