Bitluni的桌面上,密密麻麻排布着上万个米粒大小的芯片,每个芯片上都焊着一颗迷你RGB LED。它们拼成一个个圆形阵列,通电后闪烁着彩色的光斑——这不是什么艺术装置,而是一块自制的“显卡”,同时还是显示器。
这位知名的硬件黑客原本只想打造一个特殊的屏幕。但在权衡了成本和技术难度后,他突然有了个更疯狂的点子:与其让芯片驱动外部显示面板,不如直接把LED焊在每个微控制器上,让每颗芯片自身就是一个像素。这样一来,所有的RISC-V微控制器(MCU)集群就同时扮演了图形处理器和显示面板的双重角色。
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如果按照现代显示器的标准,1920×1080分辨率需要超过200万颗这样的芯片,那显然不现实。于是Bitluni把目标设定在更复古的320×200分辨率——任何玩过DOS时代游戏的人都会对这个数字感到熟悉。要实现这个规格,一共需要64000颗芯片。目前他先制作了一个包含8192颗芯片的初始版本,这些芯片排列成16×32的圆形单元,整体外观让人联想起Cray-1超级计算机的环形机柜,只不过上面布满了密密麻麻的指示灯。
芯片选用的是沁恒CH570 RISC-V微控制器,内置32位RISC-V核心,主频100 MHz,还集成了USB控制器、2.4GHz无线收发器和蓝牙5.0 LE。每颗芯片的批量成本仅为0.13美元,这让单个元件的价格看起来微不足道,但如果要凑齐最终的64000颗,单芯片开销就将超过8000美元。对比之下,8192颗芯片的阶段已经让他感受到资本的力量。
功耗方面同样令人啧舌。虽然每颗MCU在工作时仅消耗10毫安电流,但8192颗加在一起,总功耗飙升至2161瓦,在3.3伏电压下电流达到惊人的655安培。为了喂饱这只电老虎,Bitluni搬出了一台Corsair WS3000 ATX电源,并专门设计了多路高效降压转换器,将12伏转换为稳定的3.3伏高电流输出。
整个项目的硬件几乎全部由他亲手设计。他第一次尝试绘制六层PCB,却在制造阶段撞上了JCLPCB服务的设计上限;每32颗MCU需要由一个更高性能的CH32V作为控制器,他为此订制了测试板和接口转换板。最初他还考虑过使用浸没式液冷来应对那两千多瓦的热量,但受限于环保要求和成本,暂时搁置了这个计划,不过还是按规格设计了一个亚克力冷却容器。
最令人会心一笑的环节出现在编程阶段。由于需要为8000多颗独立芯片逐一刷写固件,Bitluni造了一台3D打印机改装而成的自动编程装置——机械臂带着探针,挨个接触每块小电路板上的触点,将程序烧录进对应的CH570中。他说,这是整个项目里“最不疯狂的部分”,却也是最聪明的环节。
从一个简单的显示器构想,滚雪球般地变成了一块两千瓦的显卡怪兽,Bitluni依然打算继续推进完整的64,000芯片计划。在当下的GPU价格面前,这种自己动手的极限探索,不仅是技术能力的炫耀,也许还藏着某种对硬件垄断的朴素反抗。
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