全球最小的GPU芯片，新进展

公众号记得加星标⭐️，第一时间看推送不会错过。

去年11月，我们报道了世界上最小的GPU即将投入量产。它的开发者Pongsagon Vichit现在已经从Tiny Tapeout社区收到了成品芯片，该芯片曾参与SKY 25b航天飞机的试飞。“ASIC TinyGPU v2.0已经成功运行！！！”这位业余ASIC/FPGA设计师在社交媒体上兴奋地宣布。这绝对值得庆祝，我们也很高兴地得知TinyGPU v3.0将于今年年底发布。

上方视频展示了 TinyGPU v2.0 SKY 25d “独立 GPU”芯片的运行情况。在嵌入视频的开头，Vichit 用游戏手柄实时操控屏幕上的一个低多边形模型。第二个演示则更加令人印象深刻，展示了一个色彩鲜艳、可缩放和旋转的地球仪。

根据TinyGPU v2.0 的 GitHub 页面介绍，这款 GPU 可以执行变换、光照和光栅化，屏幕上最多可处理 1000 个三角形。它还具备一个动态方向光、平面着色、背面剔除和仿射纹理映射功能。据其设计者称，这块集成了约 24 万个晶体管的硅片还提供了一个 4 位双缓冲和一个存储在 QSPI RAM 上的 8 位深度缓冲。

我们之前的报道提到，TinyGPU v2.0 是在 Basys3 FPGA 主机上进行测试的。该测试演示的帧率仅为 7.5 到 15 FPS。Vichit 此前曾表示，Tiny Tapeout 芯片的运行速度不会比 FPGA 更快，而且屏幕上的画面流畅度也确实没有提升。

TinyGPU v3.0 ASIC 的详细信息

TinyGPU v2.0 刚一面世，人们对 TinyGPU v3.0 的期待就已开始升温。下一代 TinyGPU 的设计稿在 Vichit 收到并测试 TinyGPU v2.0 之前就已经提交到 Tiny Tapeout 的测试流程中了。“但我们都知道 GPU 行业竞争残酷——必须尽快发布新型号，”这位爱好者开玩笑说。

TinyGPU v3.0 的一项重大新增功能是可编程像素着色器。Vichit 在其他社交媒体帖子中透露，这款即将推出的 GPU 将具备以下像素着色器规格：

• 轻量级 DirectX 8 PS 1.1 设计

• SIMD（4 个像素并行）

• 每个着色器 31 条指令（微调）

• 26 操作指令集

• 通过掩码执行进行分支

• 4 个 8 位临时寄存器

新的像素着色器与 Z 缓冲区访问并行运行，并结合近/远平面剔除和保护带裁剪，有望大幅提升模型保真度。最终呈现的模型将更加精细、纹理丰富且动画流畅，而性能影响却微乎其微。

TinyGPU v3 最早的演示版本之一展示了一只变色龙，以此向英伟达 GeForce 3致敬，后者据称是首款面向消费者的可编程着色器 GPU。这一里程碑式的成就诞生于四分之一世纪前（2001 年 2 月）。

关于 TinyGPU v3 的最新消息显示，成品ASIC将于 2026 年 12 月或 2027 年 1 月交付。

回顾：全球最小的GPU

在去年11月，“最小GPU”迎来重大更新。

业余FPGA设计师兼复古PC爱好者Pongsagon Vichit刚刚发布了TinyGPU v2.0。这款GPU被描述为一个独立的处理器，能够进行光栅化、变换和光照处理（类似于GeForce 256）。Vichit，也就是Xbox上的@MattDIYgraphics，还表示这款GPU已经提交给即将举行的Tiny Tapeout测试，它将在最大允许的4x4图块尺寸下，使用约20万个晶体管进行封装。相比之下，市场领先的Nvidia RTX 5090拥有922亿个晶体管，但由于其晶体管数量更多，性能自然也呈指数级增长。

在上面的视频中，你可以看到这位科技爱好者从Tiny GPU v 2.0内置的闪存中加载各种3D模型，并使用老式超级任天堂游戏手柄实时操控它们。游戏手柄既可以用来变换模型，也可以用来旋转光源。虽然这相比同一位设计师近一年前推出的Tiny GPU有了显著的提升，但它的性能参数并不会让人眼前一亮。

就性能而言，25 MHz 的 v2.0 版本帧率仅为 7.5 到 15 fps。此外，这仅适用于低多边形 3D 模型，渲染分辨率为 320 x 240 像素（或更低），且使用 4 位颜色（最多 16 种同时显示的颜色）。设计者表示，Tiny Tapeout 芯片的运行速度不会比基于 Basys3 FPGA 的演示程序更快。因此，TinyGPU v2.0 肯定不会被列入我们最佳游戏 GPU 的榜单。

虽然这种分辨率和色彩深度的图形效果可能更接近 20 世纪 80 年代早期的家用电脑，但其中却运用了一些更为先进的技术。具体来说，Vichit 解释说，TinyGPU v2.0 执行交互式 3D 矢量到光栅的转换，并且它使用了 GPU 变换和光照技术，这项技术最早于 1999 年 10 月随英伟达里程碑式的 GeForce 256 显卡进入消费市场。

TinyGPU v2.0 的其他技术亮点包括“4 位双缓冲、QSPI RAM 上的 8 位深度缓冲区存储、最大 1K 个三角形、背面剔除、1 个动态方向光[和]平面着色”。

TinyGPU v2.0 已提交给 Tiny Tapeout 进行下一轮生产。其最大允许的 16 个 tile 设计将使 Vichit 的成本约为 1500 美元。

早在 2024 年 4 月，我们就报道过另一款Tiny GPU的消息，这款 GPU 由 Adam Majmudar “从零开始设计，此前没有任何经验”。它已准备好通过 Tiny Tapeout 7 (TT7) 进行芯片首秀。

然而，Vichit 也带着他那被称为“最小GPU”的装置参加了 TT7 比赛。比较这位爱好者最初的和最新的“最小GPU”项目很有意思，但它们截然不同。第一代产品极其精简，最多只能支持两个多边形（远低于第二代的1000个）。由于其简洁性，这款 50MHz 的“最小GPU”能够以高达 60fps 的帧率实时渲染 640 x 480 像素、6 位色深的图像。屏幕上的渲染输出通过键盘光标控制进行操作。

（来源：编译自tomshardware ）

*免责声明：本文由作者原创。文章内容系作者个人观点，半导体行业观察转载仅为了传达一种不同的观点，不代表半导体行业观察对该观点赞同或支持，如果有任何异议，欢迎联系半导体行业观察。

今天是《半导体行业观察》为您分享的第4488内容，欢迎关注。

加星标⭐️第一时间看推送

求推荐