Немецкий инженер создал видеокарту на базе 8192 микроконтроллеров RISC-V
Экстремальный подход к графическим процессорам
Немецкий инженер и YouTube-блогер Маттиас Бальверц (Bitluni) спроектировал вычислительное устройство, выходящее за рамки традиционных решений — видеокарту, построенную на основе 8192 микроконтроллеров QingKe CH570 с архитектурой RISC-V. Каждый чип стоил всего $0,13, а также 256 более крупных ядер и блоков обработки чисел с плавающей запятой (FPU). 
Технические особенности проекта
Базовым элементом системы выступает 32-битный микроконтроллер QingKe CH570, работающий на частоте до 100 МГц. Каждый чип оснащен 12 КБайт SRAM, USB-контроллером, радиомодулем 2,4 ГГц и поддержкой Bluetooth Low Energy. Физическая структура представляет собой массив печатных плат, объединенных в единый вычислительный кластер, где каждый узел независимо обрабатывает и выводит часть изображения.
Для достижения стабильной работы при таком количестве микроконтроллеров потребовалась шестислойная печатная плата с выделенными полигонами заземления и экранированием. Изначальная схема с единым тактовым генератором на 32 МГц оказалась неработоспособной из-за затухания сигнала, что потребовало установки индивидуальных кварцевых резонаторов на каждый чип. Координацию работы базовых микроконтроллеров осуществляют 256 мастер-процессоров.
Сложности реализации
В процессе создания проекта Bitluni столкнулся с серьезными техническими проблемами. Первоначальная схема имела перепутанные линии MOSI и MISO, из-за чего входной сигнал отправлялся в выходной канал и наоборот. Некоторые микроконтроллеры не работали или функционировали с перебоями, требуя полной переработки проекта и переноса дорожек во избежание помех.
Процесс прошивки микроконтроллеров был автоматизирован с применением 3D-принтера Bambu Lab. На печатающую головку устройства был установлен специализированный инструмент с подпружиненными контактами (pogo-pins). Физическое позиционирование инструмента и поканальная загрузка микрокода в каждый чип контролировались скриптами на языке Python через платформы Node-RED и Home Assistant. 
Энергопотребление и будущее проекта
Экспериментальный прототип характеризуется высоким уровнем энергопотребления. Пиковая мощность системы достигает 2161 Вт при силе тока 655 ампер и напряжении 3,3 В. Для обеспечения цепи питания задействован блок стандарта ATX мощностью 3000 Вт производства Corsair в связке со специально спроектированными высокотоковыми понижающими преобразователями напряжения.
В результате сложной работы система удалось запустить — все RGB-светодиоды, каждый из которых индивидуально связан с контроллером, функционируют в QVGA-эквиваленте разрешением 320 × 240 пикселей. Проект привлек внимание компании Altium, которая специализируется на ПО для разработки печатных плат и предложила сотрудничество. Bitluni заявил о планах опубликовать все файлы проекта и создать обновленный вариант, в котором будет уже не 8192, а 32 000 микроконтроллеров. 