Un ingénieur logiciel et youtubeur connu sous le nom de bitluni fabrique une unité de traitement graphique fonctionnelle à partir de 8 192 microcontrôleurs RISC-V individuels, produisant un GPU artisanal qui consomme plus de 2 000 watts et nécessite un boîtier imprimé en 3D séparé pour être programmé.
Ce projet de six mois, mené en partenariat avec l’éditeur de logiciels de conception de PCB Altium, utilise des microcontrôleurs CH570 RISC-V achetés directement auprès du fabricant à 0,13 $ (environ 0,10 £) pièce. 256 puces supplémentaires plus grosses dotées d’unités à virgule flottante coordonnent l’essaim de processeurs plus petits. Le résultat est un GPU capable d’alimenter un affichage QVGA en résolution 320×200 à l’aide de LED RVB adressables individuellement par microcontrôleur.
« C’était ma némésis », déclare bitluni à propos du projet. « Les clusters que j’avais fabriqués auparavant mettaient déjà ma santé mentale à l’épreuve. Je pensais en avoir fini avec le sujet, mais le budget et ces outils permettaient un cluster d’une autre ampleur, et l’ampleur que j’avais en tête était tout simplement insensée. »
Défis techniques
La conception du PCB présente des difficultés immédiates. La carte à six couches est disposée en 32 rangées de 32 puces, chaque rangée formant une « lame ». Le système de commande du fabricant de PCB ne peut pas traiter une carte d’une telle complexité, ce qui oblige à diviser chaque lame en deux morceaux assemblés séparément.
À l’arrivée des premières cartes de test, plusieurs microcontrôleurs sont défectueux ou intermittents, nécessitant une refonte complète pour repositionner les pistes de signaux et éliminer les interférences. Sur les cartes de remplacement, bitluni découvre que les lignes de données MOSI et MISO ont été croisées, acheminant les signaux d’entrée vers le canal de sortie et vice versa.
« Peu importe vos efforts, vous inverserez rx et tx du premier coup », remarque-t-il.
Le cluster fonctionnel final consomme plus de 2 000 watts. La programmation de l’appareil nécessite un support imprimé en 3D pour aligner les multiples connecteurs de programmation, un détail que l’article de Tom’s Hardware décrit comme nécessitant « une imprimante 3D pour programmer. »
Open source et prochaines étapes
Bitluni prévoit de publier tous les fichiers de conception en open source, permettant à quiconque de reproduire ou d’améliorer la construction. Il n’a pas encore publié de benchmarks de performances mais prévoit de diffuser une vidéo de démonstration complémentaire.
Une deuxième version est déjà en développement, visant environ 32 000 microcontrôleurs, soit environ quatre fois l’échelle de la construction actuelle. En cas de succès, elle représenterait l’un des plus grands réseaux de processeurs artisanaux jamais construits.
Traduit par Lydie
Sources: Modder builds 8,192-core GPU at home out of RISC-V microcontrollers (Tom’s Hardware, July 7); Madlad builds homebrew GPU using 8,192 RISC-V chips (The Register, July 6)