Ve světě, kde se grafické karty předhánějí v miliardách tranzistorů a rekordním výkonu, se objevil projekt, který ukazuje pravý opak. TinyGPU v2.0 je nejmenší funkční grafický procesor na světě – miniaturní čip, který dokazuje, že i zhruba 200 000 tranzistorů stačí k vytvoření plnohodnotného 3D zobrazení.
Za projektem stojí vývojář Pongsagon Vichit, který se rozhodl postavit vlastní GPU zcela od základů. Jeho cílem nebylo porazit NVIDII nebo AMD, ale ukázat, jak jednoduché a elegantní může být jádro GPU, pokud se zbavíme zbytečné složitosti. Výsledkem je TinyGPU v2.0 – otevřený, funkční a extrémně minimalistický GPU čip, který funguje jako živý experiment i výukový nástroj.
Jak TinyGPU v2.0 funguje
TinyGPU v2.0 běží na platformě FPGA, která umožňuje jeho testování v reálných podmínkách. Na rozdíl od moderních grafických karet, které zpracovávají miliony trojúhelníků za sekundu, zvládne tento čip přibližně 1 000 „trojúhelníků“ při rozlišení 320 × 240 pixelů a 4bitové barevné hloubce.
Trojúhelníky jsou základem veškeré 3D grafiky. Každý objekt, který vidíme ve hře nebo v animaci – od postav po budovy – se skládá z tisíců malých trojúhelníků. Grafický procesor pak vypočítá, jak mají být objekty transformovány, nasvíceny, kde mají být umístěny ve scéně a jak se mají zobrazit na obrazovce. TinyGPU v2.0 dokáže tento proces provádět – jednodušeji, pomaleji, ale zcela samostatně.
Architektura zahrnuje vlastní rasterizační pipeline se základními grafickými funkcemi, jako je transformace, osvětlení, odstranění skrytých oblastí nebo ploché stínování. Ačkoli se jedná o čísla, která dnes vypadají archaicky, výsledek je plně funkční – otáčení 3D objektů v reálném čase, které reaguje na vstupy z gamepadu.
Druhá generace přinesla optimalizovanou správu paměti a efektivnější práci s geometrií. Ve výsledku se verze 2.0 chová stabilněji a plynuleji než její předchůdce. Nejedná se o herní GPU, ale o fascinující ukázku toho, jak lze grafické výpočty chápat v jejich nejčistší podobě – bez AI, DLSS nebo ray tracingu.
Design a význam TinyGPU v2.0
TinyGPU v2.0 není o výkonu, ale o myšlení. V době, kdy špičkové grafické karty stojí desítky tisíc až stovky tisíc Kč a vyžadují robustní chlazení i 1200wattové zdroje, přichází čip, který od základu mění pohled na GPU. Tento mini GPU je otevřený, jednoduchý a snadno pochopitelný. Dokazuje, že vizualizace trojrozměrného prostoru nemusí být doménou gigantů s obrovskými rozpočty, ale také jednotlivců s odvahou experimentovat.
Čip má zanedbatelnou spotřebu energie, zabírá jen několik milimetrů čtverečních, a přesto dokáže zpracovat 3D scénu zcela sám – bez pomoci procesoru. Uvnitř se nachází vše, co tvoří jádro GPU: transformace objektů, osvětlení, stínování a rasterizace. Proto se tento GPU stal oblíbeným výukovým nástrojem mezi vývojáři a studenty, kteří chtějí pochopit, jak GPU pipeline funguje v praxi.
Projekt je zcela otevřený a volně dostupný. Kdokoli si může prohlédnout zdrojový kód, upravit jej nebo si dokonce objednat fyzickou verzi čipu prostřednictvím iniciativy Tiny Tapeout. Verze 2.0 tedy není jen virtuální návrh – je to skutečný křemíkový čip, který si může postavit každý, kdo má chuť experimentovat.
Pokud chcete vidět TinyGPU v2.0 v akci, můžete se podívat také na video, ve kterém je čip testován přímo na desce FPGA. Ukazuje jeho realistické zpracování „trojúhelníků“ i rotujících 3D objektů v jednoduché vizualizaci
Závěr
TinyGPU v2.0 je důkazem, že velikost a výkon nejsou všechno. Tento miniaturní čip neohromí čísly FPS ani ray tracingem, ale připomíná nám, že skutečná inovace vychází z porozumění, nikoli z miliard tranzistorů. Je to projekt, který spojuje jednoduchost, kreativitu a vášeň pro hardware do jednoho kompaktního díla.
V době, kdy grafické karty přerůstají samotné počítače, přichází TinyGPU v2.0 jako připomínka, že krása technologie spočívá také v její srozumitelnosti. A možná je tento drobný čip největším důkazem toho, že ve světě GPU je stále prostor pro skutečné inovace.