DIY-GPU: Ingenieur gibt Einblick in den Entwicklungsprozess
Der Ingenieur Adam Majmudar will eine eigene GPU entwickeln und gibt über X Einblicke in den Prozess. Ein erster Testchip ist offenbar schon fertig.
Für Endkunden sind bei Prozessoren und Grafikkarten oft nur die Leistungs- und Verbrauchswerte interessant, während Enthusiasten zuweilen auch über Fertigungs- und Architekturdetails und daraus resultierende Vor- und Nachteile diskutieren. Der tatsächliche Entwicklungsablauf - von der Grundschaltung einzelner Bauteile bis hin zu Schaltkreisen und schließlich dem ganzen Chip - spielt in der Öffentlichkeit hingegen kaum eine Rolle. Der Ingenieur Adam Majmudar will ebendiesen Prozess aber im Selbststudium lernen und zu diesem Zweck eine eigene DIY-GPU entwickeln.
Chips selbst entwickeln
Seinen Fortschritt hat Majmudar auf X dokumentiert und gibt damit interessante Einblicke. Dabei orientierte er sich am üblichen Chipentwicklungszyklus. Nachdem er sich die Grundlagen zur Fertigung und Funktionsweise von Transistoren angeeignet hat, zeichnete er mit einem passenden Programm die Masken, um einen CMOS-Inverter zu fertigen. Anschließend wurde ein erster Chip in der Hardware-Programmiersprache Verilog entworfen, die auch bei den großen Chipschmieden zum Einsatz kommt.
Die so entstandene Schaltung wurde anschließend auf Fehler überprüft und mit dem Open-Source-Programme Openlane in ein echtes Chiplayout umgesetzt. Die Eckdaten zur Fertigung stammen dabei von der US-Foundry Skywater. Dort soll der Chip später im 130-nm-Prozess gefertigt werden. Das ist allerdings nicht für den gemachten, ersten Entwurf gedacht - denn dieser ist noch keine GPU, sondern eine CPU. Ein Grafikprozessor wird hingegen erst nachfolgend entwickelt.
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Dabei ist laut Majmudar die Verschwiegenheit der GPU-Hersteller wie AMD und Nvidia ein Problem, die Details zur grundlegenden Funktionsweise ihrer GPUs geheim halten. Trotzdem hat er die Hoffnung, dass die selbst entworfene Mini-GPU in wenigen Tagen ihren Tape-Out hinter sich haben wird. Bis zur Fertigung dürfte es dann aber noch dauern, schließlich wird die Foundry einige Vorlaufzeit brauchen. Auf Bilder und Praxisberichte zu dem Testchip wird man also wohl noch warten müssen, zumal dann auch noch die Software fehlt.
Quelle: via Tom's Hardware
Aber die Preise für Masken ändert das natürlich nicht. Zwei Nullen zusätzlich zu drei schon genannten wären für den kompletten Satz sehr wenig. Wenn der Chip am Ende die Komplexität und damit Layeranzahl kommerzieller 130-nm-Designs erreicht, dürfte es wenigstens siebenstellig werden, für moderne Fertigungen würde ich sogar achtstellig erwarten. Da lohnt für Kleinstmengen dann auch der Blick auf direkte Elektronenstrahllithographie, auch wenn nicht sagen kann, wo genau der Break Even liegt und wer sowas überhaupt anbietet. Am Ende solche Überlegungen landet man aber auf alle Fälle ganz schnell bei FPGA statt ASIC.
DANKE!!
Danke lieber Autor, dass nicht mehr "(ehemals Twitter)" hinter dem X steht.
Schon geil, dass bei dem Dienst immer noch von "Tweeten" gesprochen wird und die Webadresse auf twitter.com lautet.
DANKE!!
Danke lieber Autor, dass nicht mehr "(ehemals Twitter)" hinter dem X steht.
Die Architektur Schematik sieht mir aber sehr einfach aus.
Selbst in der Vorlesung "Rechenanlagen", die das nur nebensächlich behandelt, war das deutlich komplexer. Gut, da gings aber auch ehr um eine (primitive) CPU und nicht GPU.
Für das am Montag startende Semester extra "Rechnerarchitektur" belegt, kann ja nur gut werden
Es wird erst über die Menge "günstig" - einen einzelnen Chip herzustellen erfordert im Wesentlichen ja die gleiche Arbeit/Maschinerie/Vorbereitung wie derer (zig-)Tausend...