TinyGPU v2.0: 240.000 Transistoren reichen für 3D-Grafik
Mit modernen Grafikkarten von Nvidia oder AMD hat TinyGPU v2.0 leistungstechnisch nichts gemeinsam. Dennoch sorgt das Open-Source-Projekt derzeit für Aufmerksamkeit: Die nach Angaben ihres Entwicklers kleinste funktionsfähige GPU der Welt laufe erstmals auf einem echten Chip und könne 3D-Grafik in Echtzeit darstellen, wie Tom's Hardware berichtet(öffnet im neuen Fenster).
Die GPU wurde von Pongsagon Vichit entworfen und über das Community-Projekt Tiny Tapeout als ASIC fertigen lassen. Der Chip umfasst lediglich rund 240.000 Transistoren. Zum Vergleich: Aktuelle High-End-GPUs bringen mehrere zehn Milliarden Transistoren mit, Nvidias Rubin-Beschleuniger sogar mehr als 300 Milliarden.
Trotz der extrem einfachen Hardware beherrscht TinyGPU v2.0 viele grundlegende Funktionen einer klassischen 3D-Grafikkarte. Dazu gehören Transformation und Beleuchtung von 3D-Objekten, Rasterisierung, Backface Culling, Flat Shading sowie einfaches Texture Mapping.
Laut dem Entwickler(öffnet im neuen Fenster) können bis zu 1.000 Dreiecke gleichzeitig dargestellt werden. Für den Bild- und Tiefenspeicher nutzt der Chip externen QSPI-Speicher.
Bildrate immerhin bis zu 15 fps
Die Leistung fällt naturgemäß bescheiden aus. Je nach Szene erreicht die GPU etwa 7,5 bis 15 Bilder pro Sekunde. Gezeigt wurden unter anderem ein interaktiv steuerbares 3D-Modell und eine rotierende Erdkugel.
Das Ziel des Projekts ist nicht, mit kommerziellen Grafikchips zu konkurrieren, sondern zu demonstrieren, wie sich eine vollständig programmierbare GPU mit minimalem Hardwareaufwand realisieren lässt.
Der Funktionsumfang erinnert an Grafikhardware aus den späten 1990er Jahren. Beeindruckend ist weniger das Leistungsniveau als die Umsetzung der grundlegenden GPU-Funktionen mit einer außergewöhnlich geringen Anzahl an Transistoren.
Das Projekt soll weitergehen. TinyGPU v3.0 wurde nach Angaben des Entwicklers schon für eine weitere Fertigungsrunde eingereicht und soll Ende 2026 oder Anfang 2027 erscheinen.
Die neue Version wächst auf rund 290.000 Transistoren und soll unter anderem einen programmierbaren Pixel-Shader sowie Verbesserungen bei der Tiefenberechnung und beim Clipping erhalten. Als Hommage diente dabei Nvidias Geforce 3 aus dem Jahr 2001, also die erste Consumer-Grafikkarte mit programmierbaren Shadern.
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