ساخت یک CPU دست‌ساز با قابلیت پردازش گرافیک سه‌بعدی توسط جیمز شارمن – تک ناک

یک فرد موفق شده است CPU اختصاصی خود را بسازد و با آن یک مکعب را رندر کند، که این دستاورد تحسین‌برانگیز نشان‌دهنده مهارت بالا در طراحی و مهندسی سخت‌افزار سفارشی است.

به گزارش تکناک، جیمز شارمن، مهندس و خلاق حوزه سخت‌افزار، موفق شده است یک CPU دست‌ساز را از پایه طراحی و اجرا کند که قادر به نمایش یک مکعب سه‌بعدی در زمان واقعی است. این پروژه، که در ویدیوی جدید او به نمایش درآمده، توانایی پردازنده شخصی‌سازی‌شده او را در پردازش گرافیک‌های پیچیده نشان می‌دهد و بینشی از محاسبات ریاضی در خلق گرافیک سه‌بعدی ارائه می‌دهد.

پردازنده‌ای از پایه،با توانایی اجرای گرافیک سه‌بعدی

xda-developers می‌نویسد که جیمز شارمن که در ساخت سخت‌افزارهای دست‌ساز سابقه طولانی دارد، در کانال یوتیوب خود مراحل توسعه پروژه‌های مختلفی از جمله VGA، IO و CPU را مستند کرده است. این بار، او یک پردازنده هشت‌بیتی سفارشی ساخته که یک مکعب چرخان را در نرخ ۳۰ فریم بر ثانیه و همراه با افکت‌های نوری نمایش می‌دهد.

این پردازنده که بیشتر به یک پنل کنترل رآکتور هسته‌ای شباهت دارد تا یک CPU معمولی، توانسته به‌مدت بیست ثانیه یک مدل سه‌بعدی را پردازش کند. شارمن همچنین در ویدیوی خود، فرایند محاسبات ریاضی پیچیده موردنیاز برای اجرای این گرافیک را توضیح داده است.

آیا این CPU توانایی اجرای DOOM را دارد؟

یکی از سوالات اساسی درباره هر پردازنده سفارشی این است که آیا می‌تواند بازی DOOM را اجرا کند یا نه؟ این پرسش، که به یک معیار مهم در تست عملکرد پردازنده‌ها تبدیل شده، در پروژه شارمن نیز مطرح شد. پردازنده هشت‌بیتی او دارای UART، آداپتور VGA و آداپتور صدا بوده و روی بردهای مختلف مونتاژ شده است. حتی یک رابط سفارشی برای کنترلر SNES نیز در آن تعبیه شده است.

با این حال، از نظر مشخصات سخت‌افزاری، این CPU از حداقل نیازهای اجرای بازی DOOM در زمان عرضه فاصله دارد. این پردازنده با فرکانس ۴ مگاهرتز و ۶۴ کیلوبایت رم کار می‌کند، در حالی که سیستم پیشنهادی برای اجرای این بازی در سال‌های ابتدایی شامل پردازنده ۳۲ بیتی اینتل ۳۸۶ با سرعت ۳۳ مگاهرتز و ۴ مگابایت رم بود.

نسخه جایگزین: ساخت بازی Doomed

شارمن، به‌جای تلاش برای اجرای نسخه اصلی DOOM، یک نسخه نمایشی سفارشی به نام Doomed را طراحی کرده است که به‌نوعی محدودیت‌های این پردازنده را نمایش می‌دهد. این نسخه دمو، که ۱۹ فریم بر ثانیه خروجی ویدیویی با وضوح ۸۰×۶۰ تولید می‌کند، شامل بیش از ۵۰۰۰ خط کد اسمبلی دست‌نویس است. این برنامه اساساً یک موتور سه‌بعدی ساده مشابه Wolfenstein 3D است، اما بدون هیچ‌گونه تعاملات واقعی در گیم‌پلی.

جمع‌بندی

اگرچه CPU دست‌ساز جیمز شارمن توانایی اجرای DOOM را ندارد، اما این پروژه نشان‌دهنده یک موفقیت فنی قابل‌توجه در حوزه ساخت پردازنده‌های سفارشی است. او با این کار نشان داد که چگونه می‌توان یک پردازنده را از پایه طراحی کرد، گرافیک سه‌بعدی را پردازش نمود و حتی محدودیت‌های سخت‌افزاری را با توسعه نرم‌افزارهای جایگزین جبران کرد. به گفته خود شارمن، این تجربه، علاوه بر ارزش فنی، یک فرایند یادگیری بسیار رضایت‌بخش بوده است.