이 독립형 25 MHz GPU는 4비트 색상으로 320 x 240 픽셀 출력을 제공하며, 3D 래스터화, 변환, 조명 기능을 수행합니다.
'가장 작은 GPU'에 대대적인 업데이트가 있었습니다. 아마추어 FPGA 디자이너이자 레트로 PC 애호가인 Pongsagon Vichit이 TinyGPU v2.0을 공개했습니다. 이 GPU는 래스터화(rasterization) 기능은 물론 변환 및 조명(transformation & lighting) 기능까지 갖춘 독립형 프로세서로 설명됩니다 (이는 GeForce 256의 기능이었습니다). X에서 @MattDIYgraphics라는 계정을 사용하는 Vichit은 또한 이 GPU가 다가오는 Tiny Tapeout 쇼틀에 제출되었으며, 여기서는 최대 허용 타일 크기인 4x4 면적 내 약 20만 개의 트랜지스터를 사용하여 구현될 것이라고 밝히기도 했습니다. 반면, 시장을 선도하는 Nvidia RTX 5090은 무려 922억 개의 트랜지스터를 보유하고 있지만, 당연히 더 큰 트랜지스터 예산 덕분에 기하급수적인 성능을 발휘합니다.
TinyGPU v2.0. 플래시 메모리(Flash.Render 1K tri)에서 모델 파일을 320x240 해상도, 4비트 색상으로 6.5fps에 표시할 수 있는 독립형 GPU입니다. Basys3 FPGA 환경에서 테스트되었으며, 다가오는 #TinyTapeout 쇼틀에 제출되었습니다. 더 자세한 사양은 🧵.git: https://t.co/ClhiKS89st pic.twitter.com/FrV0VXxf6C (2025년 11월 3일)
위 영상에서는 기술 애호가가 TinyGPU v2.0 설계에 내장된 플래시 메모리에서 다양한 3D 모델을 로드하고, 빈티지 Super Nintendo 컨트롤러를 사용해 모델을 실시간으로 조작하는 모습을 볼 수 있습니다. 이 게임패드는 모델 변환과 광원(light source) 회전 역할을 겸합니다. 비록 이 기능이 같은 디자이너가 약 1년 전에 출시했던 Tiniest GPU에 비해 상당한 업그레이드는 맞지만, 그 사양만으로는 혁신적이라고 보기는 어렵습니다.
성능 면에서 v2.0은 25 MHz에서 7.5fps에서 15fps 사이의 프레임 속도를 겨우 구현할 수 있습니다. 게다가, 이는 해상도가 320 x 240픽셀(또는 그 이하)에 불과하고 4비트 색상(최대 16개 동시 색상)을 사용하는 저폴리곤 3D 모델에 한정된 결과입니다. 디자이너에 따르면, Tiny Tapeout 실리콘은 이 Basys3 FPGA 기반 데모보다 더 빠르게 작동하지 않을 것이라고 합니다. 따라서 TinyGPU v2.0이 최고의 게이밍 GPU 목록에 포함될 가능성은 사실상 희박합니다.
(빌 게이츠가 후원하는 실리콘 포토닉스 스타트업, 현행 기술 대비 10,000배 작은 광학 트랜지스터 개발)
해상도와 색 심도가 당시로 돌아간 듯한 이 그래픽 수준이지만, 여기에는 훨씬 더 진보된 기술이 적용되어 있습니다. 구체적으로, Vichit이 설명하기를, TinyGPU v2.0은 대화형 3D 벡터-대-래스터 변환을 수행하며, 이 과정에서 1999년 10월 Nvidia가 이룩한 이정표인 GeForce 256이 소비자 시장에 처음 선보였던 GPU 변환 및 조명 기술을 활용합니다.
TinyGPU v2.0의 기타 기술적 특징으로는 "QSPI RAM에 저장된 4비트 더블 버퍼, 8비트 깊이 버퍼, 최대 1,000개 삼각형 지원, 백페이스 컬링(backface culling), 동적 방향 광원 1개, 그리고 평면 쉐이딩(flat shading)" 등이 있습니다.
TinyGPU v2.0은 다음 생산 라운드를 위해 Tiny Tapeout에 제출되었습니다. 최대 허용 16타일 디자인을 구현하는 데는 Vichit에게 약 1,500달러가 소요될 예정입니다. 더 많은 정보를 원하거나 Verilog 소스 파일을 탐색하고 다양한 자료를 살펴보려면 상단에 링크된 GitHub 저장소를 참고할 수 있습니다.
지난 2024년 4월에는 Adam Majmudar가 "사전 경험 없이 처음부터" 설계한 또 다른 Tiny GPU 소식을 전해 드렸습니다. 이 모델은 Tiny Tapeout 7(TT7)을 통해 실리콘 데뷔를 앞두고 있었습니다.
다만, Vichit 역시 Tiniest GPU라는 이름의 장치와 함께 TT7에 참여했었습니다. 이 엔지니어의 초기작인 Tiniest GPU와 최신 TinyGPU v2.0을 비교해보는 것은 흥미로웠지만, 두 장치는 확연히 다른 성능을 가진 장비입니다. 초기 모델은 최대 2개 폴리곤만 지원하는 매우 간소한 구조였지만, 그 덕분에 Tiniest GPU는 50 MHz에서 작동하며 6비트 색 깊이의 640 x 480 픽셀 이미지를 최대 60fps로 실시간 렌더링할 수 있었습니다. 당시 화면 렌더링 결과는 키보드 커서 제어를 통해 조작되었습니다.
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