在 GPU（图形处理器）技术不断发展的当下，一款堪称世界上的 GPU 引发了广泛关注。去年 11 月有报道称，这款名为 TinyGPU 的 GPU 即将投入量产。其开发者 Pongsagon Vichit 作为一名业余 ASIC/FPGA 设计师，近期已经从 Tiny Tapeout 社区收到了成品芯片，该芯片还曾参与 SKY 25b 航天飞机的试飞。Vichit 在社交媒体上兴奋宣布：“ASIC TinyGPU v2.0 已经成功运行！！！” 这无疑是一个值得庆祝的时刻，而且令人欣喜的是，TinyGPU v3.0 预计将于今年年底发布。
　　相关视频展示了 TinyGPU v2.0 SKY 25d “独立 GPU” 芯片的运行状况。视频开头，Vichit 用游戏手柄实时操控屏幕上的低多边形模型；第二个演示中，色彩鲜艳、可缩放和旋转的地球仪更让人印象深刻。根据 TinyGPU v2.0 的 GitHub 页面介绍，这款 GPU 具备强大功能，它能执行变换、光照和光栅化操作，屏幕上多可处理 1000 个三角形。同时，还拥有动态方向光、平面着色、背面剔除和仿射纹理映射功能。这颗集成了约 24 万个晶体管的硅片，还配备了 4 位双缓冲和存储在 QSPI RAM 上的 8 位深度缓冲。
　　此前，TinyGPU v2.0 是在 Basys3 FPGA 主机上进行测试的，测试演示帧率仅为 7.5 到 15 FPS。Vichit 曾表示，Tiny Tapeout 芯片的运行速度不会比 FPGA 更快，实际屏幕画面流畅度也未得到提升。
　　在 TinyGPU v2.0 问世后，人们对 TinyGPU v3.0 的期待迅速升温。实际上，下一代 TinyGPU 的设计稿在 Vichit 收到并测试 TinyGPU v2.0 之前，就已提交到 Tiny Tapeout 的测试流程中。Vichit 开玩笑说：“但我们都知道 GPU 行业竞争残酷 —— 必须尽快发布新型号。”
　　TinyGPU v3.0 有一项重大新增功能 —— 可编程像素着色器。Vichit 在社交媒体透露，这款即将推出的 GPU 像素着色器规格包括：轻量级 DirectX 8 PS 1.1 设计，具备 SIMD（4 个像素并行）能力，每个着色器有 31 条指令（可微调），拥有 26 操作指令集，通过掩码执行进行分支，还有 4 个 8 位临时寄存器。新的像素着色器与 Z 缓冲区访问并行运行，结合近 / 远平面剔除和保护带裁剪，有望大幅提升模型保真度，终呈现的模型将更精细、纹理更丰富、动画更流畅，且性能影响极小。TinyGPU v3 早的演示版本之一展示了一只变色龙，这是向英伟达 GeForce 3 致敬，后者在 2001 年 2 月诞生，据称是首款面向消费者的可编程着色器 GPU。关于 TinyGPU v3 的消息显示，成品 ASIC 将于 2026 年 12 月或 2027 年 1 月交付。
　　回顾 TinyGPU 的发展历程，去年 11 月 “ GPU” 迎来重大更新。当时，业余 FPGA 设计师兼复古 PC 爱好者 Pongsagon Vichit 发布了 TinyGPU v2.0，它被描述为能进行光栅化、变换和光照处理的独立处理器，类似于 GeForce 256。Vichit 表示这款 GPU 已提交给 Tiny Tapeout 测试，将在允许的 4x4 图块尺寸下，用约 20 万个晶体管进行封装。与之相比，市场领先的 Nvidia RTX 5090 拥有 922 亿个晶体管，性能呈指数级增长。在相关视频中能看到，Vichit 从 Tiny GPU v 2.0 内置闪存中加载各种 3D 模型，用老式超级任天堂游戏手柄实时操控，手柄可变换模型和旋转光源。
　　从性能上看，25 MHz 的 v2.0 版本帧率仅为 7.5 到 15 fps，仅适用于低多边形 3D 模型，渲染分辨率为 320 x 240 像素（或更低），使用 4 位颜色（多 16 种同时显示）。Vichit 称 Tiny Tapeout 芯片运行速度不会比基于 Basys3 FPGA 的演示程序快，所以 TinyGPU v2.0 不太可能列入游戏 GPU 榜单。不过，虽然这种分辨率和色彩深度的图形效果接近 20 世纪 80 年代早期家用电脑，但其中运用了一些先进技术。例如，TinyGPU v2.0 执行交互式 3D 矢量到光栅的转换，使用了早于 1999 年 10 月随英伟达 GeForce 256 显卡进入消费市场的 GPU 变换和光照技术。TinyGPU v2.0 的其他技术亮点包括 “4 位双缓冲、QSPI RAM 上的 8 位深度缓冲区存储、 1K 个三角形、背面剔除、1 个动态方向光 [和] 平面着色”。此外，TinyGPU v2.0 已提交给 Tiny Tapeout 进行下一轮生产，其允许的 16 个 tile 设计使 Vichit 成本约为 1500 美元。早在 2024 年 4 月，就有报道称 Adam Majmudar “从零开始设计” 的另一款 Tiny GPU 准备通过 Tiny Tapeout 7 (TT7) 进行芯片首秀，但 Vichit 的 “ GPU” 装置也参加了 TT7 比赛。他初的和的 “ GPU” 项目差异明显，第一代极其精简，多支持两个多边形（远低于第二代的 1000 个），50MHz 的它能以高达 60fps 的帧率实时渲染 640 x 480 像素、6 位色深的图像，屏幕渲染输出通过键盘光标控制操作。