硬件小白逆袭大神！国外牛人耗时四年自制GPU 惊艳问世

甚平 • 2024年 4月 8日 pm11:18 • 产品 • 阅读 209

经过四年的开发，一款开源全定制 GPU–FuryGPU 悄然面世！

FuryGPU 是游戏软件开发人员迪伦-巴里（Dylan Barrie）一个人的杰作，而且是利用其业余时间完成了这个极其复杂的硬件和软件项目。

FuryGPU 基于 Xilinx FPGA 设计，并通过 PCIe 插槽连接主机。原型 PCIe 显卡目前能够在 Quake Timedemo 中实现约 44fps。

从图片来看，FuryGPU 看起来非常像大约 20 年前的典型 PC 显卡，通过配备 DisplayPort 和 HDMI 输出进行了现代化改造。不过，这个项目远不止硬件，Barrie 承认，这款显卡设计中最痛苦的方面是创建Windows驱动程序。

Barrie 介绍FuryGPU 的开发工作是从 Ben Eater 的 “从零开始构建可编程 8 位计算机 “项目中获得灵感后开展的。

Ben Eater的8 位计算机 “项目截图

硬件，从开发板到显卡

这位硬件自制者说，他决定从头开始制造图形处理器，因为他不知道 GPU 如何工作的 “实际细节”。由于对软件方面的 3D 渲染过程 “极为熟悉”，Barrie 意识到创建 GPU 可能是一个虽然艰巨但可行的个人项目。

Barrie 在购买了一块装有 FPGA 的 Arty Z7 开发板并进行了一些初步开发和测试后，开始实现他从零开始构建 GPU 的梦想。随后，Xilinx Kria 系统级模块（SoM）的问世推动了这一项目，该模块将价格低廉的 Zynq UltraScale+ FPGA 与大量的 DSP 单元、（相对）海量的 LUT 和 FF 以及特别令人感兴趣的硬核化 PCIe 内核结合在一起。

Barrie 是一个软件工程师，对于硬件开发来说，刚开始只能算是硬件小白。为此他花了 “无数个小时” 学习 FPGA 芯片如何工作，以及如何通过硬件描述、验证和实现语言 SystemVerilog 来构建芯片设计。不过Barrie却表示，设计 PCIe 图形卡的硬件是一项“艰巨的工作”，但还不是最痛苦的工作。

Windows 驱动程序和 60fps 的 Quake

Barrie将为FuryGPU创建Windows驱动程序描述为整个项目中“最痛苦”的方面 – 尽管他在过去的14年中一直在游戏开发行业的图形渲染软件方面工作。

最初，FuryGPU设计的目标是将一个简单的旋转立方体演示放在一起，以展示 GPU 的工作原理。然而，随着项目的发展，以可玩帧率玩标志性的 PC 游戏《雷神之锤》开始成为新的目标。

Barrie 解释说，在准备好 Windows 驱动程序后，他编写了一个自定义图形 API 来与 GPU 通信，为显示器和音频编写了 Windows 内核驱动程序，现在拥有一个功能齐全的图形硬件，可以以每秒 60 帧的速度渲染 Quake。

这里的视频演示了Barrie 的自制GPU 的 Quake Timedemo 视频捕获，证明 FuryGPU 在大约一个月前的 720p 基准测试中可以达到 44fps。

适当时候开源

Barrie 表示，打算在某个时候将FuryGPU项目开源，包括整个堆栈（PCB原理图，所有HDL，Windows WDDM驱动程序，API运行时驱动程序）。

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