Construye un procesador RISC-V de 256 núcleos en su casa porque, ¿por qué no?
Podemos encontrar en internet a gente con grandes conocimientos e ingenio que crea cosas bastante locas e interesantes. El creador de dispositivos tecnológicos ‘bitluni’ con canal en YouTube ha mostrado su último diseño. Concretamente, ha creado un gigantesco clúster basado en microcontroladores RISC-V que suma nada menos que, el equivalente a 256 núcleos, que se ve realmente espectacular y que no ha sido fácil de crear.
RISC-V es un tipo de núcleos de código abierto que hace uso de un conjunto de instrucciones simplificadas. Esto hace que cualquiera pueda crear o configurar un procesador según sus necesidades basándose en estos diseños.
Desarrolla un superordenador de 256 núcleos RISC-V
El vídeo de ‘bitluni’ ha comentado en el vídeo la fase de diseño, producción, ensamblaje y pruebas. Destaca que ha sido más complicado de lo esperado, comentado que no todo fue como esperaba. Pese a todo, el resultado final es realmente espectacular.
Se basa este enorme clúster en un conjunto de 16 clústeres de procesadores RISC-V. Cada clúster se basa en un total de 16 chips RISC-V CH32V003 que se comunican mediante un bus de 8 bits. Además, cada chip cuenta con un LED que está pensado para poder mostrar líneas de texto o diseños, según explica el creador de este sistema.
Construir una PCB gigantesca para albergar todos los procesadores era una locura que iba a consumir una enorme cantidad de energía. Así que para el superclúster se han creado pares con un total de 8 «clústeres blade». Además, cada «blade» dispone de dos chips RISC-V CH32V203 que hace de puente entre cada superclúster y el bus principal de 8 bits de cada megaclúster.
Podemos ver el vídeo como se conectan los microcontroladores a la PCB, se sueldan los cabezales GPIO y se conecta todo en el megaclúster para hacer pruebas. Luego, todos estos se conectan a una gran placa base principal.
Algo muy interesante del vídeo es que no solo muestra la parte bonita, el resultado final, sino también los problemas. Se muestra como encontró uno de los errores de diseño al ver como parpadeaban los ledes. Detecto que, al no existir un reloj interno, los ledes parpadeaban de manera desincronizada. Pese a que inicialmente parpadeaban de manera síncrona, rápidamente se perdió esta sincronicidad y pasaron a parpadear de manera aleatoria.
Uno de los puntos más instructivos está cuando explica cómo lidiar en programación con las colisiones de buses cuando todos los chips hablan al mismo tiempo.
El sistema final utiliza 256 microcontroladores RISC-V trabajando a 48 MHz y un total de 17 chips RISC-V a 144 HZ para el control. Además, integra un sistema de 640 pines GPIO y un total de 256 circuitos ADC. También comenta que la frecuencia combinada como si fuera un solo núcleo sería de 14.7 GHz, que no está nada mal.
Si quieres saber la gracia de esto, pues bien, al final es aprendizaje y exploración de solución. Sirve para aprender a desarrollar sistemas complejos y saber como funciona internamente un procesador. Al final, realmente es como si desarrolláramos un procesador, permitidme el símil, como si lo hiciéramos con piezas de LEGO.
Destacar que en la descripción recopila todas las piezas que ha utilizado y que se comercializan. Obviamente, las placas base son personalizadas y no hemos encontrado los diseños en la descripción, así que tendremos que crearlas nosotros mismos.