Un entusiasta de la tecnología, conocido como Bitluni, está desafiando la percepción de que la construcción de GPUs es exclusiva de grandes corporaciones. Ha emprendido la ambiciosa tarea de ensamblar una máquina gráfica utilizando miles de microcontroladores RISC-V, cada uno conectado a un LED RGB. Este innovador proyecto fusiona el procesamiento gráfico y la visualización en una única estructura, operando como tarjeta gráfica y pantalla simultáneamente.
Durante años, se ha asumido que la fabricación de unidades de procesamiento gráfico (GPU) era un dominio reservado para empresas con fábricas avanzadas, equipos de ingeniería especializados y presupuestos cuantiosos. Esta idea no era infundada, dada la complejidad inherente a cualquier tarjeta gráfica contemporánea. Sin embargo, el trabajo de Matthias Balwierz, conocido como Bitluni, ha obligado a reconsiderar esta certeza. Aunque no busca replicar una GeForce ni competir con NVIDIA, Bitluni está construyendo una máquina gráfica en su hogar, empleando miles de microcontroladores RISC-V.
La primera fase de su proyecto integra 8.192 de estos microcontroladores, cada uno conectado directamente a un LED RGB. Esta configuración particular hace que el montaje sea difícil de clasificar en las categorías tradicionales, ya que el diseño combina el procesamiento gráfico con la superficie de visualización en una misma estructura. Técnicamente, está concebido para funcionar tanto como tarjeta gráfica como pantalla, eliminando la necesidad de un monitor externo. No obstante, el proyecto aún es un prototipo parcial, distante de la escala y las capacidades proyectadas para el sistema completo.
Esta arquitectura no fue la idea original. Inicialmente, el creador consideró construir algún tipo de pantalla, pero al evaluar el costo y la dificultad, descartó el uso de componentes RGB direccionables, que habrían elevado excesivamente el presupuesto. Optó por una solución más directa: soldar un LED a cada microcontrolador, transformando cada chip en una unidad gráfica visible por sí misma. Esta decisión contribuyó a controlar los costos, aunque multiplicó significativamente el trabajo de diseño, montaje y programación necesario para coordinar miles de elementos.
La magnitud del objetivo se comprende mejor al considerar la meta final. Una resolución de 1920x1080 píxeles habría requerido más de dos millones de microcontroladores, lo que habría disparado el costo y la complejidad mucho más allá de las intenciones de Bitluni. Por ello, el maker redujo su ambición a 320x200 píxeles, una resolución característica de los videojuegos de la era DOS, que aún así demanda 64.000 chips. Los componentes instalados hasta la fecha representan solo la primera etapa de una máquina que, si se completa, multiplicaría su tamaño casi por ocho.
Para organizar esta vasta cantidad de hardware, Bitluni dividió el sistema en placas de 16x32 “píxeles”, diseñadas como módulos independientes dentro del conjunto. Estas se distribuyen en una disposición circular que evoca al Cray-1, el histórico superordenador de los años setenta, aunque la similitud es principalmente visual. La coordinación interna también es jerárquica: cada grupo de 32 microcontroladores es controlado por una unidad CH32V más potente, encargada de organizar el funcionamiento de esa sección y de servir como nivel intermedio dentro de la máquina.
La elección del QingKe CH570 explica en parte la lógica económica del proyecto. Este microcontrolador cuenta con una CPU RISC-V de 32 bits, un conjunto de instrucciones limitado y una frecuencia de hasta 100 MHz. También integra un controlador USB, un transceptor de 2,4 GHz y compatibilidad con Bluetooth 5.0 LE. Bitluni pudo adquirir cada unidad por aproximadamente 0,13 dólares, aunque esta ventaja se diluye al multiplicarla por la matriz completa prevista: solo los chips necesarios para alcanzar los 320x200 píxeles superarían los 8.000 dólares.
El desafío se intensifica al considerar la alimentación del sistema completo. Se estima un consumo de 2.161 W, equivalente a unos 655 amperios a 3,3 V, para la configuración final proyectada. Se indica que cada microcontrolador consume alrededor de 10 mA, aunque no se ofrece un desglose que separe el gasto de los chips, los LED y la electrónica auxiliar. Para soportar esta carga, Bitluni ha utilizado una fuente Corsair WS3000 y convertidores propios capaces de transformar los 12 V de salida en los 3,3 V requeridos.
Una parte considerable del proyecto implica también la fabricación de la infraestructura necesaria para el funcionamiento del resto del sistema. Bitluni diseñó las PCB, los circuitos de alimentación, las placas de interfaz y las placas de prueba, enfrentándose por primera vez al diseño de una placa de seis capas. La complejidad del diseño lo llevó al límite del servicio de fabricación que empleó. Paralelamente, investigó una solución de refrigeración por inmersión e incluso dimensionó el contenedor acrílico que habría sido necesario, aunque pospuso esa opción por razones económicas y medioambientales.
La programación representaba otro problema de escala: no solo era necesario fabricar las placas, sino también cargar el código en cada microcontrolador. Para evitar el proceso manual, Bitluni imprimió en 3D una pequeña herramienta con tres contactos y la fijó al carro de una impresora 3D. Un script de Python enviaba órdenes G-code para mover la herramienta hasta la posición exacta de cada chip y completar el proceso de manera repetible. De esta forma, la impresora dejó de producir piezas para convertirse en una máquina de programación automatizada.
Esta máquina no compite en rendimiento, eficiencia ni tamaño con una tarjeta gráfica moderna, y tampoco ha alcanzado aún la escala que Bitluni proyectó. Su valor reside en exponer, mediante componentes individuales, tareas que una solución comercial concentra o distribuye entre chips y circuitos especializados: cálculo, control, alimentación, coordinación y visualización. Al reconstruirlas con microcontroladores de bajo coste, el maker ha transformado una idea inusual en un sistema que puede diseñarse, probarse y ampliarse por etapas. No es una GPU doméstica convencional, sino un experimento de ingeniería llevado a límites poco comunes.
