“哔哩哔哩皇帝又焊接了皇帝”!自己做了一个CPU 软硬件都是自己研发的 可以玩游戏 基础设备成本不到1000块
发布时间:2023-02-27 09:21:02作者:顺晟科技点击:
两年时间,一个90后体制内的小哥,工作后只做了三件私事,那就是:
用手搓CPU!用手搓CPU!还是* * *手搓CPU!
纯手工制作,完全自主研发,于是一款名为“初心”的CPU最终形态诞生了。
据UP估计,整个CPU有2万多个器件,10万多个焊点,都是手工组装的。网友给他起了个“焊帝武”的称号,果然名不虚传。
光看这些密密麻麻的线条和界面,你就头大了!
视频一出,一炮而红,网友们争相赞叹他的勇气和毅力。
他以前的粉丝也听到了声音:老天又发视频了!他还活着!
毕竟距离他上次更新视频已经过去20个月了。
而这位小哥哥并不陌生。他叫林乃威。相信很多读者之前都看过量子比特写的《B站焊武帝爆火出圈:纯手工拼晶体管自制CPU,耗时半年,可跑程序》。
时隔一年半,现在我们打了一千次电话催了一千次,她才开始向我们走来,已经来康康两年了。自研CPU的终极形态是什么?
“底层逻辑、架构、指令集均是自主研发”
话不多说,先来手动看看“CPU终极形态”的参数:
频率:13kHz,最大超频33kHz
ROM:64kB,支持热更新,16位ROM寻址,16位静态数据寻址;
内存:系统内存256B,应用内存64kB
IO端口数:78bit(48支持位操作);
103条指令,功耗10瓦。
这样算下来,总花费只有2000元左右。如果去掉烙铁、示波器等工具,花在基础设备上的钱不到1000元。
在整体性能上,小哥说和70年代初的CPU差不多,在指令上甚至比当时的CPU还要好。
图像方面,目前可以简单的刷一个屏幕,显示文字和图像,甚至一些小游戏(类似蛇)也可以运行。
其实在去年7月份,小哥就已经在哔哩哔哩更新了一个“手工CPU”的视频,用了6个月的时间打造了一个CPU原型。
但当时CPU还只是处于运行阶段,很难运行更复杂的程序。
夜间运行,跑个灯
于是小弟开始了自己手工制作“高级版CPU”的过程,对新做出来的原型CPU进行调试和维护。他对这一步的计划是:
将指令数量增加到100条以上;
增加了栈、IO口、运算器、内存管理等这些更复杂的组件。
可以满足一些复杂的操作;
……
这个调试和维护直接花了小哥一年半的时间。
为了有效提升CPU的性能,期间哥哥买了示波器等专业设备对整个CPU的每一个节点的信号进行检测。
然后小弟用最简单的方法拆了一些器件,直接把CPU的频率从1kHz提高到33kHz,性能33倍。
说了这么多,CPU是用手拔的,但是小哥哥完全是靠自己本科掌握的电子领域和IT领域的知识开发出来的。
从前期的电路仿真、PCB设计,到中后期的焊接、调试、软件编程.小哥哥自己有一条“CPU生产线”。
(听起来很头疼吧?)但是对于喜欢技术手工的小哥哥来说就不一样了。
了解原创技术~
看过视频的盆友可能都知道,小哥哥在视频里特别提到了自己原来的双通道内存。
现有的双通道内存技术虽然也使用了两个内存控制器,但是并没有将全局变量和局部变量(两种划分变量的方法)分开,它们仍然混合在一个内存中,这样只能一次访问一个内存。
哥哥的“原创技术”不一样。他直接把全局变量和局部变量分开,放在不同的内存控制器上。
这样,全局变量可以直接用作系统内存(256B),局部变量可以直接用作应用程序内存(64kB)。
如果要运行更大的游戏,直接访问局部变量所在的应用内存,一条指令可以访问64kB内存。
曾花两个月伙食费买设备
只看CPU的大小,就知道是个大工程。即使是专业人士,可能也很难有这样的能力和努力从零开始。
许多网友都对UP业主的勇气和毅力表示钦佩。但也有冷静的网友质疑:为什么要这么做?
就像这个高度赞扬的评论说的,实现方法和实际CPU还是有很大差距的,恐怕很难对现有架构做出太大贡献。
在和量子位的交流中,Up主很坦白的告诉我们:这个东西做出来完全是为了不留遗憾。
视频中还介绍了他在2016年萌生了研发CPU的想法。
当时他是电子工程专业的大三学生,每天喜欢写写玩玩单片机。他时不时会想:“为什么一串0101的数字能变成程序?”结合现有的数电知识,对CPU的底层运行机制有了了解,自制8位CPU的想法油然而生。
但他也有私心:成功了更好找工作。(很真实)
很快,他完成了电路设计仿真、PCB设计、印刷电路板的流程。花了两个月买了一堆设备器材。
万事俱备,又到了大四毕业设计的时候,他只能暂时搁置CPU项目。
结果一等就是五年。这时,他回到了北海。他的工作内容基本上和本科专业关系不大,业余时间又重拾兴趣。
他坦率地告诉我们:
回顾大学时的设计,他说有些设计非常“蠢”。比如程序计数器设计复杂,浪费器件,限制CPU运行速度。
所以我们必须从上面提到的最低分立式元件开始。要知道,这种方法速度慢,稳定性差,经常出问题。
然而,UP的所有者说,正是这种从底层开始的过程将给予更多的时间来思考和解决那些问题,并产生创新的灵感。
比如这是芯片发展的一个缩影!(Doge)
(咳咳,严肃点)有思想的读者可能会在视频最后注意到,他有一个不方便展示的“创作小发现”。
量子比特帮你窥探了一些新闻。这个小发现是关于存储逻辑电路的。小哥哥说:
最后,这位小哥哥还向我们透露了他未来的一些计划:
(可以期待一波~ ~ ~)
参考链接:
[1]https://space . bilibili . com/28026515
[2]https://www . bilibili . com/read/cv 12035591?SPM id from=333 . 999 . 0 . 0
(报道)