Imaginez un écran où chaque pixel possède son propre cerveau. C’est l’idée ambitieuse que le créateur Bitluni a décidé de concrétiser dans le cadre d’un projet d’ingénierie de six mois. Au lieu de s’appuyer sur un GPU central, l’écran transforme chaque pixel en un nœud informatique indépendant. L’objectif ultime est un écran QVGA à 65 536 cœurs, tandis que le premier prototype fonctionnel comporte déjà 8 192 microcontrôleurs RISC-V fonctionnant à 100 MHz, coordonné par 256 processeurs maîtres. Au cœur du système se trouve le WCH CH570, sélectionné pour sa vitesse d’horloge de 100 MHz, sa SRAM intégrée, son USB natif et ses capacités sans fil intégrées.
La création d’un cluster avec des milliers de processeurs s’est accompagnée de plusieurs défis d’ingénierie. Une première tentative visant à distribuer un signal d’horloge partagé de 32 MHz sur tous les microcontrôleurs a échoué après la dégradation du signal et a forcé une refonte complète avec un oscillateur à cristal individuel pour chaque puce. Lors de la refonte, une erreur de configuration a permuté les lignes de communication MOSI et MISO SPI, ce qui a été sauvé en soudant soigneusement les câbles de liaison sur les plots de résistance existants au lieu de jeter les cartes. Pour maintenir une communication fiable entre des milliers de processeurs, bitluni a également opté pour un PCB à 6 couches avec des plans de masse dédiés et un blindage pour minimiser la diaphonie du signal. La puissance était un autre obstacle majeur, car la conception à grande échelle devrait consommer plus de 2 kW, nécessitant une alimentation de 3 000 W et plusieurs convertisseurs abaisseurs à courant élevé pour distribuer en toute sécurité une puissance de 3,3 V à travers le système.
La programmation manuelle de milliers de microcontrôleurs aurait été presque impossible, alors bitluni a construit un système de flashage automatisé à l’aide d’une imprimante 3D Bambu Lab équipée d’une tête d’outil pogo-pin personnalisée. Contrôlée via Home Assistant, Node-RED et un script Python personnalisé, l’imprimante se déplace automatiquement de puce en puce, fait clignoter le micrologiciel à l’aide d’OpenOCD, vérifie le téléchargement et réessaye l’alignement chaque fois que nécessaire. Le premier prototype matériel à 8 192 cœurs a désormais été entièrement assemblé et alimenté avec succès, tandis que le logiciel nécessaire à la coordination de milliers de processeurs indépendants est toujours en cours de développement.
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