Megaprocessore, grande è bello

Autocostruito, funzionante e programmabile, con tutte le fasi del calcolo in bella vista. È stato realizzato per la didattica, e per il Tetris

Roma - James Newmann, di Cambridge, Inghilterra, ha creato un megaprocessore, tale per le dimensioni e non per la potenza di calcolo.


Il megaprocessore ha un'architettura a 16bit e lavora ad una frequenza di 20KHz. Per costruirlo sono stati impiegati 40.000 transistor e 10.000 LED, per un costo di 40.000 sterline (quasi 47.000 euro).
La memoria RAM è pari a 256 Byte, limitata dai 27.000 transistor saldati insieme per realizzarla.
Per il processore, invece, sono stati utilizzati 15.300 transistor. Per animare il tutto vengono utilizzati 2 alimentatori da 500W che lavorano simultaneamente.

Control & IO

Panoramica dei vari frames

Frame dei registri

Visuale del frame della memoria
Il megaprocessore risulta mastodontico: lungo poco meno di 10 metri e alto 2, occupa un'intera stanza. Per dimensioni e potenza di calcolo è ben lontano dagli attuali processori in commercio, mentre ricorda molto di più i supercalcolatori, precursori dei moderni personal computer, come ad esempio l'ENIAC.

Panoramica del Megaprocessore

Il progetto è in ogni caso un ottimo esempio di uno strumento di apprendimento poiché tutte le componenti, che generalmente sono contenute in un microprocessore di pochi centimetri quadrati, qui sono perfettamente visibili e comprensibili.

Sul suo canale YouTube, Newmann ha realizzato una serie di video in cui spiega, partendo da cosa sia un semplice transistor, fino a come più transistor vengano collegati tra di loro per creare delle porte logiche che realizzino le operazioni di aritmetica booleana: il vero cuore del processore.

Il processore è programmabile in assembly, ma non può eseguire calcoli in virgola mobile. L'output e costituito da un pannello contenente una matrice di LED, a mo' di schermo.
Grazie agli schemi presenti su ogni pannello è facile associare la corrispondenza tra i vari componenti che costituiscono l'architettura di un calcolatore e gli elementi di elettronica classica con cui vengono realizzati.

Visuale di un modulo a 8bit e relativo schema

Andando a visitare il sito dedicato al progetto troviamo due domande, con relativa risposta, che chiariscono la filosofia che ha ispirato il progetto: ossia rendere visibile ciò che di solito non è visibile. "Il Megaprocessore è un microprocessore costruito in grande. Molto in grande" si legge; e ancora, "Come tutti i processori moderni il Megaprocessore è costruito con dei transistor. Invece di usare quelli microscopici integrati su un chip di silicio, utilizza singoli transistor discreti. Migliaia di loro. E un sacco di LED".

Tutte le fasi di costruzione, di ogni singolo componente, sono ben documentate con dettagli dei vari aspetti tecnici. Infine, per dimostrare che il megaprocessore è un processore in piena regola, dopo un giro panoramico ed una breve descrizione ci si può concedere una bella partita a Tetris

Luca Algieri

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