一款售价约280美元的Xilinx Artix-7100T FPGA开发板
fpga（现场可编程门阵列）是一种可重构的微芯片——已经被证明可以运行一款用c语言编写的3d光线追踪游戏，其效率是x86 cpu的50倍，而功耗仅为后者的2%，这可能为未来编程效率的提高指明了道路。
这是由来自阿根廷的开发人员victor suarezrovere和来自宾夕法尼亚州的系统工程师julian kemmerer所完成的，文末可以下载他们所提供的白皮书pdf。
fpga采用的是artya7，一款售价约 280 美元的 xilinx artix-7100t fpga 开发板，采用 28 纳米工艺，具有 101,440 个逻辑单元（fpga 的逻辑单元包含可以实现任何逻辑功能的查找表，使芯片具有可编程性），并且它的功耗不到一瓦。它所针对的 cpu是 ryzen 7 4800h，这是一款基于 7 nm 工艺构建的八核 16 线程笔记本电脑处理器，默认 tdp 为 45w。r7 4700g 目前的售价约为 240 美元。
这款在这两个截然不同的平台上运行的游戏名为《spheres vsshapes》，在情节、角色或实际玩法方面似乎没有太多内容，但确实有很多光线追踪，比如一个闪亮的金属球在棋盘般的环境中弹跳，这反映在它闪亮的球形表面上。
两个平台都以1080p和每秒50帧的速度渲染游戏，但fpga使用660毫瓦，而r7需要35w，相差53倍。据推测，如果fpga使用与cpu相同的7nm工艺，fpga的功耗可能会降低到110毫瓦。
整个事情的关键是kemmerer发明的pipeline c 和suarez。你可以在github上找到它们。游戏的像素渲染和动画逻辑是基于浮点和矢量数学运算的。所有的游戏代码都是用一种简洁的语法来表达的，可以直接转化为数字电路。他们在论文中写道：这个设计目前的目标是一块具有全高清数字视频输出的fpga板，而且这个工作流程还允许使用未经修改的源代码在普通pc上实时运行游戏。这使得开发-测试迭代的速度比传统的硬件设计工具快得多。对于相同的工作负荷，计算效率比使用现代cpu要好50倍以上，而芯片的体积要小一个数量级。
sphery vsshapes 作为一个图形演示相当不错，这意味着未来的编程是更有趣的--特别是当fpga将开始出现在amd芯片中。我们计划将整个系统移植到risc-v上，并设计一个支持流水线的开源asic，这也为微控制器的世界提供了可能性。”这些代码可以被转换成逻辑电路，在现成的cpu上运行，或者在微控制器上开发硬件/软件外设，而无需更改代码。”suarez和kemmerer在结论中写道。我们获得的结果很容易重复，因为材料很容易获得，而且不贵。
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