トランジスタ1つから順番にステップアップしてGPUを組み立てるゲーム「Mvidia」をプレイしてみた

Mvidiaは楽しく遊びながらどうやってGPUの回路が構成されているのかを学べるゲームとのこと。実際にプレイしてどんなゲームなのかを確かめてみました。

Mvidia
https://jaso1024.com/mvidia/

スタート画面にCEOからの手紙が表示されています。「Mvidiaへようこそ！履歴書には『ソフトウェアエンジニア』と書いてありましたが、正直なところ、ハードウェア担当の方が必要なんです。でもご安心ください、すぐに慣れますよ。まずは基本から始めましょう。トランジスタを発注しました」とのこと。「START」をクリックします。

ステージが表示されました。まずは「1.1」の「The Switch」に挑戦してみます。

ステージを開くと再びCEOからの手紙が表示されました。今回のステージではNMOSトランジスタの動きについて学ぶとのこと。「GOT IT」をクリック。

NMOSトランジスタの真理値表が表示されます。NMOSトランジスタには「Gate」「Source」「Drain」という3つのノードがあり、Gateに信号が来ている時はSourceの信号をDrainに流し、Gateに信号が来ていなければ「切断(Z)」状態になるとのこと。「GOT IT」をクリックします。

「VDD」の説明が表示されました。VDDは常に「1」の信号を送るとのこと。「GOT IT」をクリック。

逆に「GND」は常に「0」になると考えればOKです。「GOT IT」をクリックします。

ようやくゲーム画面になりました。右端に「TESTS」という項目があり、このTESTSの項目に従うように回路を設計すれば良さそうです。今回は入力が「0」の時に切断状態である「Z」になり、入力が「1」の時に「0」になるようにすればOKとのこと。

さっそくコンポーネントを配置します。「NMOS」をドラッグ＆ドロップで中央に追加。

その他のコンポーネントも配置して回路をつないでみました。入力ノードである「In」をクリックすると入力信号が切り替わるので、ちゃんと正しい信号が出力ノードである「Out」に流れていることを確認して「RUN TESTS」をクリックします。

みごとステージをクリアしました。「NEXT LEVEL」をクリックして次のステージへすすみます。

今度は「PMOS」トランジスタについて学ぶそう。CEOはNMOSの逆だと話しています。「GOT IT」をクリック。

PMOSの真理値表が表示されました。今度はGateが0の時に信号を通し、Gateが1の時に切断状態になるとのこと。確かにNMOSトランジスタの逆と言えそうです。「GOT IT」をクリックします。

出力するべき内容も逆になっていました。

コンポーネントを配置して回路を接続した後にPMOSトランジスタをクリックすると、現状での真理値表が右上に表示されました。今後複雑な回路を構成する段階で非常に役立ちそうな機能です。真理値表の表示内容で問題無さそうなので「RUN TESTS」をクリック。

無事ステージをクリアしました。

ステージを2つクリアしたことで次のステージが解放されました。こうしてステージを進めていくことで、自然とGPUの内部でどんな回路が使われているのかを理解できるというわけです。

Mvidiaは全5章の構成予定とのこと。記事作成時点では第1章と第2章の合計48ステージをプレイ可能となっています。