Le projet Libre-SOC dévoilé récemment ont atteint le stade de la production du premier échantillon de test du SoC hybride CPU / GPU open source basé sur OpenPOWER dans le style du CDC 6600, dans lequel les instructions CPU, VPU et GPU ne sont pas séparées et sont proposées dans un seul ISA pour réduire la taille et la complexité de la puce.
Il s'agit du premier ASIC Power ISA entièrement indépendant en dehors d'IBM qui deviendra Silicon en 12 ans, car ellMicrowatt est passé à Skywater 130nm en mars ; cependant, il est également développé par IBM, en tant que conception de référence exceptionnellement bien faite que Libre-SOC a utilisée pour la vérification.
Le projet a été développé à l'origine sous le nom Libre RISC-V, mais il a été renommé Libre-SOC après la décision de remplacer RISC-V par OpenPOWER 3.0 Instruction Set Architecture (ISA).
Le développement de l' Libre-SOC a été financé par la Fondation NLnet, qui a alloué 400 mille euros pour créer une puce complètement ouverte cDans le cadre d'un programme de création de solutions techniques fondamentales vérifiables et fiables. La puce mesure 5.5 × 5.9 mm et comprend 130 XNUMX portes logiques.
ELe projet vise à créer un système complet, entièrement ouvert et libre de droits sur une puce (SoC) qui peut être utilisé dans les ordinateurs monocarte, les netbooks et divers appareils portables. En plus des instructions spécifiques au CPU et des registres à usage général, Libre-SOC fournit dans un seul bloc fonctionnel de processeur les capacités d'effectuer des opérations vectorielles et des calculs spécialisés inhérents au VPU et au GPU.
La puce utilise l'architecture du jeu d'instructions OpenPOWER, l'extension Simple-V avec des instructions pour vectoriser et traiter les données en parallèle, ainsi que des instructions spécialisées pour convertir en ARGB et effectuer des opérations 3D typiques.
"Nous avons développé cet ASIC sur l'architecture Power en raison de son pedigree en superinformatique et de l'engagement et de la stabilité depuis des décennies qu'IBM et d'autres membres de la Fondation OpenPOWER ont maintenu", a-t-il déclaré. Luke Kenneth Casson Leighton , développeur principal et coordinateur de projet pour Libre-SOC. "Sur cette base solide, nous pouvons construire un CPU-VPU-GPU hybride 3D fiable et efficace, et notre prochain test ASIC inclura des extensions vectorielles de style Draft Cray, SVP64."
Les instructions du GPU se concentrent sur l'utilisation avec l'API Vulkan Graphics et le VPU pour accélérer la conversion YUV-RGB et le décodage des formats MPEG1/2, MPEG4 ASP (xvid), H.264, H.265, VP8, VP9, AV1, MP3, AC3, Vorbis et Opus.
En plus que un pilote Mesa gratuit est en cours de développement qui utilise les capacités Libre-SOC pour fournir une implémentation logicielle accélérée par le matériel de l'API graphique Vulkan. Par exemple, les shaders Vulkan peuvent être traduits JIT pour exécution à l'aide d'instructions spécialisées disponibles auprès de Libre-SOC.
Dans le prochain prototype de test, ils prévoient d'implémenter l'extension SVP64 (vectorisation à longueur variable), qui permet au Libre-SOC d'être utilisé comme processeur vectoriel (en plus de 32 registres 64 bits à usage général, 128 registres pour les calculs vectoriels seront fournis). Le premier prototype ne comprend qu'un seul cœur, fonctionnant à une fréquence de 300 Mhz, mais d'ici deux ans il est prévu de lancer une version à 4 cœurs, puis une version à 8 cœurs et, à terme, une version à 64 cœurs.
Le premier lot de la puce sera fabriqué à TSMC en utilisant la technologie de processus 180 nm. Tous les développements du projet sont distribués sous licences libres, y compris des fichiers au format GDS-II avec une description de la topologie complète de la puce, de quoi démarrer notre propre production. Le Libre-SOC sera la première puce entièrement indépendante non basée sur IBM Power.
Le développement a utilisé le langage de description matérielle nMigen (HDL basé sur Python, sans utiliser VHDL et Verilog), la bibliothèque de cellules standard FlexLib du projet Chips4Makers et la boîte à outils gratuite VLSI Coriolis2 pour convertir de HDL en GDS-II.
Enfin pour ceux qui souhaitent en savoir plus, vous pouvez vérifier les détails du projet sur leur site officiel ou pour ceux qui sont intéressés par le code source peuvent consulter ceci à partir du lien ci-dessous.
source: https://openpowerfoundation.org