مشروع Libre-SOC، الذي يقوم بتطوير شريحة مفتوحة ذات بنية هجينة بأسلوب CDC 6600، حيث لتقليل حجم الشريحة وتعقيدها، لا يتم فصل تعليمات وحدة المعالجة المركزية ووحدة VPU ووحدة معالجة الرسومات وتقديمها في ISA واحد ، وصلت إلى مرحلة نقل العينة الاختبارية الأولى إلى الإنتاج. تم تطوير المشروع في الأصل تحت اسم Libre RISC-V، ولكن تمت إعادة تسميته Libre-SOC بعد قرار استبدال RISC-V ببنية مجموعة التعليمات OpenPOWER 3.0 (ISA).
يهدف المشروع إلى إنشاء نظام كامل ومفتوح تمامًا وخالي من حقوق الملكية على شريحة (SoC) يمكن استخدامه في أجهزة الكمبيوتر ذات اللوحة الواحدة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والعديد من الأجهزة المحمولة. بالإضافة إلى التعليمات الخاصة بوحدة المعالجة المركزية والسجلات ذات الأغراض العامة، يوفر Libre-SOC الإمكانات اللازمة لتنفيذ عمليات المتجهات والحسابات المتخصصة النموذجية لوحدات VPU ووحدات معالجة الرسومات في كتلة وظيفية واحدة للمعالج. تستخدم الشريحة بنية مجموعة تعليمات OpenPOWER، وامتداد Simple-V مع تعليمات التوجيه والمعالجة المتوازية للبيانات، بالإضافة إلى تعليمات متخصصة لتحويل ARGB والعمليات ثلاثية الأبعاد الشائعة.
تركز تعليمات وحدة معالجة الرسومات على الاستخدام مع واجهة برمجة تطبيقات الرسومات Vulkan، وVPU على تسريع تحويل YUV-RGB وفك تشفير MPEG1/2، وMPEG4 ASP (xvid)، وH.264، وH.265، وVP8، وVP9، وAV1، وMP3. وAC3 وتنسيقات Vorbis وOpus. يتم تطوير برنامج تشغيل مجاني لـ Mesa يستخدم إمكانيات Libre-SOC لتوفير تنفيذ برنامج تسريع الأجهزة لواجهة برمجة تطبيقات الرسومات Vulkan. على سبيل المثال، يمكن ترجمة تظليل Vulkan باستخدام محرك JIT للتنفيذ باستخدام الإرشادات المتخصصة المتوفرة في Libre-SOC.
في النموذج الأولي للاختبار التالي، يخططون لتنفيذ امتداد SVP64 (Variable-length Vectorisation)، مما يسمح باستخدام Libre-SOC كمعالج متجه (بالإضافة إلى 32 سجلًا للأغراض العامة 64 بت، سيتم توفير 128 سجلًا لحسابات المتجهات). يتضمن النموذج الأولي نواة واحدة فقط تعمل بتردد 300 ميجاهرتز، لكن من المخطط خلال عامين إطلاق نسخة رباعية النواة، ثم نسخة 4 نواة، وعلى المدى الطويل نسخة ذات 8 نواة.
سيتم إنتاج الدفعة الأولى من الرقاقة بواسطة TSMC باستخدام تقنية المعالجة 180 نانومتر. يتم توزيع جميع تطورات المشروع بموجب تراخيص مجانية، بما في ذلك الملفات بتنسيق GDS-II مع وصف للهيكل الكامل للرقاقة، وهو ما يكفي لبدء الإنتاج الخاص بك. ستكون Libre-SOC أول شريحة مستقلة تمامًا تعتمد على بنية الطاقة التي لم تنتجها شركة IBM. استخدم التطوير لغة وصف أجهزة nMigen (HDL المستندة إلى Python، دون استخدام VHDL وVerilog)، ومكتبات الخلايا القياسية FlexLib من مشروع Chips4Makers، ومجموعة أدوات Coriolis2 VLSI المجانية للتحويل من HDL إلى GDS-II.
تم تمويل تطوير Libre-SOC من قبل مؤسسة NLnet، التي خصصت 400 ألف يورو لإنشاء شريحة مفتوحة بالكامل كجزء من برنامج لإنشاء حلول تقنية أساسية يمكن التحقق منها وجديرة بالثقة. يبلغ حجم الشريحة 5.5x5.9 ملم وتتضمن 130 ألف بوابة منطقية. وهو يتألف من أربع وحدات SRAM بسعة 4 كيلو بايت ووحدة حلقة مقفلة الطور (PLL) بسرعة 300 ميجاهرتز.
المصدر: opennet.ru