O projeto Libre-SOC, que está desenvolvendo um chip aberto com arquitetura híbrida no estilo CDC 6600, no qual, para reduzir o tamanho e a complexidade do chip, as instruções de CPU, VPU e GPU não são separadas e oferecidas em um ISA , atingiu a fase de transferência da primeira amostra de teste para produção. O projeto foi originalmente desenvolvido sob o nome Libre RISC-V, mas foi renomeado Libre-SOC após a decisão de substituir o RISC-V pela arquitetura de conjunto de instruções (ISA) OpenPOWER 3.0.
O projeto visa criar um sistema em um chip (SoC) completo, totalmente aberto e livre de royalties que possa ser usado em computadores de placa única, netbooks e diversos dispositivos portáteis. Além das instruções específicas da CPU e dos registros de uso geral, o Libre-SOC fornece recursos para realizar operações vetoriais e cálculos especializados típicos de VPUs e GPUs em um único bloco funcional de processador. O chip usa a arquitetura do conjunto de instruções OpenPOWER, a extensão Simple-V com instruções para vetorização e processamento paralelo de dados, bem como instruções especializadas para conversão ARGB e operações 3D comuns.
As instruções da GPU são focadas no uso com a API gráfica Vulkan e a VPU na aceleração da conversão e decodificação YUV-RGB de MPEG1/2, MPEG4 ASP (xvid), H.264, H.265, VP8, VP9, AV1, MP3 , AC3, formatos Vorbis e Opus. Um driver gratuito está sendo desenvolvido para Mesa que usa os recursos do Libre-SOC para fornecer uma implementação de software acelerada por hardware da API gráfica Vulkan. Por exemplo, os shaders Vulkan podem ser traduzidos usando um mecanismo JIT para serem executados usando instruções especializadas disponíveis no Libre-SOC.
No próximo protótipo de teste, eles planejam implementar a extensão SVP64 (Variable-length Vectorization), permitindo que o Libre-SOC seja usado como um processador vetorial (além de 32 registros de uso geral de 64 bits, 128 registros serão fornecidos para cálculos vetoriais). O primeiro protótipo inclui apenas um núcleo rodando a 300 MHz, mas dentro de dois anos está planejado o lançamento de uma versão de 4 núcleos, depois de uma versão de 8 núcleos e, a longo prazo, de uma versão de 64 núcleos.
O primeiro lote do chip será produzido pela TSMC usando a tecnologia de processo de 180nm. Todos os desenvolvimentos do projeto são distribuídos sob licenças gratuitas, incluindo arquivos no formato GDS-II com descrição da topologia completa do chip, suficientes para iniciar sua própria produção. O Libre-SOC será o primeiro chip totalmente independente baseado na arquitetura Power não fabricado pela IBM. O desenvolvimento utilizou a linguagem de descrição de hardware nMigen (HDL baseado em Python, sem usar VHDL e Verilog), as bibliotecas de células padrão FlexLib do projeto Chips4Makers e o kit de ferramentas Coriolis2 VLSI gratuito para conversão de HDL para GDS-II.
O desenvolvimento do Libre-SOC foi financiado pela Fundação NLnet, que destinou 400 mil euros para a criação de um chip totalmente aberto no âmbito de um programa de criação de soluções técnicas fundamentais verificáveis e confiáveis. O chip tem tamanho de 5.5x5.9 mm e inclui 130 mil portas lógicas. Ele consiste em quatro módulos SRAM de 4 KB e uma unidade de loop de bloqueio de fase (PLL) de 300 MHz.
Fonte: opennet.ru