add slids
[libreriscv.git] / shakti / m_class / libre_riscv_chennai_2018.tex
index 1b0e49257f2103d7e18789dcf029dde1caefc082..dca9e9b8fb5b855d948d915f87b3044eaceb14d7 100644 (file)
@@ -79,7 +79,7 @@
 }
 
 
-\frame{\frametitle{Does what we want already exist?}
+\frame{\frametitle{Does what we want already exist? Surely this is nonsense!}
  \begin{center}
   \includegraphics[height=2.4in]{nolibresocs.jpg}\\
   {\bf Analysis of SoCs over the past 7+ years (answer: no)}
 }
 
 
-\frame{\frametitle{What's the problem?}
+\frame{\frametitle{Breakdown of non-existence of fully-Libre SoCs}
 
  \begin{itemize}
    \item {\bf iMX6}: Libre bootable, Vivante 3D GPU (libre etnaviv)
             but proprietary VPU (and a power-hungry Cortex A9)
        \item {\bf Allwinner SoCs}: mostly Libre bootable,
-             VPU reverse-engineered; GPU: MALI or PowerVR (i.e. proprietary)
+             VPU reverse engineered; GPU: MALI or PowerVR (i.e. proprietary)
        \item {\bf Rockchip SoCs}: good but using MALI or PowerVR.
        \item {\bf TI OMAP}: good but using PowerVR.  and expensive.
        \item {\bf Samsung}: good but using MALI.
-       \item {\bf Ingenic jz4775 }: GREAT! performance
+       \item {\bf Ingenic jz4775}: GREAT! performance
                  sucks (1ghz MIPS32).
-       \item {\bf Broadcom SoCs }: Cartelled. and boots from the VPU
+       \item {\bf Broadcom SoCs}: Cartelled. and boots from the GPU
   \end{itemize}
   {\it Basically there does not exist one single commercial SoC that
    provides full source code for all functions (CPU, GPU, VPU)
-   with modern performance.  Note: All of them sponge off of Open Source}
+   with modern performance. Which is kinda bizarre if you think about it}
+}
+
+
+\frame{\frametitle{What would a good (Libre) boring, mundane SoC have?}
+
+ \begin{itemize}
+   \item Cover a lot of different scenarios (embedded, tablets, industrial,
+         netbooks, crypto-currency mining).
+       \item Decent performance with high efficiency.  RISC-V: 40 \%
+                 more efficient than ARM / Intel.  Shakti a good
+             candidate: 2.5ghz and 120mW per core @ 22nm.
+       \item 1080p video: y'all gotta watch cute kittens on youtube, right?
+       \item 3D GPU: y'all gotta play Angri Burds, right? (or Minecraft)
+       \item No spying back-door co-processors (to steal crypto-wallets)
+       \item No Spectres, no Meltdowns.
+  \end{itemize}
+  {\it Basically quite boring and mundane.  No Monster Performance,
+   no AI stuff, no special sauce. Just a plain-old SoC,
+   40\% more power efficient than ARM/Intel,
+   and not spying on end-users, that's all}
 }
 
 
    \item Without a desirable product or customer(s): err... you don't.\\
             (cf: definition of Business)
    \item By not having high NREs (leveraging back-to-back deals,
-            and helping others fulfil their needs)
+            and helping others fulfil their needs and goals)
   \end{itemize}
   {\it Detachment from the goal also helps. If someone else makes this
-   product then GREAT! I can go do something else}
+   product then GREAT! I can go do something else}\\
+   \vspace{4pt}
+  {\bf Main point: please do not automatically assume Ethical and Libre is
+   non-commercial. It's not nice, and it's not helping }
 
 }
 
    \item Customer entrapment (through proprietary software).\\
          Strong business case for not entrapping customers:\\
             https://tinyurl.com/most-productive-meeting-ever
-   \item Funding, endorsing, supporting or otherwise empowering
-             unethical Companies, Organisations and Individuals.\\
+   \item Funding, endorsing, supporting or empowering unethical
+         Companies, Organisations, Cartels and Individuals.\\
             (cf: definition of an ethical act).
        \item Being totally inflexible / unrealistic.  Goals have
             to be met: it's no good being an idiot about that. e.g. if
 }
 
 
+\frame{\frametitle{Proprietary vs Libre-licensed Interface HDL}
+
+ \begin{itemize}
+   \item DDR3/4: challenging! \$1m for single-use, single instance.\\
+         Symbiotic EDA: \$600k for PHY; CERN developed a Controller\\
+         http://libre-riscv.org/shakti/m\_class/DDR/
+   \item HyperRAM (JEDEC xSPI): lower risk than DDR3/4\\
+          http://libre-riscv.org/shakti/m\_class/HyperRAM/
+   \item RGMII: several available (saves \$50k)\\
+          http://libre-riscv.org/shakti/m\_class/RGMII/
+   \item UART, SPI, I2C, PWM, SD/MMC: all libre (except eMMC).
+   \item Shakti Group has FlexBus, QuadSPI, SRAM, many more.
+   \item RGB/TTL: R. Herveille (SSD2828, SN75LVDS83b, TFP410a)
+  \end{itemize}
+  {\it Basically there's no compelling reason to spend vast sums
+   on proprietary HDL.  Sorry Cadence / Mentor / Synopsis / whoever}
+}
+
+
+\frame{\frametitle{Challenging Stuff [1] - Memory Interfaces}
+
+ \begin{itemize}
+   \item DDR3/4 PHYs are analog and very high speed.
+                  Impedance training.  Extreme timing tolerances on parallel buses.\\
+                  No surprise they cost USD \$1m and above.
+   \item Symbiotic EDA will do (Libre) PHY layout for USD \$300k,
+            time to completion for chosen geometry: 8-12 months.
+  \end{itemize}
+   {\it Silicon-proven but still risky.  What are the alternatives?}
+   \vspace{4pt}
+ \begin{itemize}
+   \item 133mhz 32-bit SDRAM (um...) maybe even FlexBus?
+   \item HyperRAM (aka JEDEC xSPI) 8-bit SPI 166mhz or DDR-300.\\
+          300mbyte/sec for only 13 wires, not bad!  (We'll take several)\\
+          http://libre-riscv.org/shakti/m\_class/HyperRAM/
+   \item HMC: insanely fast, very low power.  OpenHMC (LGPL)
+          https://opencores.org/project/openhmc
+  \end{itemize}
+}
+
+
+\frame{\frametitle{Challenging Stuff [2] - Video Decode Engine}
+
+ \begin{itemize}
+   \item Richard Herveille's Video Core Blocks\\
+           https://opencores.org/project/video\_systems
+   \item Symbiotic EDA MP4 decoder in FPGA
+   \item H.264 seems to have been done...\\
+         https://github.com/adsc-hls/synthesizable\_h264
+   \item Really needs SIMD (or better, not-SIMD)\\
+         {http://libre-riscv.org/simple\_v\_extension/}
+   \item Definitely needs xBitManip (parallelised by Simple-V)\\
+         https://github.com/cliffordwolf/xbitmanip
+  \end{itemize}
+   {\it SIMD is insane. $O(N^6)$ opcode proliferation.  See\\
+     https://www.sigarch.org/simd-instructions-considered-harmful/ \\
+     (1): P-Ext designed for Audio. (2): Investigate RI5CY's SIMD
+   }
+}
+
+
+\frame{\frametitle{Challenging Stuff [3] - Libre 3D GPU.  Sigh.}
+
+ \begin{itemize}
+   \item Actual requirements quite modest: 30MP/s 100MT/s 5GFLOPS
+         but power/area is crucial ($2mm^2$ @ 40nm)
+   \item Nyuzi, MIAOW, GPLGPU (Number Nine), OGP.
+   \item Nyuzi based on Larrabee. Jeff Bush really helpful.
+   \item MIAOW is an OpenCL engine.  GPLGPU is fixed-function
+   \item Nyuzi lessons: Software-only rendering not enough.
+            Getting through L1 cache takes most power. Fixed functions
+            such as parallel FP-Quad to ARGB Pixel, and Z-Buffer
+            needed.
+   \item Fallback is GC800 (\$250k) {\it contact me if you can do better!}
+  \end{itemize}
+   {\it Jacob Bachmeyer's Cache-control proposal turns L1 Cache into
+   scratchpad RAM.  RVV is just too heavy (sorry!), Simple-V much
+   more light-weight and flexible ($O(1)$ ISA proliferation)
+   }
+}
+
+
 \frame{\frametitle{TODO}
 
  \begin{itemize}
 \frame{\frametitle{Summary}
 
  \begin{itemize}
-   \item TODO
+   \item Making a commercially-desirable SoC is neither academically
+         nor standard-investor sexy!  No AI. Boring. zzzz
+   \item Luckily there is an anonymous sponsor who needs an SoC that
+            doesn't exist (who knows the commercial benefits of Libre)
+   \item Shakti Group know the benefits (cost, sovereignty) of a Libre
+         Mobile-Class SoC as well (No spying on India citizens!)
+   \item A Libre GPU, even a modest performer (100T/s etc.) 
+            is the biggest technical risk/unknown (besides DDR3/4).\\
+            (fall-back is GC800. Do please help with a Libre GPU!)
+    \item DDR3/4 and eMMC are the main high-risk interfaces\\
+            (there are fall-back strategies in place)
+       \item Ultimately the strategy is all about cost reduction
+             vs risk mitigation,
+             with Libre/Ethical prioritised over "convenience"
   \end{itemize}
 }