V-Core

The Bare Metal of Agentic AI.

📖 项目简介

V-Core (Virtual Von-Neumann Core) 是一种基于冯·诺依曼计算机体系结构的大模型 Agent 系统架构。

核心创新

将 LLM 系统从"软件/操作系统"层面下沉到"硬件体系结构"层面进行设计：

LLM 作为 CPU：将大模型降级为纯粹的执行单元，而非决策者
文件系统作为内存：RAM Disk 提供微秒级访问速度
工具作为外设：通过标准化驱动模型接入系统
CISC 宏指令：应对 API 调用的"速度倒挂"问题

与传统 Agent 框架的区别

维度	传统 Agent 框架	V-Core
隐喻层级	软件层 / OS 层	硬件体系结构层
LLM 角色	内核 / 决策者	CPU / 执行者
控制权	LLM 控制一切	调度器控制 LLM
可替换性	LLM 深度耦合	LLM 可随时替换

✨ 核心特性

🎯 精确控制：通过指令集精确控制 LLM 行为
⚡ 高性能：异步设计、多核并发、DMA 机制
🔌 可扩展：驱动模型支持动态添加外设
🔄 可替换：支持多种 LLM API 后端
🛡️ 健壮性：完善的中断和错误恢复机制

🏗️ 架构概览

┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                        CPU (LLM API)                        │
│                      [秒级延迟，最慢]                         │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘
                              │
                              │ System Bus (HTTP)
                              ↓
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                   主板 (Rust + tokio)                        │
│  ┌─────────────┐  ┌─────────────┐  ┌─────────────┐          │
│  │   调度器    │  │ 总线控制器  │  │ 中断控制器  │          │
│  └─────────────┘  └─────────────┘  └─────────────┘          │
│  ┌─────────────────────────────────────────────────────┐    │
│  │                    北桥 (高速组件)                    │    │
│  │  内存控制器 │     MMU      │   L1 Cache   │          │    │
│  └─────────────────────────────────────────────────────┘    │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘
                              │
                              │ Peripheral Bus (gRPC)
                              ↓
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                 南桥 (Python Daemon)                         │
│  ┌─────────────┐  ┌─────────────┐  ┌─────────────┐          │
│  │    ALU     │  │  工具管理器  │  │  RAG 模块   │          │
│  └─────────────┘  └─────────────┘  └─────────────┘          │
│  ┌─────────────────────────────────────────────────────┐    │
│  │                    外设驱动                           │    │
│  │  网络搜索  │  网页爬虫  │  代码执行  │  文件I/O      │    │
│  └─────────────────────────────────────────────────────┘    │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘
                              │
                              │ DMA Bus
                              ↓
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                      存储层次                                │
│  ┌─────────────┐  ┌─────────────┐  ┌─────────────┐          │
│  │  L1 Cache   │  │  RAM Disk   │  │  Vector DB  │          │
│  │  (语义缓存)  │  │   (tmpfs)   │  │  + SQLite   │          │
│  └─────────────┘  └─────────────┘  └─────────────┘          │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘

📁 项目目录结构

v-core/
├── README.md                   # 项目说明（本文件）
├── LICENSE                     # MIT 许可证
│
├── docs/                       # 📚 架构文档
│   ├── docs_plan.md            # 文档规划
│   ├── RFC-00-项目总览与文档索引.md
│   ├── RFC-01-设计哲学与架构原理.md
│   ├── RFC-02-计算核心架构.md
│   ├── RFC-03-指令集架构.md
│   ├── RFC-04-存储体系结构.md
│   ├── RFC-05-系统总线协议.md
│   ├── RFC-06-主板与芯片组架构.md
│   ├── RFC-07-流水线与执行引擎.md
│   ├── RFC-08-进程与调度模型.md
│   ├── RFC-09-中断系统.md
│   ├── RFC-10-ALU与协处理器.md
│   ├── RFC-11-外设与IO子系统.md
│   ├── RFC-12-工程规范与部署.md
│   ├── RFC-13-用户指南.md
│   ├── RFC-14-建设与维护指南.md
│   └── RFC-15-术语表与参考映射.md
│
├── config/                     # ⚙️ 配置文件
│   ├── default.yaml            # 默认配置
│   ├── development.yaml        # 开发环境配置
│   └── production.yaml         # 生产环境配置
│
├── crates/                     # 🦀 Rust Crates
│   ├── vcore-motherboard/      # 主板核心
│   │   ├── Cargo.toml
│   │   └── src/
│   │       ├── lib.rs
│   │       ├── main.rs
│   │       ├── scheduler/      # 调度器
│   │       ├── bus_controller/ # 总线控制器
│   │       ├── interrupt/      # 中断控制器
│   │       └── process_manager/# 进程管理器
│   │
│   ├── vcore-northbridge/      # 北桥模块
│   │   ├── Cargo.toml
│   │   └── src/
│   │       ├── lib.rs
│   │       ├── memory_controller/
│   │       ├── mmu/
│   │       └── cache/
│   │
│   ├── vcore-scheduler/        # 调度器
│   │   ├── Cargo.toml
│   │   └── src/
│   │       ├── lib.rs
│   │       ├── algorithm.rs    # 调度算法
│   │       └── context_switch.rs
│   │
│   ├── vcore-bus/              # 总线协议
│   │   ├── Cargo.toml
│   │   └── src/
│   │       ├── lib.rs
│   │       ├── message.rs      # 消息定义
│   │       ├── arbiter.rs      # 仲裁器
│   │       └── error.rs        # 错误处理
│   │
│   ├── vcore-memory/           # 内存管理
│   │   ├── Cargo.toml
│   │   └── src/
│   │       ├── lib.rs
│   │       ├── ramdisk.rs      # RAM Disk 接口
│   │       ├── allocator.rs    # 内存分配器
│   │       └── gc.rs           # 垃圾回收
│   │
│   ├── vcore-interrupt/        # 中断控制器
│   │   ├── Cargo.toml
│   │   └── src/
│   │       ├── lib.rs
│   │       ├── handler.rs      # 中断处理
│   │       └── vector_table.rs # 中断向量表
│   │
│   └── vcore-proto/            # Protocol Buffers
│       ├── Cargo.toml
│       └── src/
│           ├── lib.rs
│           └── generated/      # 生成的代码
│
├── python/                     # 🐍 Python 模块
│   └── vcore/
│       ├── __init__.py
│       ├── py.typed            # 类型标记
│       │
│       ├── southbridge/        # 南桥模块
│       │   ├── __init__.py
│       │   ├── daemon.py       # 守护进程
│       │   ├── grpc_server.py  # gRPC 服务
│       │   └── config.py       # 配置
│       │
│       ├── alu/                # ALU 模块
│       │   ├── __init__.py
│       │   ├── calculator.py   # 计算器
│       │   ├── executor.py     # 代码执行器
│       │   └── sandbox.py      # 沙盒环境
│       │
│       ├── peripherals/        # 外设驱动
│       │   ├── __init__.py
│       │   ├── base.py         # 基类
│       │   ├── web_search.py   # 网络搜索
│       │   ├── web_crawler.py  # 网页爬虫
│       │   ├── file_io.py      # 文件 I/O
│       │   └── code_exec.py    # 代码执行
│       │
│       ├── tools/              # 工具模块
│       │   ├── __init__.py
│       │   ├── rag.py          # RAG 模块
│       │   ├── decoder.py      # 译码器
│       │   └── compressor.py   # 压缩器
│       │
│       └── proto/              # 生成的 Proto 代码
│           ├── __init__.py
│           └── generated/
│
├── proto/                      # 📦 Protocol Buffers 定义
│   ├── bus.proto               # 总线消息
│   ├── alu.proto               # ALU 服务
│   └── peripheral.proto        # 外设服务
│
├── tests/                      # 🧪 测试
│   ├── integration/            # 集成测试
│   │   ├── test_process.rs
│   │   └── test_peripheral.py
│   └── e2e/                    # 端到端测试
│       └── test_full_flow.py
│
├── scripts/                    # 🔧 脚本
│   ├── setup.sh                # 环境设置
│   ├── build.sh                # 构建脚本
│   ├── test.sh                 # 测试脚本
│   └── deploy.sh               # 部署脚本
│
├── docker/                     # 🐳 Docker 配置
│   ├── Dockerfile.motherboard  # 主板镜像
│   ├── Dockerfile.southbridge  # 南桥镜像
│   └── docker-compose.yaml     # 编排配置
│
├── Cargo.toml                  # Rust 工作空间配置
├── Cargo.lock                  # Rust 依赖锁定
├── pyproject.toml              # Python 项目配置
└── .gitignore                  # Git 忽略配置

🚀 快速开始

环境要求

组件	版本要求
Rust	1.70+
Python	3.10+
Docker	24.0+
Docker Compose	2.20+

安装步骤

# 1. 克隆仓库
git clone https://github.com/vcore/v-core.git
cd v-core

# 2. 安装 Rust 依赖
cargo build

# 3. 安装 Python 依赖
pip install -e ".[dev]"

# 4. 启动服务
docker-compose up -d

# 5. 验证服务
curl http://localhost:8080/health

第一个任务

from vcore import VCoreClient

# 创建客户端
client = VCoreClient("http://localhost:8080")

# 创建进程
process = client.create_process(
    name="hello-world",
    description="我的第一个 V-Core 任务"
)

# 执行指令
result = process.execute("""
# INSTRUCTION: COMPUTE

## TASK
计算 1 到 100 的和

## OUTPUT_FORMAT
{
    "sum": "number"
}
""")

print(result)  # {"sum": 5050}

📖 文档导航

架构文档 (RFC)

文档	描述
RFC-00	项目总览与文档索引
RFC-01	设计哲学与架构原理
RFC-02	计算核心架构
RFC-03	指令集架构 (ISA)
RFC-04	存储体系结构
RFC-05	系统总线协议
RFC-06	主板与芯片组架构
RFC-07	流水线与执行引擎
RFC-08	进程与调度模型
RFC-09	中断系统
RFC-10	ALU 与协处理器
RFC-11	外设与 I/O 子系统
RFC-12	工程规范与部署
RFC-13	用户指南
RFC-14	建设与维护指南
RFC-15	术语表与参考映射

🛠️ 开发指南

构建项目

# 构建 Rust 组件
cargo build --release

# 构建 Python 组件
pip install -e ".[dev]"

# 生成 Protocol Buffers 代码
./scripts/build-proto.sh

# 构建所有
./scripts/build.sh

运行测试

# Rust 测试
cargo test

# Python 测试
pytest

# 所有测试
./scripts/test.sh

代码规范

Rust: 使用 rustfmt 和 clippy
Python: 使用 ruff 和 mypy
Commit: 遵循 Conventional Commits

🤝 贡献指南

我们欢迎所有形式的贡献！

贡献方式

方式	描述
代码贡献	提交 PR 修复 bug 或添加功能
文档贡献	改进文档、添加示例
问题反馈	提交 Issue 报告 bug 或建议
讨论参与	参与 GitHub Discussions

开发流程

Fork 仓库
创建特性分支 (git checkout -b feature/amazing-feature)
提交更改 (git commit -m 'feat: add amazing feature')
推送分支 (git push origin feature/amazing-feature)
创建 Pull Request

📄 许可证

本项目采用 MIT 许可证。

🙏 致谢

V-Core 的设计受到以下工作的启发：

CoALA - 认知架构框架
MemGPT - 虚拟内存概念
AIOS - LLM Agent 操作系统

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V-Core

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核心创新

与传统 Agent 框架的区别

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Name		Name	Last commit message	Last commit date
crates		crates
docs		docs
proto		proto
python		python
.gitignore		.gitignore
Agent-Computer-架构启发式讨论.md		Agent-Computer-架构启发式讨论.md
Cargo.toml		Cargo.toml
Makefile		Makefile
README.md		README.md

Latest commit

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