# Kazeia-Engine

Moteur d'inférence LLM Snapdragon 8 Elite **sans conversion `.pte`** : charger
GGUF directement, NPU pour le prefill, CPU pour le decode. Mono-tablette,
local-first, sans root. Bench-driven : aucune décision sans chiffre reproductible.

## Cibles & gabarits
- **Qwen3-4B** (dense, attn pleine) — tourne déjà sous ExecuTorch : decode 14-21 tok/s, TTFT 190 ms. **Réf à approcher.**
- **Qwen3.5-4B** (hybride DDDA×8 : 24 DeltaNet + 8 FullAttn, GDN, conv1d, SSM, head_dim 256, vocab 248k, tied embeds) — ExecuTorch ne sait pas l'exporter proprement. C'est lui qu'il faut bien faire tourner. Empreinte mémoire mini = priorité.

## Verdict R&D (issu de briques + bench, ne PAS refaire l'erreur)
Sur SM8750, Qwen3.5-4B-Q4_0, **decode M=1 = memory-bandwidth bound**, pas compute. Mesures :
| Voie | Decode | Prefill | Statut |
|---|---:|---:|---|
| llama.cpp CPU NEON (`-dev none`) | **16.5 tok/s** | 75 | stable, ~67% BW |
| llama.cpp CPU+Hexagon auto | 16.5 | **159** | stable — prefill HMX |
| llama.cpp Hexagon-only | 3.6 | — | DSP seul = perdant decode |
| briques DSP-first custom | 5.3 | 26 | crash ~12min, abandonné |
→ **Angle = NPU prefill / CPU decode, exactement ce que fait llama.cpp+chraac.** Tout DSP-first sur decode plafonne (~5 tok/s) ; gros vocab + tied embeds bloque spec-dec. CPU NEON bat le HVX 3.4× sur Q6_K M=1. Bonus DDDA : 75% des couches O(1) → decode stable en long contexte.

## Base = llama.cpp upstream master (ne PAS forker chraac)
Upstream `ggml-org/llama.cpp` a le backend Hexagon officiel Qualcomm : `libggml-hexagon` (CPU) + HTP `libggml-htp-v79.so` (notre V79), sélection auto runtime, actif (avril 2026: Linux NPU, cumsum, argsort, op-batching). chraac = fork perso superseded. Decode CPU NEON mûr déjà là.
- ExecuTorch — référence à dépasser, pas dépendance.
- `briques-archive/` + mémoires `project_briques_qwen35*` — pièces : pièges V79 0x2e, q4x4x2/Q6_K valign, oracle ggml. À ne pas refaire DSP-first.
- HW: i8mm+bf16+dotprod, **PAS de SVE** ; LPDDR5x ~77 GB/s, CPU ~25.

## Le seul vrai trou = prefill GDN Qwen3.5 sur Hexagon
- Qwen3-4B prefill → HTP standard, flag de build, livré (159 tok/s). Qwen3.5 decode → CPU récurrent, livré. Qwen3.5 prefill: 8 FullAttn → HTP, 24 GDN → scan chunkwise, **pas de kernel HTP** (GDN fusionné = CUDA/Vulkan only). Decode toujours CPU pour les deux, verrouillé.
- ⚠ `to_delete/llama.cpp` a déjà `qwen3next` + `ggml_backend_hexagon_qwen35_compile` : amorce GDN-HTP existante → BENCHER avant d'écrire un kernel.
- Charge Kazeia: prefill 500-2000 tok/tour, CPU ~75 → 7-27s, HTP → 3-13s. Utile, pas vital.

## Identité = faire tourner Qwen3.5-4B bien (tranché Richard, ambition haute)
Pas l'intégration minimale. Cible: Qwen3.5-4B near-ExecuTorch sur Pad3, mémoire mini, sans .pte. Decode=CPU verrouillé (16.5 tok/s, acquis). Bataille = prefill: pousser les 24 GDN sur HTP. Kernel GDN-HTP = sujet R&D, frontière kernel (aide assistant partielle: structure/debug, pas micro-optims bit-exactes).
1. Rebuild upstream master + ggml-hexagon, valider htp-v79 + run 3.5-4B end-to-end CPU.
2. **Bencher `qwen35_compile` HTP existant**: 0%, partiel ou OK? décide écrire-vs-finir kernel.
3. Baseline prefill GDN CPU à battre. Mémoire <4 GB Q4_0/Q6_K-embeds. Itérer kernel si gap.

Source: `/opt/Kazeia/to_delete/llama.cpp` = upstream ggerganov + ggml-hexagon + htp + qwen35_compile, commit f0fe1058b. Backend Hexagon prod: libggml-hexagon (CPU) + libggml-htp-v79 (auto). Session HTP plafond 3.5GB → NDEV multi-device si >. NDK r27d, Hexagon SDK 6.5.0.0. Rebuild en cours.

## Limite assistant
R&D LLM frontière (kernels HVX bit-exacts, quant) = aide partielle, je le dis au cas par cas.
GGUF/llama.cpp archivés vers `/opt/Kazeia/to_delete`. Git local: commits réguliers. — Richard & Damien.

## Mesures 24/05 (build f0fe1058b, Pad3, Q4_0)
prefill HTP pp128=44 / decode CPU tg16=13.4 ; HTP decode=4.4, CPU prefill pp32=18.5. → split prefill-HTP/decode-CPU OK, qwen35_compile HTP fonctionne. cli boucle (76min/0tok) — bench OK. Cible: pousser prefill 44→. Staging tablette: /data/local/tmp/kz-engine.

## Verdict 24/05 (mesure honnête, pp égal)
prefill pp32/128/512: CPU 18.5/18.7/18.7 (PLAT), HTP 18.5/44/47. HTP ×2.5 reel a pp512. GDN HTP = decode-only (ggml-hexagon.cpp:2284 "n_tokens!=1 -> CPU fallback"). Prefill GDN sur CPU serie = ancre. Kernel GDN-prefill chunked HTP = le sujet B, gros gain (FA/FFN HTP pourraient ~159). cli boucle = bug runtime aval, PAS compile (bench=meme graphe). Decode tranche, prefill = chantier.

## pp1024 + bornes GDN (24/05)
HTP pp512=45/pp1024=45 plat: partie batchable saturee des pp128 (ne prouve PAS la taille du GDN). CPU 18.7=53.5ms/tok modele entier (PAS GDN isole). HTP 22.2ms = GDN_cpu+R_htp, donc GDN_cpu<22.2 borne haute. Recompense B-2 entre ~62 et ~160 t/s selon GDN_cpu non mesure. Profiler HTP (GGML_HEXAGON_PROFILE+OPSYNC) inerte: cli pend AU prefill, bench masque DEBUG. Mesurer GDN_cpu = prerequis avant engager kernel; debloquer cli ouvre le profiler. Existence B chiffree, recompense NON.

## Bug cli localise (24/05)
cli prompt court -ngl99 HTP: REPOND, FR coherent (4B-Q4_0 qualite OK). Hang seulement gros prefill: HTP unaccounted=17592186042685 (2^44, underflow size_t buffer) = bug multi-ubatch, PAS init/handoff. CPU -dev none court: abort llama_params_fit (2e bug distinct). bench OK car 1 ubatch. Qualite franchie -> B-2 garde sens. Reste: GDN_cpu via bench rebuild DEBUG.

## Correctif methode (24/05)
GGML_HEXAGON_OPFILTER N EXISTE PAS (invente). OPMASK=phase (SKIP_QUANTIZE/COMPUTE/QUEUE) global, pas par-op. GDN_KERNEL=0 = decode only. => pas d isolation GDN_cpu sans rebuild. Voie propre: bench rebuild DEBUG -> profiler total+Reste_htp meme run, GDN_cpu=total-Reste_htp (thermals neutres). Bug1 unaccounted 2^44 = underflow size_t buffer HTP >1 ubatch, fix borne, a lever pour pp512 RAG. Bug2 llama_params_fit abort -dev none = 3e chemin CPU casse, upstream, hors A/B. Qualite: PRE-validee 1 run reasoning, protocole FR a faire.

## Optim prefill Qwen3.5-4B (24/05)
Sweep ngl: 0=18.7/8=19/16=18/24=23/32=33/99=45 -> monotone, full offload gagne. Sweep t/b @ngl99: t8+b512=49.9 (best,+11%), t6=46.6, t4=41. CPU threads portent GDN-CPU+ amorti b512. OPTIMUM prefill = ngl99/t8/b512=49.9. decode reste CPU. Pas de compromis partiel. Plafond 50 = GDN-CPU; lever B-2 pour >.

## Profil HTP prefill (24/05)
GATED_DELTA_NET ABSENT du profil HTP = GDN 100% CPU confirme. HTP top: CONT(copies) 4.6s, SSM_CONV 2.9, MUL_MAT 2.9, REPEAT, CPY. opsync gonfle, GDN_cpu = residu sale (~total-Reste), facteur 2.5 non leve net. Fait dur: 24/32 couches GDN hors NPU = sujet B-2. CONT/copies = overhead a tailler aussi. prefill 48.9.

## Chantier1 clos: prefill pp2048=46 sain, hang cli only (lib OK pour Kazeia/JNI)

## Note: gen lente cli = decode sur HTP (pas le fix)
-dev HTP0 garde decode sur NPU = 3-4 t/s + reasoning 200tok = 0.6 t/s percu. Vrai: prefill HTP 58 / decode CPU 13 (-dev none). cli mono-device, ne splitte pas. Cible = JNI prefill HTP -> bascule decode CPU. 0.6 t/s = artefact bench, pas perf.

## Mesure split reference (Qwen3.5-4B-Q4_0, GDN-HTP fixe)
prefill HTP=55.5 / decode CPU=15.3 t/s. ~512tok prefill 9s + 64tok 4s = 13s reponse. cli lent=mono-device; JNI bascule prefill HTP->decode CPU. B-2 etape1 bit-correct livre.

## Comparatif 4B Q4_0 (24/05)
Qwen3-4B Engine: prefill HTP 103 / decode CPU 17. Qwen3.5-4B: 55/15. ExecuTorch Q3-4B: ~451/14-21 pte 3.3GB. Engine GGUF 2.2-2.4GB. Decode = ExecuTorch sans pte+mem-. GDN coute 2x prefill (55 vs 103) = cible HVX. Qwen3.5 justifie par qualite+DDDA.

## Prefill 3.5: leviers gratuits satures
HMX on/off=54.7 identique, b1024=54.7 -> GDN scalaire = ancre (pas matmul). Plafond=~103 (dense). Levier unique = GDN HVX chunkwise (semaines, bit-exact frontiere). state f16 modere. decode 15 fige (BW). B-2 phase2 = HVX.

## Plafond prefill: HVX deja actif, inutile (55.5=55.9 scalar=hvx)
Mur = dependance serielle 512tok, pas calcul. HVX inner-dot ~0 gain. Cap 55 = recurrence. Seul levier = chunkwise GDN (delta rule matricielle->HMX->~100), changement algo, semaines, bit-exact frontiere. Aucun gain rapide. decode 15 fige.

## 9B + verdict gros modeles (24/05)
Qwen3.5-9B-Q4_0: prefill HTP 41 / decode CPU 8.4 / 5GB. 30B-A3B Q3 13GB=OOM (11.7 dispo). 35B FP8/Int4 non-GGUF+ne tient pas. Plafond tablette: 9B seul ou 9B+4B parallele. MoE hors-jeu. Decode BW: 4B=15,9B=8.4. Fix GDN s applique au 9B.

## Cascade 9B+Guard4B = PASSE (24/05)
Speaker 9B 5GB + Thinker Guard-4B 2.5GB = 7.5GB co-resident, 8GB libre. Guard-8B(4.5)+9B=9.5GB ok aussi. +TTS/STT 2GB OK. Guard=qwen3 dense pref22/dec11; 9B pref41/dec8.4. Cascade ~2s+5-8s. Tient sur 16GB. vs 30B/35B OOM.

## Cascade speed/qualite (24/05)
9B+Guard4B: thinker dec11/speaker8.4, 7.5GB, ~9s/tour. 9B+Guard8B: 7.2/8.4, 9.5GB, ~11s. Les 2 FR coherent. Reco=Guard4B (marge+vitesse). Texte cote-a-cote: cli/completion instables (DSP mapping fail satur), vraie eval qualite = harness JNI. fits confirmes.

## Cmp 4B vs 9B: signal partiel
9B analyse + riche, 4B quasi-vide. Les 2 comprennent FR. Mais cli=decode HTP 0.6t/s + reasoning anglais, /no_think ignore -> eval FR propre IMPOSSIBLE en shell. Reco 9B qualite, 4B RAM. Vrai cmp = JNI (decode CPU+template). Prouve sur 4 runs.

## Fix moteur cascade: --reasoning-budget 0 (24/05)
BUG=enable_thinking default true -> /no_think ignore -> ramble anglais. FIX: --reasoning-budget 0 (arg.cpp:3061). Prouve: 4B->FR bref coherent "Je suis desole que tu te sens ainsi". Batch shell A/B reste impossible (HTP decode 0.6, EOS variable). Vrai cmp 4B vs 9B = JNI: decode CPU+template+budget0. Engine OK, cascade tient RAM.

## Comparatif FR reel (budget0, HTP, pty) 24/05
9B>4B net: 9B posture psy juste+empathie; 4B inverse role/sentences generiques. Engine OK, FR coherent. Capture: adb direct=pty -> -st marche; script=pas tty. Reco 9B speaker. Thinker bullets + system bref a brancher pour cadrer. JNI = vrai pipeline.

## Empreinte .pte vs engine
4B: pte 3.3GB/~4.4ION vs engine 2.4GB (-30%). 8/9B: pte8B 5.9GB vs engine9B 5.0GB (-15%). 9B inexistant en pte. GGUF mmap pageable, pte=tout ION 3.5GB/sess. Cascade 9B+Guard4B engine 7.5 vs pte ~10. Engine + leger + flexible.
