Uno sguardo rapido al panorama attuale dei semiconduttori mostra come il settore sia dominato da pochi attori, rendendo la progettazione di chip personalizzati un ambito dai costi altissimi e dai tempi molto lunghi. Infatti, progettare oggi un sofisticato sistema su chip (SoC) per l’AI richiede facilmente centinaia di milioni di dollari e anni di ricerca e sviluppo, con un’analisi che stima che lo sviluppo di un grande chip a 2 nm possa avvicinarsi a 725 milioni di dollari, mentre anche un SoC a 5 nm “relativamente sofisticato” può costare ben oltre 500 milioni di dollari.
ChipForge, il primo progetto al mondo di progettazione di chip decentralizzata, alimentato dall’ecosistema TATSU, mira a rompere questo schema aprendo il campo della progettazione di chip a una comunità globale di contributori, principalmente attraverso la fusione di incentivi in stile blockchain con hardware open-source (trasformando così lo sviluppo di chip in un gioco competitivo ma collaborativo).
Come parte della sua offerta principale, i “miner” possono inviare progetti hardware per sfide definite, dopodiché i validatori tra pari possono utilizzare strumenti EDA (Electronic Design Automation) industriali per verificare funzionalità, tempistiche, consumo energetico e area. Il risultato è un mercato dell’innovazione crowdsourced, dove ingegneri di tutto il mondo possono co-creare e perfezionare componenti di chip open-source.
Ancora più cruciale, questo approccio in rete affronta il dilemma dell’“Edge AI”, dove dispositivi dai telefoni ai sensori IoT sono sempre più alla ricerca di chip AI più intelligenti ed efficienti.
Decentralizzato per progettazione
Alla base, ChipForge offre una subnet basata su blockchain (Subnet SN84 su Bittensor), che consente ai miner di competere nella progettazione di veri componenti in silicio. In termini pratici, ciò significa che la piattaforma emette sfide periodiche (ad esempio, un blocco ALU o un acceleratore neurale) per le quali i partecipanti interessati possono scaricare le specifiche e inviare progetti RTL (Verilog).
I validatori, dotati di toolchain EDA containerizzate (Verilator, Yosys, OpenLane), possono successivamente sintetizzare, simulare ed eseguire il place-and-route su ogni proposta, calcolando metriche standardizzate per funzionalità, prestazioni, area e consumo (solo il progetto con il punteggio più alto riceve ricompense sotto forma di token alpha).
Di conseguenza, ChipForge garantisce accessibilità globale, permettendo a qualsiasi sviluppatore qualificato di partecipare a una sfida e progettare un nuovo modulo di chip, superando le barriere geografiche e istituzionali della tradizionale R&D sul silicio. E poiché ogni proposta viene valutata secondo criteri identici, solo i progetti veramente ottimizzati avanzano.
I risultati parlano da soli
Pur essendo ancora giovane, ChipForge ha già raggiunto traguardi impressionanti, con il primo grande successo della rete rappresentato dal completamento di un core processore RISC-V completo di capacità crittografiche. Includeva una ISA base intera a 32 bit più estensioni M (moltiplicazione/divisione), C (istruzioni compresse) e K (crypto), insieme a crittografia/decifratura AES integrata e hashing SHA.
Oltre a ciò, il progetto ha anche stabilito con successo un’infrastruttura di sviluppo robusta. Il team ha recentemente implementato una “piattaforma pronta per la produzione che supporta l’esecuzione concorrente delle sfide” e server EDA containerizzati, garantendo che tutti i progetti passino attraverso pipeline standard di settore.
Abbastanza importante, la tokenomics di ChipForge premia solo i progetti migliori, così i team di mining sono portati a concentrarsi su soluzioni snelle ed efficienti, un’etica che ha dato vita a un ciclo di progettazione orientato alla comunità.
Accelerare l’innovazione ‘Edge-AI’
Il tempismo dell’emergere di ChipForge non potrebbe essere migliore, dato che la domanda per l’Edge AI (cioè la tecnologia in cui gli algoritmi di machine learning vengono elaborati direttamente sul dispositivo) è salita a ben 733 miliardi di dollari. Anche le principali aziende cloud e di dispositivi hanno puntato su soluzioni in silicio su misura, con Google, Amazon, Microsoft e NVIDIA che hanno adottato ISA aperte.
Così, per miliardi di smartphone, wearable, robot autonomi e telecamere abilitati all’edge, ChipForge ha affrontato questioni persistenti relative all’efficienza energetica e alla latenza, preparandosi allo stesso tempo a obiettivi più ambiziosi nel breve termine. Per cominciare, l’azienda punta a spostare i progetti dai prototipi FPGA al vero silicio (sfruttando programmi come gli OpenMPW shuttle di Google) ed estendere le sue funzionalità di sicurezza nell’era post-quantistica.
Fino a questo punto, il suo attuale core RISC-V ha già integrato funzioni crittografiche fondamentali (AES, SHA), con il team che prevede di aggiungere la crittografia quantum-safe nei progetti futuri. Pertanto, con le vendite di chip AI in crescita di oltre il 15% annuo nei prossimi 3 anni, il modello di ChipForge potrebbe davvero diventare la “casa” dei processori AI on-device di nuova generazione, colmando così il divario tra il movimento open-source in corso e l’avanguardia della tecnologia del silicio. Tempi interessanti all’orizzonte!
