Швидкий погляд на сучасний ландшафт напівпровідників показує, що сектором домінують кілька гравців, через що розробка індивідуальних чипів стала сферою з надзвичайно високими витратами та тривалими термінами. Насправді, розробка складної AI system-on-chip (SoC) сьогодні легко потребує сотень мільйонів доларів і років досліджень та розробок, причому один з аналізів оцінює, що створення великого 2 nm чипа може наблизитися до $725 мільйонів, а навіть «відносно складний» 5 nm SoC може коштувати понад $500 мільйонів.
ChipForge, перший у світі децентралізований проєкт з розробки чипів, який працює на екосистемі TATSU, прагне зламати цей шаблон, відкриваючи сферу розробки чипів для глобальної спільноти учасників, головним чином шляхом поєднання блокчейн-стимулів з відкритим апаратним забезпеченням (перетворюючи розробку чипів на конкурентну, але водночас колаборативну гру).
У рамках своєї основної пропозиції «майнери» можуть подавати апаратні розробки для визначених завдань, після чого валіда́тори-колеги можуть використовувати промислові EDA (Electronic Design Automation) інструменти для перевірки функціональності, таймінгу, енергоспоживання та площі. Результатом є краудсорсинговий ринок інновацій, де інженери з усього світу можуть спільно створювати та вдосконалювати open-source компоненти чипів.
Ще важливіше, що цей мережевий підхід вирішує дилему «Edge AI», коли пристрої від телефонів до IoT-сенсорів все більше шукають розумніші та ефективніші AI-чипи.
Децентралізовано за задумом
У своїй основі ChipForge пропонує блокчейн-підмережу (Subnet SN84 на Bittensor), що дозволяє майнерам змагатися у розробці справжніх кремнієвих компонентів. На практиці це означає, що платформа періодично видає завдання (наприклад, ALU-блок або нейроакселератор), для яких зацікавлені учасники можуть завантажити специфікації та подати RTL (Verilog) розробки.
Валіда́тори, оснащені контейнеризованими EDA toolchains (Verilator, Yosys, OpenLane), можуть надалі синтезувати, моделювати та виконувати place-and-route для кожної подачі, обчислюючи стандартизовані метрики функціональності, продуктивності, площі та енергоспоживання (лише розробка з найвищим балом отримує винагороду у вигляді alpha токенів).
У результаті ChipForge гарантує глобальну доступність, де будь-який кваліфікований розробник може приєднатися до завдання та створити новий модуль чипа, долаючи географічні та інституційні бар'єри традиційних досліджень і розробок кремнію. І оскільки кожна подача оцінюється за однаковими критеріями, далі проходять лише справді оптимізовані розробки.
Результати говорять самі за себе
Хоча ChipForge ще молодий, він вже досяг вражаючих результатів: першим великим успіхом мережі стало завершення повного RISC-V процесорного ядра з криптографічними можливостями. Воно включало базову 32-бітну цілочисельну ISA плюс розширення M (множення/ділення), C (стиснені інструкції) і K (крипто) (разом із вбудованим AES шифруванням/дешифруванням та SHA хешуванням).
Крім цього, проєкт також успішно створив надійну інфраструктуру розробки. Команда нещодавно розгорнула «платформу, готову до виробництва, з підтримкою одночасного виконання завдань» та контейнеризовані EDA сервери, що гарантує проходження всіх розробок через галузеві стандартизовані пайплайни.
Що важливо, токеноміка ChipForge винагороджує лише найкращі розробки, тому майнінгові команди змушені зосереджуватися на компактних та ефективних рішеннях, що створило цикл розробки з орієнтацією на спільноту.
Прискорення інновацій у сфері ‘Edge-AI’
Час появи ChipForge не міг бути кращим, оскільки попит на Edge AI (тобто технології, де алгоритми машинного навчання обробляються безпосередньо на пристрої) зріс до вражаючих $733 мільярдів. Навіть провідні хмарні та пристроєві компанії зробили ставку на індивідуальні кремнієві рішення: Google, Amazon, Microsoft та NVIDIA вже впровадили відкриті ISA.
Таким чином, для мільярдів edge-смартфонів, носимих пристроїв, автономних роботів і камер ChipForge вирішує проблеми енергоефективності та затримки, одночасно готуючись до ще амбітніших цілей у найближчому майбутньому. Для початку компанія планує перевести розробки з FPGA-прототипів на справжній кремній (використовуючи програми на кшталт Google’s OpenMPW shuttles), а також розширити свої функції безпеки у постквантову епоху.
На цей момент поточне RISC-V ядро вже інтегрувало критично важливі криптофункції (AES, SHA), а команда планує додати квантово-безпечне шифрування до майбутніх розробок. Тому, з огляду на те, що продажі AI-чипів зростатимуть більш ніж на 15% щорічно протягом наступних 3 років, модель ChipForge цілком може стати «домом» для процесорів AI наступного покоління на пристроях, поєднуючи рух open-source із передовими досягненнями кремнієвих технологій. Попереду цікаві часи!
