نظرة سريعة على مشهد أشباه الموصلات اليوم تظهر أن هذا القطاع تهيمن عليه قلة من اللاعبين، مما يجعل تصميم الرقائق المخصصة مجالًا بتكاليف باهظة وجداول زمنية طويلة. في الواقع، يتطلب تصميم نظام متطور على شريحة (SoC) للذكاء الاصطناعي اليوم مئات الملايين من الدولارات إلى جانب سنوات من البحث والتطوير، حيث تشير إحدى التحليلات إلى أن تطوير شريحة كبيرة بحجم 2 نانومتر يمكن أن يقترب من 725 مليون دولار، بينما حتى نظام SoC "متطور نسبيًا" بحجم 5 نانومتر قد يكلف أكثر من 500 مليون دولار بكثير.
ChipForge، أول مشروع لتصميم الرقائق اللامركزي في العالم، والمدعوم من نظام TATSU البيئي، يهدف إلى كسر هذا النمط من خلال فتح مجال تصميم الرقائق أمام مجتمع عالمي من المساهمين، وذلك بشكل أساسي عبر دمج الحوافز المستوحاة من البلوكشين مع الأجهزة مفتوحة المصدر (وبالتالي تحويل تطوير الرقائق إلى لعبة تنافسية وتعاونية في آن واحد).
كجزء من عرضه الأساسي، يمكن لـ"المعدنين" تقديم تصاميم الأجهزة لتحديات محددة، وبعد ذلك يمكن للمراجعين من الأقران استخدام أدوات أتمتة تصميم الإلكترونيات الصناعية (EDA) للتحقق من الوظائف والتوقيت والطاقة والمساحة. والنتيجة هي سوق ابتكار جماعي، حيث يمكن للمهندسين حول العالم المشاركة في إنشاء وتحسين مكونات الرقائق مفتوحة المصدر.
والأهم من ذلك، أن هذا النهج الشبكي يعالج معضلة "Edge AI" حيث تبحث الأجهزة من الهواتف إلى مستشعرات إنترنت الأشياء بشكل متزايد عن رقائق ذكاء اصطناعي أكثر ذكاءً وكفاءة.
لامركزي في التصميم
في جوهره، يقدم ChipForge شبكة فرعية قائمة على البلوكشين (Subnet SN84 على Bittensor)، مما يمكّن المعدنين من التنافس في تصميم مكونات السيليكون الحقيقية. عمليًا، هذا يعني أن المنصة تصدر تحديات دورية (على سبيل المثال، كتلة ALU أو معجل عصبي) يمكن للمشاركين المهتمين تنزيل المواصفات الخاصة بها وتقديم تصاميم RTL (Verilog).
يمكن للمراجعين، المجهزين بسلاسل أدوات EDA المحوسبة (Verilator، Yosys، OpenLane)، بعد ذلك توليف، ومحاكاة، وتنفيذ عمليات الترتيب والتوجيه لكل تقديم، وحساب مقاييس موحدة للوظائف، والأداء، والمساحة، والطاقة (مع مكافأة التصميم الأعلى فقط في شكل رموز alpha).
وبالتالي، يضمن ChipForge إمكانية الوصول العالمية حيث يمكن لأي مطور مؤهل الانضمام إلى تحدٍ وتصميم وحدة رقائق جديدة، مما يكسر الحواجز الجغرافية والمؤسسية للبحث والتطوير التقليدي في السيليكون. ولأن كل تقديم يتم تقييمه وفق معايير متطابقة، فإن التصاميم المحسنة حقًا فقط هي التي تتقدم.
النتائج تتحدث عن نفسها
على الرغم من حداثته، فقد حقق ChipForge بالفعل إنجازات مثيرة للإعجاب، حيث كان أول نجاح كبير للشبكة هو إكمال نواة معالج RISC-V كاملة مزودة بقدرات تشفيرية. وقد شمل ذلك مجموعة تعليمات صحيحة أساسية 32-بت بالإضافة إلى امتدادات M (الضرب/القسمة)، وC (التعليمات المضغوطة)، وK (التشفير) (إلى جانب التشفير/فك التشفير AES المدمج والتجزئة SHA).
بالإضافة إلى ذلك، نجح المشروع أيضًا في تأسيس بنية تحتية قوية للتطوير. فقد نشر الفريق مؤخرًا "منصة جاهزة للإنتاج تدعم تنفيذ التحديات المتزامنة" وخوادم EDA محوسبة، مما يضمن مرور جميع التصاميم عبر خطوط إنتاج معيارية صناعية.
والأهم من ذلك، أن اقتصاديات الرموز في ChipForge تكافئ فقط التصاميم الأفضل، لذا يتم دفع فرق التعدين للتركيز على الحلول الرشيقة والفعالة، وهو نهج أدى إلى نشوء حلقة تصميم تضع المجتمع أولًا.
تسريع ابتكار "Edge-AI"
توقيت ظهور ChipForge لا يمكن أن يكون أفضل، حيث ارتفع الطلب على Edge AI (أي التقنية التي تتم فيها معالجة خوارزميات التعلم الآلي مباشرة على الجهاز) إلى 733 مليار دولار. حتى شركات السحابة والأجهزة الرائدة جميعها راهنت على حلول السيليكون المخصصة مع تبني Google وAmazon وMicrosoft وNVIDIA لمجموعات التعليمات المفتوحة.
وبالتالي، بالنسبة لمليارات الهواتف الذكية، والأجهزة القابلة للارتداء، والروبوتات المستقلة، والكاميرات المدعومة بالحوسبة الطرفية، عالج ChipForge القضايا العالقة المتعلقة بكفاءة الطاقة والكمون، بينما يستعد في الوقت نفسه لأهداف أكثر طموحًا في المدى القريب. كبداية، تتطلع الشركة إلى نقل التصاميم من نماذج FPGA إلى السيليكون الفعلي (بالاستفادة من برامج مثل Google’s OpenMPW shuttles) مع توسيع ميزات الأمان الخاصة بها إلى عصر ما بعد الكم.
حتى هذه اللحظة، قامت نواة RISC-V الحالية بالفعل بدمج وظائف التشفير الأساسية (AES، SHA)، مع تخطيط الفريق لإضافة تشفير آمن ضد الكم إلى التصاميم المستقبلية. لذلك، مع ارتفاع مبيعات رقائق الذكاء الاصطناعي بأكثر من 15% سنويًا خلال السنوات الثلاث المقبلة، يمكن أن يصبح نموذج ChipForge بالفعل "المنزل" لمعالجات الذكاء الاصطناعي على الأجهزة من الجيل التالي، مما يجسر الفجوة بين حركة المصدر المفتوح المستمرة وحدود تكنولوجيا السيليكون. أوقات مثيرة قادمة!
