ChipForge: どのように分散型プラットフォームが新世代のエッジAIチップのニーズに応えることができるか

エッジAI市場は規模が7330億ドルに達すると予測されており、急速に拡大していますが、依然として大きな課題が存在します。それは、カスタムチップの開発コストが非常に高く、ほとんどのチームにとって実現不可能であることです。今日の複雑なSoC AI設計には、5億ドルから7億2500万ドルの費用と数年にわたる研究開発が必要です。これが、半導体業界が少数の巨大企業によって支配され、独立した開発者にはほとんどチャンスがない理由です。

世界初の分散型チップ設計プロジェクトであるChipForgeは、TATSUエコシステムによって運営されており、次のような重要な問いを投げかけています：もし私たちがグローバルコミュニティ全体のためにチップ設計の分野を拡大できるとしたらどうなるでしょうか？ブロックチェーンの仕組みとオープンソースハードウェアを組み合わせることで、このプラットフォームは競争と協力のゲームに変わり、スキルを持つ誰もが参加できるようになっています。

仕組み：課題から製品へ

ChipForgeの中心には、Bittensor(上のサブネットSN84というブロックチェーンのサブネットがあります。ここでは、マイナーが実際のシリコンコンポーネントの設計で競い合います。プラットフォームは定期的に課題を発行します—例えば、最適化されたALUブロックやニューラルアクセラレータ—参加者は仕様書をダウンロードし、RTL)Verilog(設計を提出します。

興味深いのは、検証の段階です。検証者は、Verilator、Yosys、OpenLane)といったEDAツールの完全なセットを備えており、各提出物の合成、シミュレーション、レイアウトと配線を行うことができます。各設計は、機能性、性能、面積、消費電力といった業界標準の基準に基づいて評価されます。このアルゴリズムは、優れた設計だけがトークンのアルファ版として報酬を得る仕組みを確立し、自然な選択のループを生み出します。

結果は何でしょうか？地理的・組織的な制約を超え、誰もが参加できるグローバルなシステムで、新しいチップモジュールの設計に挑戦できる環境です。

( 現在の成果：理論から実践へ

まだ初期段階ではありますが、ChipForgeはその能力を証明しています。最大のマイルストーンは、暗号化機能を備えた完全なRISC-Vコアの成功裏の完成です。

この設計には以下が含まれます：

• 32ビット基本命令セット（ISA）
• M拡張)乗除算###、C拡張(命令圧縮)、K拡張(暗号化)
• AES暗号化/復号化とSHAハッシュ関数の統合

さらに、ChipForgeは堅牢な開発インフラも構築しています。最近、同時に課題を実行できる「量産準備プラットフォーム」とEDAパッケージサーバーを展開し、すべての設計が業界標準のプロセスを経ることを保証しています。

( 将来展望：FPGAから実シリコンへ

ChipForgeの次なる計画は非常に野心的です。まず、FPGAのプロトタイプから実シリコンへの移行を目指し、GoogleのOpenMPWシャトルプログラムなどを活用します。これにより、勝者の設計が実際に製造・展開されることが可能になります。

次に、プラットフォームはポスト量子時代のセキュリティ機能を拡張しています。現在の暗号化機能)AES、SHA###に加え、将来の設計には量子安全暗号も組み込まれる予定です。

( 今こそが重要な時期である理由

AIチップの売上は、今後3年間で毎年15%以上増加すると予測されています。Google、Amazon、Microsoft、NVIDIAといった大手企業はオープンISAを採用し、業界の変革を示しています。何十億ものスマートフォン、ウェアラブルデバイス、自動ロボット、エッジ対応カメラにとって、ChipForgeはエネルギー効率と遅延に関する既存の課題を解決しています。

ChipForgeの分散型モデルは、次世代のデバイス上のAIプロセッサの「家」となり得る可能性を持ち、現在のオープンソースムーブメントと最先端のシリコン技術との橋渡しをします。これからもエキサイティングな瞬間が待っています！