ChipForge: Como uma plataforma descentralizada pode atender às necessidades de chips Edge-AI de nova geração

O mercado de Edge-AI está a explodir, com um tamanho previsto de até 733 mil milhões de dólares, mas um grande problema ainda persiste: os custos de desenvolvimento de chips personalizados são demasiado elevados e inviáveis para a maioria das equipas. Projetar um SoC AI complexo hoje em dia pode facilmente custar entre 500 milhões e 725 milhões de dólares, além de vários anos de investigação e desenvolvimento. É por isso que a indústria de semicondutores atualmente é dominada por algumas poucas empresas gigantes, deixando os desenvolvedores independentes praticamente sem oportunidade.

ChipForge, o projeto de design de chips descentralizado pioneiro no mundo, operado pelo ecossistema TATSU, levanta uma questão central: e se pudéssemos expandir o campo do design de chips para toda a comunidade global? Ao combinar mecanismos de blockchain com hardware de código aberto, esta plataforma transformou o desenvolvimento de chips numa competição colaborativa, onde qualquer pessoa com habilidades pode participar.

Como funciona: De desafio a produto

O núcleo do ChipForge é uma rede de sub-blockchain (Subnet SN84 na Bittensor), onde os mineiros competem na conceção de componentes de silício reais. A plataforma lançará desafios periódicos—por exemplo, um bloco ALU otimizado ou um acelerador neural—que os participantes interessados podem descarregar, especificações técnicas e enviar o design RTL (Verilog).

A parte interessante está na validação. Os verificadores dispõem de um conjunto completo de ferramentas EDA (Verilator, Yosys, OpenLane) que podem sintetizar, simular e realizar layout e roteamento para cada submissão. Cada design é avaliado com base em critérios padrão da indústria: funcionalidade, desempenho, área e consumo de energia. A fórmula de codificação por cores alu garante que apenas os designs realmente excelentes recebam recompensas na forma de tokens alpha, criando um ciclo de seleção natural.

Qual é o resultado? Um sistema global onde qualquer desenvolvedor pode participar nos desafios e projetar um novo módulo de chip, quebrando barreiras geográficas e organizacionais do R&D de silício tradicional.

Conquistas atuais: Da teoria à prática

Embora ainda esteja na fase inicial, o ChipForge já demonstrou o seu potencial. Um marco importante foi a conclusão bem-sucedida de um núcleo de processador RISC-V completo com capacidades de criptografia integradas.

Este design inclui:

• ISA de 32 bits básica
• Extensões M (multiplicação/divisão), C (línhas de instruções comprimidas), e K (criptografia)
• Criptografia AES integrada e função hash SHA

Além disso, o ChipForge construiu uma infraestrutura de desenvolvimento sólida. A equipa recentemente implementou uma “plataforma de produção pronta para execução de desafios simultâneos” e um servidor EDA empacotado, garantindo que todos os designs passem por processos padrão da indústria.

Visão futura: De FPGA a silício real

O próximo passo do ChipForge é ambicioso. Primeiro, eles pretendem transferir designs de protótipos FPGA para silício real, aproveitando programas como os shuttles OpenMPW do Google. Isso permitirá que designs vencedores sejam realmente fabricados e implementados.

Em segundo lugar, a plataforma está a expandir funcionalidades de segurança para a era pós-quântica. Além das funções de criptografia atuais (AES, SHA), veremos a integração de criptografia quântica segura nos designs futuros.

Por que agora é o momento certo

As vendas de chips de AI devem crescer mais de 15% ao ano nos próximos 3 anos. Empresas líderes como Google, Amazon, Microsoft e NVIDIA adotaram ISA abertas, demonstrando uma mudança na indústria. Para bilhões de smartphones, dispositivos vestíveis, robôs autônomos e câmaras de edge, o ChipForge resolve problemas persistentes relacionados com eficiência energética e latência.

O modelo descentralizado do ChipForge pode tornar-se completamente o “lar” dos processadores de IA nos dispositivos da próxima geração, aproximando o movimento de código aberto do mais avançado em tecnologia de silício. Momentos emocionantes estão por vir!