ChipForge: Làm thế nào một nền tảng phi tập trung có thể đáp ứng nhu cầu chip Edge-AI thế hệ mới

Thị trường Edge-AI đang bùng nổ với quy mô dự kiến lên tới 733 tỷ đô la, nhưng một vấn đề lớn vẫn còn tồn tại: chi phí phát triển chip tùy chỉnh quá cao và bất khả thi với hầu hết các đội ngũ. Thiết kế một SoC AI phức tạp ngày nay dễ dàng tiêu tốn từ 500 triệu đến 725 triệu đô la, cộng với nhiều năm nghiên cứu và phát triển. Đây chính là lý do tại sao ngành bán dẫn hiện nay bị chi phối bởi một số ít công ty khổng lồ, khiến các nhà phát triển độc lập gần như không có cơ hội.

ChipForge, dự án thiết kế chip phi tập trung tiên phong trên thế giới, vận hành bởi hệ sinh thái TATSU, đặt ra một câu hỏi chính: nếu chúng ta có thể mở rộng lĩnh vực thiết kế chip cho toàn bộ cộng đồng toàn cầu thì sao? Bằng cách kết hợp các cơ chế blockchain với phần cứng mã nguồn mở, nền tảng này đã biến sự phát triển chip thành một trò chơi cạnh tranh nhưng hợp tác, nơi bất kỳ ai có kỹ năng cũng có thể tham gia.

Cách thức hoạt động: Từ thách thức đến sản phẩm

Trái tim của ChipForge là một mạng con blockchain (Subnet SN84 trên Bittensor), nơi các thợ đào cạnh tranh trong việc thiết kế các thành phần silicon thực tế. Nền tảng sẽ phát hành các thử thách định kỳ—ví dụ như một khối ALU tối ưu hoặc bộ gia tốc thần kinh—mà các nhà tham gia quan tâm có thể tải về đặc tả kỹ thuật và gửi thiết kế RTL (Verilog).

Điều thú vị nằm ở khâu xác thực. Các kiểm định viên được trang bị một bộ công cụ EDA đầy đủ (Verilator, Yosys, OpenLane) có thể tổng hợp, mô phỏng và thực hiện bố trí-định tuyến cho từng bài nộp. Mỗi thiết kế được đánh giá dựa trên các tiêu chí tiêu chuẩn ngành: chức năng, hiệu suất, diện tích và công suất. Công thức mã màu alu này đảm bảo rằng chỉ những thiết kế thực sự xuất sắc mới nhận được phần thưởng dưới dạng token alpha, tạo ra một vòng lặp chọn lọc tự nhiên.

Kết quả là gì? Một hệ thống toàn cầu nơi bất kỳ nhà phát triển nào cũng có thể tham gia thử thách và thiết kế một mô-đun chip mới, phá vỡ rào cản địa lý và tổ chức của R&D silicon truyền thống.

Thành tựu hiện tại: Từ lý thuyết đến thực tiễn

Dù còn trong giai đoạn đầu, ChipForge đã chứng minh được khả năng của mình. Cột mốc lớn nhất là hoàn thành thành công một lõi bộ xử lý RISC-V đầy đủ với các khả năng mã hóa tích hợp.

Thiết kế này bao gồm:

• ISA số nguyên 32-bit cơ bản
• Phần mở rộng M (nhân/chia), C (lệnh nén), và K (mã hóa)
• Mã hóa/giải mã AES tích hợp và hàm băm SHA

Ngoài ra, ChipForge cũng đã xây dựng hạ tầng phát triển vững chắc. Đội ngũ gần đây triển khai một “nền tảng sẵn sàng sản xuất hỗ trợ thực thi thách thức đồng thời” và máy chủ EDA đóng gói, đảm bảo mọi thiết kế đều trải qua quy trình tiêu chuẩn ngành.

Tầm nhìn tương lai: Từ FPGA đến silicon thực tế

Kế hoạch tiếp theo của ChipForge rất tham vọng. Đầu tiên, họ đang hướng tới việc chuyển các thiết kế từ nguyên mẫu FPGA sang silicon thực tế, tận dụng các chương trình như OpenMPW shuttles của Google. Điều này sẽ cho phép các thiết kế chiến thắng thực sự được sản xuất và triển khai.

Thứ hai, nền tảng đang mở rộng các tính năng bảo mật cho kỷ nguyên hậu lượng tử. Bên cạnh các chức năng mã hóa hiện tại (AES, SHA), chúng tôi sẽ thấy mã hóa an toàn lượng tử được tích hợp vào các thiết kế tương lai.

Tại sao bây giờ là thời điểm quan trọng

Doanh số chip AI dự kiến tăng hơn 15% mỗi năm trong 3 năm tới. Các công ty hàng đầu như Google, Amazon, Microsoft và NVIDIA đã chấp nhận các ISA mở, cho thấy sự chuyển biến trong ngành. Đối với hàng tỷ smartphone, thiết bị đeo, robot tự động và camera hỗ trợ edge, ChipForge đã giải quyết các vấn đề còn tồn đọng liên quan đến hiệu suất năng lượng và độ trễ.

Mô hình phi tập trung của ChipForge hoàn toàn có thể trở thành “nhà” của các bộ xử lý AI trên thiết bị thế hệ tiếp theo, qua đó thu hẹp khoảng cách giữa phong trào mã nguồn mở hiện tại và công nghệ silicon tiên tiến nhất. Những thời khắc thú vị đang chờ phía trước!