Uma rápida análise do panorama atual dos semicondutores mostra que o setor é dominado por poucos players, tornando o design personalizado de chips uma área de custos altíssimos e prazos longos. De fato, projetar um sofisticado sistema em chip (SoC) de IA atualmente exige facilmente centenas de milhões de dólares e anos de P&D, com uma análise estimando que o desenvolvimento de um grande chip de 2 nm pode chegar a $725 milhões, enquanto até mesmo um SoC de 5 nm “relativamente sofisticado” pode custar bem mais de $500 milhões.
ChipForge, o primeiro projeto descentralizado de design de chips do mundo, impulsionado pelo ecossistema TATSU, visa romper esse paradigma ao abrir o campo do design de chips para uma comunidade global de colaboradores, principalmente através da fusão de incentivos no estilo blockchain com hardware open-source (transformando assim o desenvolvimento de chips em um jogo competitivo, porém colaborativo).
Como parte de sua oferta principal, os “miners” podem submeter designs de hardware para desafios definidos, após o que validadores pares podem usar ferramentas industriais de EDA (Electronic Design Automation) para verificar funcionalidade, temporização, consumo de energia e área. O resultado é um mercado de inovação colaborativa, onde engenheiros do mundo todo podem cocriar e aprimorar componentes de chips open-source.
Ainda mais importante, essa abordagem em rede aborda o dilema do “Edge AI”, onde dispositivos desde telemóveis até sensores IoT estão cada vez mais à procura de chips de IA mais inteligentes e eficientes.
Descentralizado por design
No seu núcleo, o ChipForge oferece uma sub-rede baseada em blockchain (Subnet SN84 na Bittensor), permitindo que miners compitam no design de componentes reais de silício. Na prática, isso significa que a plataforma emite desafios periódicos (por exemplo, um bloco ALU ou um acelerador neural) para os quais os participantes interessados podem baixar especificações e submeter designs RTL (Verilog).
Os validadores, equipados com toolchains EDA conteinerizados (Verilator, Yosys, OpenLane), podem subsequentemente sintetizar, simular e realizar o place-and-route em cada submissão, calculando métricas padronizadas de funcionalidade, desempenho, área e consumo de energia (com apenas o design com melhor pontuação recebendo recompensas na forma de tokens alpha).
Como resultado, o ChipForge garante acessibilidade global, permitindo que qualquer desenvolvedor qualificado participe de um desafio e projete um novo módulo de chip, quebrando as barreiras geográficas e institucionais da P&D tradicional de silício. E, como cada submissão é avaliada por critérios idênticos, apenas designs realmente otimizados avançam.
Os resultados falam por si
Embora ainda jovem, o ChipForge já alcançou marcos impressionantes, sendo o primeiro grande sucesso da rede a conclusão de um núcleo de processador RISC-V completo com capacidades criptográficas. Incluiu uma ISA base de inteiros de 32 bits mais extensões M (multiplicação/divisão), C (instruções comprimidas) e K (cripto), juntamente com encriptação/desencriptação AES integrada e hashing SHA.
Além disso, o projeto também estabeleceu com sucesso uma infraestrutura de desenvolvimento robusta. A equipa implementou recentemente uma “plataforma pronta para produção, suportando execução concorrente de desafios” e servidores EDA conteinerizados, garantindo que todos os designs passem por pipelines padrão da indústria.
Importante salientar que a tokenomics do ChipForge recompensa apenas os melhores designs, de modo que as equipas de mineração são levadas a focar em soluções enxutas e eficientes, um ethos que deu origem a um ciclo de design orientado pela comunidade.
Acelerando a inovação em ‘Edge-AI’
O momento do surgimento do ChipForge dificilmente poderia ser melhor, já que a procura por Edge AI (ou seja, tecnologia onde algoritmos de machine learning são processados diretamente no dispositivo) disparou para impressionantes $733 bilhões. Até mesmo as principais empresas de cloud e dispositivos apostaram em soluções de silício personalizadas, com Google, Amazon, Microsoft e NVIDIA adotando ISAs abertas.
Assim, para bilhões de smartphones, wearables, robôs autónomos e câmaras com edge, o ChipForge abordou questões persistentes relacionadas à eficiência energética e latência, ao mesmo tempo que se prepara para objetivos ainda mais ambiciosos no curto prazo. Para começar, a empresa pretende mover designs de protótipos FPGA para silício real (aproveitando programas como os OpenMPW shuttles do Google), enquanto expande seus recursos de segurança para a era pós-quântica.
Nesse sentido, o seu núcleo RISC-V atual já integrou funções cripto críticas (AES, SHA), com a equipa a planear adicionar encriptação resistente a quântica em designs futuros. Portanto, com as vendas de chips de IA crescendo mais de 15% ao ano nos próximos 3 anos, o modelo do ChipForge pode muito bem tornar-se o “lar” dos processadores de IA de próxima geração em dispositivos, unindo o movimento open-source em curso com a vanguarda da tecnologia de silício. Tempos interessantes pela frente!
