Un rapide aperçu du paysage actuel des semi-conducteurs montre que le secteur est dominé par quelques acteurs, faisant de la conception de puces sur mesure un domaine aux coûts exorbitants et aux délais très longs. En effet, concevoir aujourd'hui un système sur puce (SoC) sophistiqué pour l'IA nécessite facilement des centaines de millions de dollars ainsi que des années de R&D, une analyse estimant que le développement d'une grande puce de 2 nm peut approcher les 725 millions de dollars, tandis qu'un SoC de 5 nm « relativement sophistiqué » peut coûter bien plus de 500 millions de dollars.
ChipForge, le premier projet de conception de puces décentralisé au monde, propulsé par l'écosystème TATSU, vise à briser ce modèle en ouvrant le domaine de la conception de puces à une communauté mondiale de contributeurs, principalement via la fusion d'incitations de type blockchain avec du matériel open-source (transformant ainsi le développement de puces en un jeu compétitif mais collaboratif).
Dans le cadre de son offre principale, les « mineurs » peuvent soumettre des conceptions matérielles pour des défis définis, après quoi des validateurs pairs peuvent utiliser des outils industriels d'automatisation de la conception électronique (EDA) pour vérifier la fonctionnalité, le timing, la consommation et la surface. Le résultat est un marché d'innovation participatif, où des ingénieurs du monde entier peuvent co-créer et affiner des composants de puces open-source.
Encore plus crucialement, cette approche en réseau répond à l'énigme de l'« Edge AI », où les appareils, des téléphones aux capteurs IoT, recherchent de plus en plus des puces IA plus intelligentes et plus efficaces.
Décentralisé par conception
Au cœur de son fonctionnement, ChipForge propose un sous-réseau basé sur la blockchain (Subnet SN84 sur Bittensor), permettant aux mineurs de rivaliser dans la conception de véritables composants en silicium. Concrètement, cela signifie que la plateforme émet périodiquement des défis (par exemple, un bloc ALU ou un accélérateur neuronal) pour lesquels les participants intéressés peuvent télécharger les spécifications et soumettre des conceptions RTL (Verilog).
Les validateurs, équipés de chaînes d'outils EDA conteneurisées (Verilator, Yosys, OpenLane), peuvent ensuite synthétiser, simuler et effectuer le placement et le routage de chaque soumission, en calculant des métriques standardisées pour la fonctionnalité, la performance, la surface et la consommation (seule la conception obtenant le meilleur score remportant des récompenses sous forme de jetons alpha).
En conséquence, ChipForge garantit une accessibilité mondiale où tout développeur qualifié peut rejoindre un défi et concevoir un nouveau module de puce, brisant ainsi les barrières géographiques et institutionnelles de la R&D traditionnelle du silicium. Et parce que chaque soumission est évaluée selon des critères identiques, seules les conceptions véritablement optimisées progressent.
Les résultats parlent d’eux-mêmes
Bien que jeune, ChipForge a déjà affiché des étapes impressionnantes, le premier grand succès du réseau ayant été l’achèvement d’un cœur de processeur RISC-V complet doté de capacités cryptographiques. Il comprenait une ISA entière de 32 bits ainsi que les extensions M (multiplication/division), C (instructions compressées) et K (crypto) (avec chiffrement/déchiffrement AES intégré et hachage SHA).
En plus de cela, le projet a également réussi à établir une infrastructure de développement robuste. L’équipe a récemment déployé une « plateforme prête pour la production prenant en charge l’exécution simultanée de défis » et des serveurs EDA conteneurisés, garantissant que toutes les conceptions passent par des pipelines conformes aux normes industrielles.
Il est également important de noter que la tokenomics de ChipForge ne récompense que les toutes meilleures conceptions, de sorte que les équipes de minage sont incitées à se concentrer sur des solutions sobres et efficaces, une philosophie qui a donné naissance à une boucle de conception axée sur la communauté.
Accélérer l’innovation « Edge-AI »
L’émergence de ChipForge ne pouvait pas mieux tomber, alors que la demande pour l’Edge AI (c’est-à-dire la technologie où les algorithmes d’apprentissage automatique sont traités directement sur l’appareil) a grimpé à un impressionnant 733 milliards de dollars. Même les principales entreprises de cloud et de dispositifs ont toutes misé sur des solutions silicium sur mesure, Google, Amazon, Microsoft et NVIDIA ayant adopté des ISA ouvertes.
Ainsi, pour des milliards de smartphones, wearables, robots autonomes et caméras compatibles edge, ChipForge a résolu les problèmes persistants liés à l’efficacité énergétique et à la latence tout en se préparant à des objectifs encore plus ambitieux à court terme. Pour commencer, l’entreprise cherche à faire passer les conceptions de prototypes FPGA au silicium réel (en s’appuyant sur des programmes comme les navettes OpenMPW de Google) tout en étendant ses fonctionnalités de sécurité à l’ère post-quantique.
À ce jour, son cœur RISC-V actuel a déjà intégré des fonctions cryptographiques essentielles (AES, SHA), l’équipe prévoyant d’ajouter un chiffrement résistant aux ordinateurs quantiques dans les conceptions futures. Ainsi, avec les ventes de puces IA augmentant de plus de 15 % par an au cours des 3 prochaines années, le modèle de ChipForge pourrait bien devenir le « foyer » des processeurs IA embarqués de nouvelle génération, comblant ainsi le fossé entre le mouvement open-source en cours et la pointe de la technologie du silicium. Des temps passionnants à venir !
