من التحدي إلى الرقاقة: نموذج ChipForge التنافسي الذي يخفض تكاليف السيليكون ويسرع الاكتشاف

من المتوقع أن تصل صناعة أشباه الموصلات العالمية إلى أكثر من $1 تريليون دولار في المبيعات بحلول عام 2030. ومع ذلك، فقد هيمنت مجموعة صغيرة من الشركات ذات الأموال العميقة، والتكنولوجيا الملكية، وميزانيات البحث والتطوير التي تقدر بالمليارات على هذه الصناعة المربحة والمزدهرة منذ زمن طويل. مشروع ChipForge، وهو مشروع رائد من TATSU وأول مشروع تصميم شريحة لامركزي في العالم، يغير هذه الحقيقة.

تخيل عالماً حيث يمكن لمهندس مستقل مثلك الانضمام إلى إنشاء أفضل الرقائق دون أي حواجز، وكل ذلك من راحة منزلك. باعتبارها أول نظام بيئي لتصميم الرقائق لامركزي في العالم تم بناؤه كشبكة فرعية من Bittensor (SN84)، تحول ChipForge إنشاء الرقائق إلى عملية مفتوحة وتنافسية وقابلة للوصول عالمياً، مدعومةً بالعمال الذين يصممون الأجهزة بدلاً من حل الهاشات.

من خلال دمج مبادئ الأجهزة مفتوحة المصدر مع حوافز البلوكشين، تفتح ChipForge صناعة أشباه الموصلات أمام مشاركين جدد مثلك، وأفكار جديدة، واختراقات سريعة على نطاق لا تستطيع المؤسسات التقليدية مجاراتها.

مبدأ عمل نظام ChipForge البيئي

تقوم ChipForge بتحويل ما كنا نعرفه سابقًا كعملية تصميم شرائح بطيئة ومكلفة وحصرية للغاية إلى منافسة عالمية سريعة الحركة. يطرح الفريق تحديًا تقنيًا واضحًا؛ حيث يقول أساسًا، “إليك متطلبات الأجهزة؛ الآن قم ببناء أفضل وأمثل نسخة يمكنك.”

من هناك، يقدم عمال المناجم والمهندسون المهرة من جميع أنحاء العالم تصاميم متنافسة، حيث يهدف كل شخص إلى تقديم كفاءة أفضل، وحجم أصغر، أو أداء أعلى بناءً على المعايير. تدعم هذه البنية التنافسية النظام البيئي الأوسع لـ TATSU، مما يضمن أن المشروع لديه البنية التحتية، والحوافز، والاستقرار على المدى الطويل اللازم لتوسيع خارطة الطريق الخاصة به واستدامة الابتكار المستمر.

أحد أبرز إنجازات ChipForge حتى الآن هو النجاح في إنشاء معالج RISC-V كامل من الدرجة الصناعية مع قدرات تشفير مدمجة. ما يجعل هذا الإنجاز ثوريًا بشكل خاص هو كيف تم بناؤه. تم إنشاء المعالج بالكامل بواسطة معدنين مستقلين يتنافسون في تحديات تصميم الرقائق اللامركزية**.

ساهم كل مشارك بوحدات محسّنة تم التحقق منها باستمرار وتنقيحها باستخدام أدوات أتمتة التصميم الإلكتروني على مستوى الصناعة (EDA). هذه الأدوات هي معيار في هندسة الشرائح الاحترافية لضمان أن كل تصميم يلبي متطلبات الأداء والطاقة والمساحة في العالم الحقيقي.

النتيجة ليست مجرد نموذج نظري أو تجربة أكاديمية. ChipForge تنتج تصاميم RTL قابلة للتصنيع (مستوى نقل السجل) جاهزة للنشر على FPGA، مما يوضح أن الشبكة يمكنها توليد أجهزة حقيقية ذات جودة إنتاج.

تحسين ChipForge مدفوع بالمنافسة الحقيقية

على عكس شركات أشباه الموصلات المركزية التي تتمتع بدورات تطوير طويلة وتكاليف توظيف ضخمة، فإن نموذج ChipForge اللامركزي يكافئ فقط التصاميم ذات الأداء العالي. وهذا يخلق ثلاث مزايا رئيسية:

1 الابتكار الأسرع

تتنافس الفرق والأفراد وجهًا لوجه، مختبرين هياكل جديدة، محسنين كفاءة الطاقة، ومطورين المنطق التشفيري. لأنه يتم مكافأة أفضل الحلول فقط، يتم تحفيز المساهمين لتقديم أفضل ما لديهم، مما يؤدي إلى تحقيق إنجازات أسرع بكثير من البيئات التقليدية للبحث والتطوير (R&D).

2 تكاليف أقل

ChipForge تتجنب التكاليف الباهظة المسبقة المرتبطة عادةً بتصميم الشرائح. وفقًا لمصادر الصناعة:

• تكلف أنظمة SOC الحديثة المدعومة بالذكاء الاصطناعي $80M – $200M لتصميم (EE Times)
• يمكن أن تتجاوز وحدة المعالجة المركزية SoC 5nm $540M في إجمالي تكلفة التصميم
• حتى رقائق ASIC الأقدم بحجم 40 نانومتر تبدأ عند $2M
• الآن تصل الرقائق المتطورة بحجم 2 نانومتر إلى $725M (تومز هاردوير)

تقوم ChipForge بتغيير هذا النموذج. بدلاً من دفع تكاليف فريق هندسي كبير ودورات تطوير تمتد لعدة سنوات، تدفع الشبكة فقط مقابل التصميمات ذات الأداء العالي. هذا يقلل بشكل جذري من تكاليف التطوير ويجعل إنشاء الرقائق المخصصة متاحًا للجميع.

3 المشاركة العالمية

إذا كانت لديك الخبرة الفنية، فلن تحتاج إلى أي دعم من الشركات للتنافس والمساهمة وكسب المكافآت. يزيل ChipForge الحواجز الجغرافية والمؤسسية، مما يتيح لمجموعة عالمية من المهندسين تشكيل أجهزة الكمبيوتر من الجيل التالي.

لماذا تعتبر RISC-V مهمة في رؤية ChipForge

تزداد شعبية RISC-V في جميع أنحاء العالم. قادة الصناعة مثل Google، وNVIDIA، وIntel، وQualcomm، وSamsung، وRed Hat يستثمرون بشكل كبير في هذه البنية المفتوحة المصدر. لقد استخدمت NVIDIA وحدات تحكم صغيرة تعتمد على RISC-V لمدة تقارب العقد من الزمان وأعلنت مؤخرًا أن منصتها CUDA ستدعم RISC-V.

جوجل جعلت RISC-V “مواطن من الدرجة الأولى” في تطوير الأندرويد، بينما التزمت إنتل $1 مليار لتنمية نظام RISC-V البيئي. يتماشى هذا التحول نحو تصميم الرقائق المفتوحة والنموذجية تمامًا مع نهج ChipForge اللامركزي.

ما هو القادم: خارطة طريق ChipForge للمستقبل

ChipForge لا تتوقف عند إنجاز RISC-V. المشروع الآن يتوسع إلى مجالات أوسع وأكثر تقدماً في حوسبة الجيل القادم.

1. تصميم البرمجيات والأجهزة

تتحرك ChipForge نحو ما هو أبعد من الأجهزة لبناء مترجمات محسّنة، وبيئات تشغيل، ونوى ذكاء اصطناعي. وهذا يخلق مجموعة متكاملة عمودياً مصممة لتحقيق أقصى أداء في حوسبة الذكاء الاصطناعي على الحافة.

2. مسرعات الذكاء الاصطناعي المتخصصة

بينما تدفع شركات مثل جوجل وميتا وتسلا اعتماد الذكاء الاصطناعي بسرعة، فإن الطلب على رقائق Edge AI ذات الكفاءة العالية واستهلاك الطاقة المنخفض في ازدياد. تهدف ChipForge إلى التخصص في وحدات المعالجة العصبية (NPUs) مع:

• استهلاك الطاقة المنخفض للغاية
• الحد الأدنى من الكمون
• هياكل مدمجة ومُحسَّنة للغاية

ستدعم هذه المعجلات الجيل القادم من الأجهزة المدعومة بالذكاء الاصطناعي التي تعمل محليًا بدلاً من مراكز بيانات السحابة.

3. من نماذج FGPA الاحترافية إلى السيليكون الحقيقي

تخطط ChipForge لنقل التصاميم المعتمدة إلى السيليكون الفعلي باستخدام برامج مثل خدمة Google OpenMPW، مما يتيح تصنيع رقائق المصدر المفتوح.

4. التشفير المقاوم للكم

لحماية المعالجات المستقبلية من الهجمات المستندة إلى الكم، ستقوم ChipForge بدمج خوارزميات التشفير ما بعد الكم، مما يضمن الأمان على المدى الطويل والامتثال.

الخاتمة: ChipForge تفتح مستقبل تصميم الرقائق

تشير ChipForge إلى تحول أساسي في كيفية تصميم الشرائح والتحقق منها وإحيائها. من خلال دمج الحوافز اللامركزية والأجهزة مفتوحة المصدر وأدوات الهندسة الاحترافية، فإنه يفتح الابتكار الذي كان سابقًا محدودًا للشركات التي تقدر بمليارات الدولارات.

مع استمرار ارتفاع الطلب على الذكاء الاصطناعي المتقدم، والمعالجات المخصصة، وأمن مقاوم الكم، تقف ChipForge في طليعة، مما يمكّن المواهب العالمية ويسرّع العصر التالي من الحوسبة. إذا كانت صناعة أشباه الموصلات تدخل عصرًا جديدًا، فإن ChipForge تساعد في بنائه من الأساس.