Bu haftaki yazımda blokzinciri teknolojisinin bir iki sene içinde karşılaşacağı önemli bir darboğazı nasıl aşacağını anlatacağım. Bu darboğaz şimdiden görünür durumda, her sektör yeni uygulamalar yaptırıyor ya da yaptırmayı planlıyor. Ancak, dünyadaki blokzincir platformlarının (Ethereum, Avalanche gibi) yakın gelecekte ihtiyaçlara yetişmesi zor olacak gibi duruyor. Boyutlandırmanın sayısal tarafı tıkanacak; hem token ekonomileri saçmalayacak hem de yoğun şifreleme hesaplamaları için bugünün donanımları yavaş kalacak.
İşte bu son darboğaz benim bu yazıda değinmek istediğim konu. Sorunu anlamanız için, yapılan her blokzinciri işleminin arkasında yoğun bir matematiksel hesap yapıldığını ve bunun için de madencilerin makinelerini çok fazla zorladığını hatırlatmak isterim.
Yongalar Dünyası Büyük Değişim İçinde
İlk mikroişlemci, yani yonga üzerinde bilgisayar, 1971 yılında Intel tarafından yapıldı, adı 4004 idi. Intel’in kurucularından olan Gordon Moore, 19 Nisan 1965 tarihli Electronics dergisine yazdığı makalede, bir yonga üzerine konulan transistör sayısının her 18 ayda bir iki katına çıkacağını öngördü ve buna “Moore Kanunu” adı verildi. Sonradan süresi iki yıl olarak düzeltilen kanun, 1970’lerden 2010 yılına kadar üç aşağı beş yukarı beklendiği gibi işlemeye devam etti. Ancak son 10 yılda yonga teknolojisinin bu temel kanunu mikroişlemciler açısından durdu. 2015’de bakıldı ki, artık yonga üzerindeki transistör sayısının iki katına çıkma süresi 20 yıla çıkmıştı.
2018’den bu yana bir başka önemli gelişme daha yaşanıyor: O gelişmenin adı da RISC-V: Risk-beş (risc five) diye okunuyor. Komut haznesi daraltılmış bilgisayar (Reduced Instruction Set Computer) kelimelerinin baş harflerinden oluşuyor bu kısaltma. Beş de, beşinci nesil demek. Bu kısaltmayla anlatılmak istenen, artık donanımda da açık kaynak bir mimari yapıya atlanmakta olduğu gerçeğidir. Yani donanımlarda artık yeni bir doktrin var.
Bu son yazdığım birçok okuyucum için yeni bir bilgi olmalı. Donanım 1980’lerden bu yana, önce PC ve Mac’lerde sonra da akıllı telefonlarda ve tabletlerde gördüğümüz gibi ticari olarak kazanç elde edilen dev bir pazar. Üstelik de çok stratejik bir pazar. Ülkeler arası rekabetin kıyasıya yaşandığı savunma sanayi alanında özellikle yerli ve milli yonga fikri, ülkemizde de uzun zamandır konuşulan ancak bir türlü elde edilemeyen bir hayaldi.
Milli bir savunmanızın olması için, telsizlerinizde kullandığınız şifreleme yongalarından, roketlerdeki mikroişlemcilere kadar içinde ne olduğunu bildiğiniz donanım olmalıdır. Eğer kullandığınız yabancı yongaların arka kapıları varsa sizin muharebe alanında rekabet etme şansınız olmaz. İşte bu ve benzer nedenlerle, açık kaynak donanım fikrinin asla gerçek olamayacağını düşünürdüm. Ancak işler 2018’de DARPA’nın sitesinden ilan ettiği yeni doktrinle değişiverdi.
An İtibariyle Durum
Dünyada şu anda 1 milyar cep telefonu, laptop ve tablet içindeki yongalar, ARM isimli şirketin tasarımı olan kapalı bir RISC mimarisi üzerinde işlemekteler. Bunlar dünyadaki işlemci sayısının %99’unu oluşturmakta. Kalan %1 ise Intel’in x86 mimarisi üzerine inşa edilmiş yine komut seti açık kaynak olmayan yongalar. Dünyadaki tüm cloud’larda bu x86 yongaları işlemekte.
(ARM Ltd. şirketi, Cambridge’de kurulmuş bir tasarım ofisi, kendisi yonga imalatı yapmıyor, sadece tasarımlarını üretici şirketlere lisanslayarak para kazanıyor. iPhone veya herhangi bir Android telefon kullanıyorsanız, muhtemelen işlemciniz ARM’den lisanslanmış bir yongadır.)
Moore’s Law Durdu: Şimdi Ne Olacak?
Bundan sonrasında çalışmaların amacı, “domain specific” yani amaca özel donanımların üretilmesi olacak. Yani, bildiğimiz işlemci mimarisine ek olarak belli konularda hızlandırılmış özel yongalar olacak hayatımızda.
Blokzinciri teknolojisinden örnek verirsem, Ethereum platformu üzerinde işleyen on binlerce akıllı kontrat var. Bu yazılım programlarının hepsinde aynı türden matematiksel işlemler yapılması, şifreler üretilmesi ve kodlanması gerekiyor. Bu işlemlerde de FFT (Fast Fourier Transformation) denilen bir matematiksel işlemin defalarca ve büyük hızlarda yapılması gerekiyor. Tüm blokzincirlerini düşünürsek, her saniye bunlardan milyarlarcasının yapılması gerekiyor.
İleride bu darboğazı aşmak için hepimizin cep telefonları içinde blokzinciri yazılımı olacağını söyleyenler var. Ben de bunlardan birisiyim. Ancak, bu hesaplamaların yapılması ve her telefonda bir madenci düğümünün (düğüm=node) çalıştırılması şu andaki yongalarla (yonga=chip) hayalden ibaret. Düşünsenize, akıllı telefonunuzda o kadar uygulama çalışırken bir de arka planda tonla matematiksel hesaplama yapacak ve cebinizde gezdirdiğiniz cihazınızın üzerinde Geth adı verilen Ethereum ana yazılımı çalışacak.
Sorun bu şekilde aşılmayacak! Sorunu aşacak olan gelişme, her telefonun içine programlanabilir yongalar (FPGA) yerleştirmemiz olacak. Ama önce RISC-V ile ISA’ların açık kaynak haline gelmesi gerekiyor.
ISA Nedir?
Bir program, kelimelerden ve cümlelerden oluşmuş bir kitaba benzer. Kelimelerin karşılığı burada “komutlar”dır, sözlükteki toplam kelime haznesine ise “komut hazne mimarisi” (ISA-Instruction Set Architecture) denilir; ki buradaki hazne, kutu demektir. Donanım dünyasında, bu özel komut haznelerini elinde tutan şirket, o donanımın tasarımına da hâkim demektir. Hazne haklarına sahip olmak da, o haznedeki komutlarla yazılabilecek yazılımların denetimini elinde bulundurmak anlamına gelir.
Örneğin, x86 komut haznesinin (ISA’sının) sahibi Intel şirketidir. Yukarıda yazdığım gibi dünyadaki bütün cloud’larda x86 makineler çalıştırılmaktadır. RISC komut seti, daha basit komutlar içeriyor, x86 ise daha karmaşıklarını, ancak RISC seti komutları 5 kat daha hızlı işliyor. x86 haznesi ise, donanımın içinde, önce kendi komutlarını daha basit komutlara yani RISC lügatine çeviriyor, ondan sonra işliyor. Bu da tabii, daha fazla enerji harcamalarına ve performans kaybına neden oluyor. Ama server cihazları için bunda bir sorun yok. Cep telefonlarında ise pildeki değerli enerjiyi yutacak her türlü enerji yoğun işlemden kaçınılıyor. ARM şirketinin RISC komut seti cep telefonu firmalarınca bu nedenle tercih ediliyor.
Neden yazılımlar açık kaynak olmuşken donanım ISA’ları hâlâ gizli kapaklı? Bu sorunun mantıklı bir cevabını bulamayan Berkeley Üniversitesi hocaları, RISC-V (beşinci nesil RISC) çalışmasını başlattılar ve ABD savunma bakanlığının araştırma kolu DARPA da buna kuvvetli destek verdi.
Burada RISC-V’i destekleyen DARPA’nın amacı muhtemelen, yabancı devletlerin yongalar içine bize karşı casusluk yapacak yazılım koymalarını engellemek. Amaçları, güvenlik zaafı olmayan, temiz yongalar kullanmaya başlamak.
Sonuç
Yakında her ülkenin kendi yongasını imal edebildiği, her şirketin kendi ihtiyacına göre yongalarını tasarlayabildiği bir gelecek bizi bekliyor. Blokzinciri teknolojisi de burada çok kritik bir görevi üstleniyor: Her cep telefonu içinde özel bir RISC-V yongası işleyecek. Hepimiz birer blokzinciri düğümü olacağız ve ayrıca herkesin kendi kişisel bilgileri ve kimlik numarası bu yonganın içinde şifreli ve saklı olarak tutuluyor olacak. Öyle her önümüze gelenin bize TCKN’mizi sorabildiği bugünleri unutacağız. Bu kıymetli bilgiyi kendi telefonumuzdaki özel bir yonga içinde saklayacak ve her işlemimizi kendi rızamızla imzalayacağız.
Kaynaklar:
- Asal bilgi kaynağı: https://riscv.org
- DARPA sayfası: https://www.darpa.mil/program/posh-open-source-hardware
- Patterson’un 2018 Konuşması: https://www.youtube.com/watch?v=qFgcC29mSs8)
- https://github.com/ethereum/go-ethereum/issues/22354
- https://wiki.debian.org/RISC-V
