작성자: 小饼

누군가 온체인에 프로세서 한 대를 만들었다.

시뮬레이션도, 개념 증명도 아닌, 1971년 Intel 4004 사양에 따라 제작된 실제 4비트 프로세서로, BNB Chain 위에서 돌아가며 블록 생성으로 클록을 구동하고 주파수는 2.22Hz다. 제작자는 이 프로세서에 ‘베헤모스(Behemoth)’라는 이름을 붙였다.

이것은 아마 온 우주에서 가장 느린 CPU겠지만, 온체인 내러티브에서는 가장 흥미로운 새로운 종일 수도 있다.

TapeOut이란?

‘테이프아웃(Tape out)’은 반도체 업계에서 최종 단계를 뜻한다. 칩 설계가 완료돼 레이아웃 파일을 팹(Fab)에 보내고 실리콘 웨이퍼에 에칭하면, 그때부터 변경할 수 없고 영구히 존재하게 된다.

Blonskr이라는 젊은 개발자가 이 개념을 온체인으로 옮겼다.

TapeOut 프로토콜이 하는 일은 한 문장으로 요약할 수 있다. 블록체인을 실리콘 웨이퍼처럼 쓰고, 토큰을 트랜지스터처럼 사용해 누구나 온체인에서 실제로 실행 가능한 논리 회로를 ‘테이프아웃(流片)’할 수 있게 하는 것이다.

말도 안 되는 소리처럼 들리는가? 하나씩 뜯어보자.

만물의 시작: NAND 게이트 하나

모든 디지털 계산의 밑바닥은 가장 작은 논리 단위인 NAND 게이트(与非门)로 환원될 수 있다. 이것은 컴퓨터 과학의 상식이다. 충분히 많은 NAND 게이트만 있으면 가산기, 디코더, 레지스터, 나아가 CPU 한 개까지 만들 수 있다.

TapeOut 프로토콜은 NAND 게이트를 토큰으로 만들었다.

토큰 1개 = 트랜지스터 1개(정확히는 NAND 게이트 1개)다. ERC-1155 표준을 기반으로 하며, 7바이트이고, 민팅할 수 있다. 이것이 TapeOut 세계의 원자다.

이 세계에는 단 두 가지만 있다. NAND 게이트(로직 처리)와 플립플롭(1비트 상태를 저장하고 블록 생성마다 업데이트)이다. 하나는 계산을, 다른 하나는 기록을 담당한다. Blonskr는 백서에서 대단히 야심 찬 문장을 썼다. 이 두 가지로 온 우주를 만들 수 있다.

트랜지스터에서 회로로: 온체인 레고

트랜지스터 토큰이 생겼다면, 다음 단계는 그것들을 연결하는 것이다.

TapeOut.net은 ‘프로세서 캔버스 시스템’을 제공한다. 브라우저에서 트랜지스터를 끌어다 놓고, 한 출력 단자에서 다른 입력 단자로 선을 연결하면 온체인에서는 이것이 포인터 지정 한 번이 된다. 모든 작업은 로컬에서 실시간으로 실행되며 가스 비용이 들지 않아 마음껏 시행착오를 겪을 수 있다.

만족스러우면 그 버튼을 누른다. ‘테이프아웃(流片)’이다.

이 순간 일어나는 일은 이렇다. 당신의 트랜지스터 토큰이 실제로 소각(burn)되고, 하나의 회로 NFT가 탄생한다. ERC-721 표준이다. 회로의 로직은 순수 데이터 한 조각으로 기록되며 호출 권한이 없고 오직 계산에만 사용될 수 있다.

여기 직관적인 숫자들이 있다.

• 트랜지스터 5개 → 반가산기 1개
• 트랜지스터 9개 → 전가산기 1개
• 트랜지스터 36개 → 4비트 가산기 1개, 덧셈을 할 수 있다
• 트랜지스터 100개 → 7세그먼트 디코더 1개, 숫자가 ‘켜질’ 수 있다
• 트랜지스터 2300개 → 1971년 역사를 연 상용 마이크로프로세서 Intel 4004에 해당

핵심 설계는 이렇다. 다음 회로를 만들 때 기본 소자부터 시작할 필요가 없다. 누군가 이미 만든 회로를 블랙박스로 취급해 캔버스에 그대로 끌어다 놓고 계속 연결할 수 있다. 이것이 레고화된, 조합 가능한 프로세서 제조다.

‘베헤모스’ 가동

Blonskr는 2300개의 트랜지스터를 사용해 Intel 4004의 실제 사양에 따라 온체인 CPU 한 대를 조립했고, 이에 ‘베헤모스(Behemoth)’라는 이름을 붙였다.

이 CPU의 클록 소스는 BNB Chain의 블록 생성이다. 새 블록이 생성될 때마다 프로세서는 클록 사이클 한 주기를 전진한다. 현재 BNB Chain의 블록 생성 시간은 0.45초이므로, 이 CPU의 기본 클록 주파수는 2.22Hz다.

비교하자면, 지금 손에 든 휴대폰 칩은 대략 3GHz 안팎으로 돌아가므로 약 13억 5천만 배 빠르다.

하지만 속도가 핵심은 아니다. 중요한 것은 이 프로세서의 몇 가지 특징이다.

영구 실행. BNB Chain이 블록을 생성하는 한 이 CPU는 멈추지 않는다. Blonskr 본인을 포함해 누구도 이 CPU를 끌 수 없다. TapeOut 프로토콜의 핵심 팩토리 컨트랙트가 배포 후 모든 권한을 포기했기 때문이다.

무료 호출. 누구나 온체인 회로를 호출할 수 있다. 평가는 읽기 전용 쿼리 한 번으로, 트랜잭션을 만들지 않고 가스도 들지 않으며, 노드가 계산을 마치면 바로 결과를 돌려준다. 프런트엔드 코드 다섯 줄로 호출할 수 있고, 터미널 명령 한 줄로도 호출할 수 있으며, 심지어 블록 탐색기에서 입력 칸 두 개를 채우고 조회를 눌러도 호출할 수 있다.

절대적으로 안전한 조합 가능성. 이것은 아마 TapeOut에서 가장 흥미로운 설계일 것이다. 온체인 회로에는 ‘다른 대상을 호출’하는 작업이 없고, 쓰기 가능한 상태도 없으며, 가스 소비량은 호출 전에 확인할 수 있다. 완전히 모르는 사람이 작성한 회로를 받아들여도 최악의 결과는 잘못된 답을 반환하는 것뿐이며, 그 회로는 당신을 해칠 방법이 전혀 없다.

온체인에서 처음으로, 낯선 사람이 작성한 로직을 안심하고 실행할 수 있게 된 것이다.

누가, 어떻게 플레이하나

TapeOut은 트랜지스터 거래 시장을 출시했다. 공개 데이터에 따르면 출시 5시간 만에 237개 주소가 543건의 거래를 완료했고, 총 거래량은 58.41 BNB, 프로토콜이 거둔 수수료는 0.58 BNB였다.

규모는 크지 않지만, 극도로 마이너한 실험적 프로토콜치고는 이 초기 참여도가 의미하는 바가 있다. 누군가는 ‘온체인에서 CPU 만들기’라는 일에 기꺼이 돈을 지불한다는 것이다.

더 흥미로운 것은 Blonskr가 던진 방향성이다. 미래의 채굴은 전기료와 채굴기 수량이 아니라 회로 설계의 정교함을 겨루게 되며, 직접 설계한 전용 회로로 채굴하게 된다는 것이다. 이 아이디어가 성립한다면 ‘채굴자’의 정의는 ‘에너지 소비자’에서 ‘로직 설계자’로 바뀔 것이다.

TapeOut 프로토콜의 핵심은 팩토리 컨트랙트다. 누구나 이를 호출해 자신만의 온체인 프로세서를 배포할 수 있다. 초기 상태는 빈 실리콘 웨이퍼 한 장이다. 당신이 내려야 할 첫 번째 결정은 이 CPU에 트랜지스터가 몇 개 필요한가다.

Intel 4004는 2300개. 펜티엄은 310만 개. 애플 M1은 160억 개. 당신의 것은?

팩토리가 복제해 내는 모든 CPU의 바이트코드는 완전히 동일하다. 이는 당신의 회로와 세계 어느 프로세서에 올라간 회로든 태생적으로 서로 호출할 수 있다는 뜻이다. 이것은 개방적이고 무허가형 온체인 프로세서 네트워크다.

왜 주목할 가치가 있나?

TapeOut은 차세대 10억 달러 내러티브가 되지 못할 수도 있다. 너무 괴짜스럽고, 너무 느리고, 일반 사용자의 수요와는 너무 멀다.

하지만 그것은 이전에 아무도 하지 않았던 일을 했다. 계산을 가장 밑바닥의 물리적 논리로 환원한 다음, 블록체인의 영속성과 개방성으로 다시 감쌌다. DeFi 레고나 온체인 게임과도 다르며, ‘온체인이 무엇을 담을 수 있는가’라는 질문에 대한 극단적인 대답이다.

NAND 게이트 토큰 하나에서 회로 NFT 하나로, 다시 영원히 꺼지지 않는 프로세서 한 대까지, 모든 레이어는 같은 구조를 사용하고, 모든 레이어가 완전히 개방적이고 완전히 조합 가능하다.

Blonskr는 백서 말미에 ‘TapeOut 프로토콜이 앞으로 어떤 재미있는 모습으로 진화할지 모르지만, 매우 기대된다’고 적었다.

아직 어린아이라고 알려진 개발자에게, 이 절제와 호기심은 2.22Hz의 클록 주파수보다 더 주목할 만할지도 모른다.