0G.ai : un système d’exploitation pour l’intelligence artificielle décentralisée

2024 est l’année de la rencontre entre l’industrie blockchain et l’intelligence artificielle. Le Journal du Coin suit donc de près ces développements : nous vous présentons aujourd’hui Zero Gravity (OG), le premier système d’exploitation dédié à l’intelligence artificielle décentralisée ou dAIOS. Ainsi, 0G.ai a pour mission de faire de l’IA un bien commun : il s’agit de la rendre accessible au plus grand nombre, fournir à ses utilisateurs le contrôle total sur leurs données, une transparence dans la prise de décision et une monétisation équitable.

Le Journal du Coin vous propose cet article promotionnel en collaboration avec 0G.ai.

Les problématiques de l’IA centralisée et les fondements de 0G.ai

Les infrastructures dédiées à l’IA sont aujourd’hui hautement centralisées, ce qui pose des problèmes structurels autour de la disponibilité des données, leur monétisation, et l’alignement des intérêts des différents acteurs.

De ChatGPT à l’intelligence artificielle générale

Depuis quelques années, les grands modèles de langage (LLM) présentent une croissance exceptionnelle. À titre d’exemple, on peut s’intéresser à l’évolution de ChatGPT, depuis sa première version de 2018 jusqu’à sa v4. Ces modèles se dirigent inexorablement vers l’intelligence artificielle générale (GAI), capable de surpasser les capacités humaines sur tous les types de tâches cognitives.

Cette évolution ne se fait pas sans challenges : en effet, les infrastructures de calcul actuelles sont insuffisantes, et un pouvoir immense est concentré entre peu de mains. Il faut donc une infrastructure technologique globale et coordonnée pour diffuser l’IA à grande échelle, de façon équitable et sécurisée.

Il s’agit de la mission portée par les deux fondateurs de 0G Labs, Michael Heinrich et Ming Wu. Michael Heinrich est entrepreneur dans les nouvelles technologies, instructeur et mentor à l’université de Stanford. Quant à Ming Wu, le chercheur en informatique n’en est pas à son coup d’essai dans le Web3 : en effet, il fut membre fondateur de Conflux, ses recherches portant sur l’efficacité du stockage de données on-chain.

0G Labs construit les fondations d’un écosystème IA ouvert, où le pouvoir est distribué. On parle de TOMA : transparent, owned, monetized, aligned.

Transparence

Les systèmes d’IA centralisés opèrent comme des boîtes noires. Les processus de prise de décision sont opaques. De même, la provenance des données n’est pas claire. Les utilisateurs qui fournissent les données d’entraînement ne sont pas récompensés de manière adéquate; le système manque de transparence quant à la distribution de la valeur. L’IA décentralisée rend alors ces processus auditables, et permet de vérifier les sources de données. L’architecture modulaire de 0G assure la traçabilité des données et les modèles IA sont vérifiables.

Propriété

Les plateformes centralisées ne laissent que peu de contrôle aux utilisateurs sur leurs données personnelles. Ces dernières peuvent être vendues, ou utilisées à des fins non-désirées. Ainsi, avec 0G, les utilisateurs stockent et gèrent leurs données on-chain : ils en ont donc la propriété et le contrôle total.

Monétisation

Les systèmes d’IA centralisés sont peu incitatifs pour les utilisateurs individuels. Avec 0G.ai, les frais d’utilisation des services (stockage, disponibilité des données) permettent de récompenser les acteurs de l’écosystème.

Alignement

Il s’agit de promouvoir la gouvernance collective de l’IA décentralisée. Cela permet ainsi d’éviter les monopoles ou la censure, inhérents aux plateformes centralisées. De plus, 0G permet d’abaisser la barrière à l’entrée des systèmes d’IA, grâce aux coûts réduits d’accès aux ressources.

Architecture générale de 0G.ai

Le système proposé par 0G.ai repose sur 4 composants distincts. Son architecture gère efficacement l’utilisation des différentes ressources matérielles nécessaires au déploiement d’applications d’IA décentralisées. Les développeurs peuvent ainsi pour la première fois effectuer des tâches on-chain à coûts réduits.

Chaque composant repose sur des mécanismes de sharding (fragmentation des données et des tâches) innovants, pour en arriver à la scalabilité horizontale infinie de l’infrastructure.

0G Storage

0G Storage est le réseau de stockage décentralisé pouvant gérer de grandes charges de données de façon efficace et sécurisée. Les données sont distribuées au sein d’un réseau de nœuds, plutôt que stockées sur un serveur central. En éliminant ce point unique de défaillance, l’utilisateur obtient une meilleure résilience et une meilleure accessibilité. De tels systèmes existent déjà, comme Filecoin ou Arweave; cependant, ils ne sont pas adaptés à l’intelligence artificielle, en raison de leur débit, de leurs coûts, et du manque d’optimisation pour le traitement de données structurées.

Les grands ensembles de données sont stockés et transférés en utilisant l’erasure coding. Ce mécanisme de fragmentation et de redondance assure leur intégrité en cas de défaillance. Il est à noter que des réseaux de consensus distincts gèrent les différentes partitions de l’infrastructure de stockage. Afin de s’en servir, il est nécessaire de payer le service via le jeton utilitaire de la 0G Chain.

Ce système de stockage comporte deux couches, dédiées aux données structurées et non-structurées. Tout d’abord, le Log Layer ressemble à un système de stockage traditionnel. Il est utile pour les grands ensembles de données qui n’ont pas à être modifiés. Deuxièmement, le KV (Key-Value) Layer est optimisé pour les données structurées. Comme son nom l’indique, avec le système clé-valeur, les données peuvent être mises à jour grâce à de nouvelles entrées, de façon rapide et scalable. Ainsi, il est adapté aux applications dynamiques. Dans les deux cas, c’est le mécanisme de consensus de 0G qui assure l’intégrité et la disponibilité des données stockées : le PoRA.

Proof of Random Access

Ce mécanisme de consensus unique (preuve d’accès aléatoire) incite économiquement le réseau des mineurs de 0G Storage à stocker et gérer les données. Les nœuds doivent ainsi périodiquement confirmer qu’ils stockent activement des ensembles spécifiques. Il est assez similaire à la preuve de travail, où les mineurs doivent fournir un hash spécifique au reste du réseau.

0G DA

La notion de couche de disponibilité des données (DA layer) est désormais centrale dans le paradigme blockchain. Cependant, les solutions actuelles pêchent en termes de scalabilité. Ces systèmes ne disposent pas de leur propres infrastructures de stockage, et tendent à distribuer les données à tous les nœuds du réseau. Ainsi, l’impact en termes de performances (scalabilité, débit, latence et coût) est significatif.

0G DA est scalable à l’infini, et programmable. Il assure donc un accès fluide aux données et à leur vérification pour l’utilisateur final. Les données stockées au sein du système sont immédiatement accessibles à la demande. Il est également basé sur l’erasure coding, et sur un système d’attestation par quorum.

Il faut préciser que 0G DA hérite de la sécurité crypto-économique totale d’Ethereum, contrairement aux systèmes existants. Ainsi, plusieurs petits groupes de nœuds (les quorums) sont chargés de vérifier les preuves cryptographiques correspondant aux données stockées. Cela réduit considérablement la charge de travail : ce sampling, couplé à la parallélisation des tâches, confère à 0G DA une scalabilité horizontale infinie.

0G Serving

Il s’agit de la structure gérant l’inférence de modèles d’IA, la récupération de données et les entraînements, permettant une interaction en temps réel avec des applications d’IA décentralisées. Elle facilite ainsi le déploiement et l’exécution des modèles.

Les fournisseurs de services IA définissent leurs prix, les fonds étant ensuite pré-déposés par les utilisateurs. Lorsqu’une requête est envoyée au service, le fournisseur répond en fonction du solde du demandeur.

0G Chain

Il s’agit de la blockchain modulaire ultra-rapide de 0G.ai, spécifiquement conçue pour l’IA; toutefois, elle est parfaitement adaptée à tout type d’application dynamique – du gaming aux séquenceurs L2. Chacune de ses couches assure une fonction particulière, améliorant sa scalabilité et la flexibilité. En l’occurrence, 0G permet l’optimisation indépendante des couches dédiées au consensus, à l’exécution et au stockage. Elles peuvent ainsi être optimisées pour des applications spécifiques.

Le consensus de 0G est composé de réseaux multiples, pouvant être étendus à la demande. Les fonds des validateurs sont mis en jeu sur Ethereum, et tous les réseaux de consensus sur 0G en dépendent. On parle de shared staking : ainsi, le slashing sur l’un des réseaux 0G se répercute sur Ethereum pour les validateurs concernés.

La compatibilité de la 0G Chain avec l’EVM permet aux développeurs utilisant Ethereum et ses L2 d’intégrer les services de 0G sans renoncer à leurs plateformes de prédilection.

Performances

Les infrastructures blockchain*IA actuelles rencontrent des problèmes de débit, de latence et de coûts. En outre, elles sont mal conçues pour traiter des données non structurées, les rendant inutilisables dans le cas des modèles d’IA complexes, aux bases de données très imposantes. C’est ici que 0G se démarque de ses concurrents. En effet, à titre d’exemple, les réseaux décentralisés dédiés au stockage comme Arweave ou Filecoin peuvent coûter jusqu’à 17 000 $ par To de stockage permanent. 0G Storage propose la même solution pour 11 $ par To.

En termes de caractéristiques techniques, 0G affiche donc les meilleures performances. Le débit est de 50 Go/s par couche de consensus. Cela rend ainsi Zero Gravity 50 000 fois plus rapide que ses compétiteurs, pour un coût 100 fois moins élevé. Le stockage est 1000 fois plus rapide.

Zero Gravity s’impose comme un système d’exploitation complet pour l’IA décentralisée : modèles, calculs et bases de données sont gérés par une seule et même plateforme. Cela permet d’améliorer considérablement les performances et l’accessibilité aux applications pour les développeurs tout comme pour l’utilisateur final.

Grâce aux réseaux de GPU décentralisés, chercheurs et développeurs peuvent accéder à moindre coût aux ressources en calcul de la communauté. Ces capacités de calcul doivent devenir, à terme, comparables à celles des grandes entreprises centralisées du domaine. De plus, décentraliser les clusters de calcul et les ensembles de données étend le champ d’action des développeurs. Ces ressources ne sont plus cloisonnées en silo, mais scalables et accessibles partout dans le monde.

Déploiement d’un nœud 0G

Si Zero Gravity vous intéresse, il est tout à fait possible de participer au projet en déployant un nœud 0G sur le Testnet. Il en existe 3 types, assurant le maintien du réseau et sa sécurité, récompensés pour le travail fourni. Toutes les instructions sont disponibles dans la documentation de 0G.

Nœud de stockage

Ils sont responsables du stockage mais aussi de la distribution des données au sein du réseau.

Nœud de disponibilité des données

Ils sont dédiées à la vérification, à la signature et aux stockage des lacs de données binaires encodées. Sur le Testnet, il faut staker 10 jetons 0G, que l’on peut obtenir via le faucet, ou grâce aux récompenses attribuées aux nœuds de stockage ou de validation.

Configuration matérielle :

• Mémoire : 16 Go de RAM ;
• CPU : 8 cœurs ;
• Disque : 1 To NVMe SSD ;
• Bande-passante : 100 Mbps upload/download.

Nœud validateur

Comme dans tout réseau blockchain, ces nœuds participent au consensus et à la sécurisation de l’infrastructure. Il est conseillé d’utiliser Cosmovisor, l’outil de l’écosystème Cosmos conçu pour mettre à jour les chaînes basées sur son SDK.

En conclusion

L’idée de l’équipe de 0G est de fournir une infrastructure démocratisant l’accès à l’intelligence artificielle. Les propriétés héritées des blockchains et des réseaux distribués sont ainsi mises à la disposition des développeurs IA. Zero Gravity propose le premier système d’exploitation dédié à l’intelligence artificielle on-chain, c’est donc un projet à suivre de près. En outre, sa pile technologique peut être utilisée pour d’autres applications, comme le gaming ou la DeFi. C’est ainsi que l’équipe de développement de 0G est d’ores et déjà en train de construire un écosystème de partenaires clé du Web3 :

Si le sujet de l’intelligence artificielle on-chain vous passionne, le blog de Zero Gravity comporte de nombreux articles de fond. Avant de se lancer dans l’aventure, la lecture du whitepaper s’impose ! Les différents réseaux sociaux de 0G sont accessibles en un clic ci-dessous :

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