RISC-V como alternativa a EVM: el camino hacia el avance del rendimiento de Ethereum

El cofundador de Ethereum propuso recientemente en la comunidad una propuesta a largo plazo: reemplazar la actual máquina virtual de la capa de ejecución (EVM) con una arquitectura de conjunto de instrucciones de código abierto RISC-V. Él cree que esta podría ser la única manera de lograr un avance en el rendimiento de la capa de ejecución y simplificar la lógica del protocolo, especialmente en términos de eficiencia de las pruebas de conocimiento cero (ZK Proof), con una expectativa de optimización de hasta 100 veces. Esta propuesta tiene como objetivo abordar los problemas de cuellos de botella de Ethereum en la eficiencia de las pruebas ZK, la complejidad de la construcción de bloques y la disponibilidad de datos.

Las limitaciones actuales de EVM y las ventajas de RISC-V

Los principales problemas que enfrenta EVM incluyen:

• La arquitectura es antigua y no es compatible con los CPU modernos, lo que provoca una baja eficiencia en la ejecución de ZK-EVM.
• La eficiencia de la prueba ZK está limitada, aproximadamente la mitad de los recursos se utilizan para ejecutar EVM en sí.
• Mala mantenibilidad, normas confusas, difícil de eliminar funciones complejas
• Desarrollo limitado, los lenguajes de programación mainstream son difíciles de compilar eficientemente en código de bytes EVM

En comparación, RISC-V tiene las siguientes ventajas:

• Alto rendimiento, amigable con el hardware, se puede utilizar para optimización JIT e incluso aceleración de hardware
• Optimización ZK, generar circuitos directamente para instrucciones RISC-V es más sencillo que probar operaciones EVM.
• Cadena de herramientas madura, soporta lenguajes principales, umbral de desarrollo más bajo, ecosistema más amplio
• Ya hay casos de éxito, como Nervos CKB y otras blockchains adoptadas.

Reemplazo de rutas y desafíos

Se han propuesto tres soluciones alternativas:

1. Doble VM coexistente: EVM y RISC-V funcionan en paralelo, los nuevos contratos pueden optar por RISC-V
2. Solución de intérprete en cadena: todos los contratos EVM son interpretados y ejecutados por contratos RISC-V en la cadena.
3. Mecanismo de plugins del intérprete: se incorpora el intérprete como elemento del protocolo, permitiendo la inserción futura de otras VM.

Los desafíos técnicos que enfrenta la implementación incluyen:

• Riesgo de deterioro del rendimiento de ejecución
• La tarifa de Gas necesita ser reconstruida
• Diseño de sandbox seguro
• Adaptación de herramientas de desarrollo
• Problemas de compatibilidad de migración

Se inclina a adoptar la opción uno como camino de transición, comprometiéndose a garantizar la interoperabilidad entre los contratos nuevos y antiguos y una actualización sin problemas para los usuarios.

Impacto en las rutas de escalabilidad existentes

RISC-V es una optimización de infraestructura, no reemplazará las rutas de escalado existentes:

• Capa 2: Rollup sigue siendo el principal, RISC-V mejora la eficiencia de procesamiento de L1 y el rendimiento de verificación ZK
• Fragmentación de datos y EIP-4844: aún se necesita resolver el cuello de botella de la disponibilidad de datos
• FaaS, MEV: no están relacionados con la arquitectura de la máquina virtual y no se ven afectados.

Retroalimentación de la comunidad y esfuerzos relacionados

Existen divisiones en la comunidad:

• Los partidarios creen que esta es una actualización necesaria para abordar los desafíos de rendimiento.
• Los conservadores están preocupados por la dificultad de implementación y el costo de la actualización ecológica.

Proyectos similares de referencia:

• Mover VM (Aptos/Sui)
• FuelVM
• WASM (Stylus)
• Nervos CKB

Perspectivas de impacto futuro

Si Ethereum cambia a RISC-V, podría traer los siguientes cambios:

• Experiencia del desarrollador: mantener los idiomas existentes, puede aumentar el soporte para nuevos idiomas
• Costos operativos y rendimiento: mejora de la eficiencia de ejecución, optimización del modelo Gas
• Compatibilidad y desarrollo ecológicos: transición con coexistencia de dos VM, la infraestructura debe adaptarse
• Seguridad y estabilidad: se requiere una amplia prueba y verificación, se espera mejorar la fiabilidad del protocolo

Esta propuesta representa una profunda reflexión de Ethereum sobre los límites de rendimiento futuros y la simplicidad del protocolo. La implementación será un proceso a largo plazo que requerirá superar múltiples desafíos. No se trata de derrocar la ruta existente, sino de prepararse para el futuro, es una exploración sobre "si la base merece ser remodelada".