RISC-V mungkin akan menjadi alternatif masa depan untuk Ethereum Virtual Machine

Baru-baru ini, salah satu pendiri Ethereum mengajukan sebuah proposal jangka panjang, yang menyarankan untuk mengganti mesin virtual eksekusi saat ini (EVM) dengan arsitektur set instruksi RISC-V sumber terbuka. Ide ini disamakan dengan Beam Chain di lapisan konsensus, dan dianggap sebagai satu-satunya jalur potensial untuk mencapai terobosan kinerja lapisan eksekusi dan menyederhanakan logika protokol. Terutama dalam hal efisiensi bukti nol pengetahuan (ZK Proof), diharapkan dengan mengganti EVM, dapat mencapai peningkatan optimasi hingga 100 kali. Proposal ini bertujuan untuk mengatasi masalah bottleneck saat ini di Ethereum terkait efisiensi ZK Proof, kompleksitas pembangunan blok, dan ketersediaan data.

Keterbatasan EVM Saat Ini dan Keunggulan RISC-V

Masalah EVM:

1. Arsitektur usang: EVM menggunakan struktur tumpukan 256-bit yang tidak kompatibel dengan CPU modern, yang mengakibatkan efisiensi rendah saat mengeksekusi ZK-EVM.
2. Bottleneck ZK Proof: Sekitar setengah sumber daya digunakan untuk menjalankan EVM itu sendiri, membatasi efisiensi ZK proof.
3. Pemeliharaan yang buruk: Akumulasi fungsi kompleks selama bertahun-tahun, ketidakaturan standar, beberapa fungsi sulit untuk dihapus.
4. Pengembangan Terbatas: Instruksi set non-standar membatasi dukungan lintas bahasa, bahasa mainstream sulit untuk dikompilasi secara efisien menjadi bytecode EVM.

Keunggulan RISC-V:

1. Kinerja efisien: RISC-V adalah set instruksi yang disederhanakan dari CPU nyata, ramah perangkat keras, dan dapat digunakan untuk optimasi JIT bahkan akselerasi perangkat keras.
2. Optimasi ZK: Menghasilkan sirkuit untuk instruksi RISC-V secara langsung dalam bukti ZK, lebih sederhana dibandingkan membuktikan operasi EVM.
3. Rangkaian alat yang matang: mendukung bahasa utama seperti Rust/C/C++, ambang pengembangan lebih rendah, ekosistem lebih luas.
4. Standar Umum: Beberapa proyek blockchain telah mengadopsi, dengan contoh keberhasilan.

Pendiri bersama Ethereum menunjukkan bahwa alih-alih mengkompilasi EVM ke RISC-V dalam ZK-EVM, lebih baik menggunakan RISC-V sebagai arsitektur eksekusi kontrak secara langsung, yang secara fundamental meningkatkan efisiensi eksekusi dan potensi skalabilitas.

Jalur dan Tantangan Penggantian

Tiga opsi penggantian:

1. Dual VM coexistence (paling konservatif): EVM dan RISC-V berjalan secara paralel, kontrak baru dapat memilih RISC-V, memastikan kompatibilitas selama periode transisi.
2. Solusi Interpreter On-chain (Radikal): Semua kontrak EVM akan dieksekusi dan diinterpretasikan oleh kontrak RISC-V di on-chain.
3. Mekanisme plugin interpreter (kompromi): menjadikan interpreter sebagai elemen protokol, memungkinkan penyisipan VM lain di masa depan.

Tantangan teknis yang dihadapi dalam implementasi:

1. Risiko penurunan kinerja eksekusi: RISC-V perlu disimulasikan pada chip x86, yang mungkin memiliki efisiensi awal yang lebih rendah dibandingkan EVM yang sudah dioptimalkan.
2. Penetapan Gas perlu direstrukturisasi: perlu mendefinisikan model Gas baru untuk instruksi RISC-V, untuk memastikan keadilan dan keamanan.
3. Desain sandbox yang aman: membatasi panggilan sistem, mencegah modifikasi kode sendiri, menjamin eksekusi yang deterministik.
4. Adaptasi alat pengembangan: perlu memperbarui kompiler, debugger, dan alat audit keamanan, mendukung bytecode RISC-V.
5. Masalah kompatibilitas migrasi: Beberapa kontrak bergantung pada fitur EVM, migrasi perlu merancang lapisan kompatibilitas atau mekanisme fallback dengan hati-hati.

Pendiri bersama Ethereum cenderung memilih opsi satu sebagai jalur transisi, dan berjanji bahwa kontrak lama dan baru akan tetap interoperable, memastikan pengalaman pengembang tetap sama, dan pengguna tidak merasakan peningkatan.

Pengaruh terhadap Rute Skalabilitas yang Ada

RISC-V adalah optimisasi infrastruktur, tidak akan menggantikan jalur penskalaan yang ada.

Layer 2：

• Rollup masih menjadi kekuatan utama dalam perluasan Ethereum, RISC-V meningkatkan efisiensi pemrosesan L1 dan kinerja verifikasi ZK, bukan secara langsung meningkatkan throughput.
• Verifikasi L1 yang lebih cepat dapat membantu Rollup mengirimkan data dengan biaya yang lebih rendah dan lebih cepat, meningkatkan skalabilitas secara keseluruhan.

Data Sharding dan EIP-4844:

• Bottleneck ketersediaan data masih perlu diselesaikan oleh EIP-4844 (blob) dan Danksharding, RISC-V tidak mempengaruhi kapasitas data on-chain.
• Perubahan arsitektur eksekusi tidak mengubah kebutuhan penyimpanan data L1.

FaaS, MEV:

• Tidak bergantung pada arsitektur Virtual Machine, tidak akan gagal karena kemajuan RISC-V.

Ringkasan: RISC-V adalah "mesin pengganti", L2/pemecahan adalah "jaringan jalan", keduanya memiliki dimensi yang berbeda dan tidak saling bertentangan.

Umpan Balik Komunitas dan Upaya Terkait

Perbedaan di Komunitas:

• Pendukung: menganggap ini adalah peningkatan strategis yang diperlukan untuk menghadapi tantangan dari blockchain berkinerja tinggi lainnya, dan membantu menarik pengembang tradisional.
• Konservatif: khawatir tentang kesulitan implementasi, beban sejarah, biaya pembaruan alat ekosistem yang tinggi, meragukan rasio investasi dan hasil sumber daya.

Referensi proyek serupa:

• Move VM: VM yang baru dengan orientasi sumber daya, keamanan bahasa yang kuat, tetapi tidak kompatibel dengan EVM.
• FuelVM: VM baru yang dirancang untuk pemrosesan paralel, dilengkapi dengan bahasa Sway, dengan kompatibilitas terbatas.
• WASM (Stylus): Memperkenalkan WASM sebagai bahasa kontrak di L2, telah diimplementasikan di beberapa L2 dengan kelayakan yang nyata.
• Sebuah proyek blockchain: Contoh penggunaan RISC-V sebagai VM kontrak di mainnet, memberikan referensi praktis untuk Ethereum.

Pendiri bersama Ethereum mengemukakan bahwa pengajuan RISC-V tidak berarti menolak pilihan lain, dia percaya bahwa mekanisme interpreter di masa depan juga dapat digunakan untuk menyisipkan VM seperti Move, WASM, dan membangun ekosistem eksekusi yang beragam.

Prospek Dampak Masa Depan

Pengalaman Pengembang:

• Bahasa seperti Solidity/Vyper masih dapat digunakan, perubahan terjadi pada backend compiler, bukan pada bahasa itu sendiri.
• Mungkin akan membuka bahasa baru seperti Rust/C untuk menulis kontrak, tetapi tidak memaksa migrasi.

Biaya Operasional dan Kinerja:

• Peningkatan efisiensi eksekusi akan membawa batas Gas yang lebih tinggi dan biaya yang lebih rendah.
• Kontrak RISC-V dapat mengurangi ketergantungan pada kontrak yang telah dikompilasi sebelumnya, model Gas lebih dekat dengan biaya pembuktian ZK.

Kecocokan dan Pengembangan Ekosistem:

• Selama periode coexistensi ganda VM, kontrak yang ada dapat terus berjalan, dan kontrak baru secara bertahap mengadopsi RISC-V.
• Infrastruktur perlu mendukung format bytecode baru, yang mungkin memicu perubahan kompatibilitas antar rantai.

Keamanan dan Stabilitas:

• Arsitektur baru perlu diuji secara luas dan divalidasi secara formal untuk meningkatkan keandalan protokol.
• Lapisan eksekusi yang lebih sederhana menguntungkan untuk audit dan pengendalian permukaan serangan.

Kesimpulan

Pendiri bersama Ethereum mengusulkan untuk mengganti EVM Ethereum dengan RISC-V, yang mencerminkan pemikiran mendalam Ethereum tentang batas kinerja masa depan dan kesederhanaan protokol. Proposal ini masih dalam tahap diskusi awal, dan diharapkan implementasinya akan menjadi proses yang memakan waktu beberapa tahun, melewati berbagai tantangan teknis, komunitas, dan ekosistem. Ini bukan untuk membalikkan jalur yang ada, tetapi untuk memperkuat dasar dan mempersiapkan masa depan.

Seperti yang dikatakan oleh salah satu pendiri Ethereum: "Untuk mencapai peningkatan yang signifikan, perubahan radikal ini mungkin satu-satunya jalan yang layak."

Kita sebaiknya menganggap ini sebagai taruhan untuk masa depan, serta eksplorasi mendalam tentang "apakah dasar layak untuk dibentuk kembali".