RISC-V como alternativa ao EVM: o caminho para a quebra de desempenho do Ethereum

O cofundador do Ethereum recentemente propôs na comunidade uma proposta de longo prazo: substituir a atual Máquina Virtual de Execução (EVM) por uma arquitetura de conjunto de instruções RISC-V de código aberto. Ele acredita que esta pode ser a única maneira de alcançar um avanço de desempenho na camada de execução e simplificar a lógica do protocolo, especialmente em termos de eficiência de prova de conhecimento zero (ZK Proof), prevendo uma otimização de até 100 vezes. A proposta visa resolver problemas de gargalo do Ethereum em relação à eficiência de prova ZK, complexidade de construção de blocos e disponibilidade de dados.

Limitações atuais do EVM e as vantagens do RISC-V

Os principais problemas enfrentados pelo EVM incluem:

• Arquitetura antiga, incompatível com CPUs modernas, resultando em baixa eficiência de execução do ZK-EVM
• A eficiência da prova ZK é limitada, cerca de metade dos recursos é usada para executar a própria EVM
• Manutenção deficiente, normas confusas, difícil de eliminar funções complexas
• Desenvolvimento limitado, linguagens mainstream difíceis de compilar eficientemente em bytecode EVM

Em comparação, o RISC-V possui as seguintes vantagens:

• Alto desempenho, amigável ao hardware, pode ser usado para otimização JIT e até aceleração de hardware
• Otimização ZK, a geração de circuitos diretamente a partir de instruções RISC-V é mais simples do que provar operações EVM.
• Cadeia de ferramentas madura, suporta linguagens populares, menor barreira de entrada para desenvolvimento, ecossistema mais amplo
• Já existem casos de sucesso, como a Nervos CKB e outras blockchains adotadas.

Substituir Caminhos e Desafios

Foram apresentadas três opções de substituição:

1. Duas VMs em coexistência: EVM e RISC-V operam em paralelo, novos contratos podem optar por RISC-V
2. Solução de interpretador on-chain: todos os contratos EVM são interpretados e executados por contratos RISC-V on-chain
3. Mecanismo de plugins do interpretador: permite que o interpretador seja um elemento do protocolo, permitindo a inserção futura de outras VM.

Os desafios técnicos enfrentados na implementação incluem:

• Risco de deterioração do desempenho de execução
• A precificação de Gas precisa ser reestruturada
• Design de sandbox seguro
• Adaptação de ferramentas de desenvolvimento
• Problemas de compatibilidade de migração

Tendemos a adotar a opção um como caminho de transição, comprometendo-nos a garantir a interoperabilidade entre os contratos antigos e novos e a atualização sem perceções para os usuários.

Impacto nas rotas de escalabilidade existentes

RISC-V é uma otimização de infraestrutura, não substituirá as rotas de escalabilidade existentes:

• Camada 2: Rollup continua a ser a principal força, RISC-V aumenta a eficiência de processamento L1 e o desempenho de verificação ZK
• Fragmentação de dados e EIP-4844: ainda é necessário resolver o gargalo de disponibilidade de dados
• FaaS, MEV: não dependem da arquitetura da máquina virtual, não são afetados

Feedback da Comunidade e Tentativas Relacionadas

Existem divergências na comunidade:

• Os apoiantes acreditam que esta é uma atualização necessária para enfrentar os desafios de desempenho
• Os conservadores temem a dificuldade de implementação e os custos de atualização ecológica.

Projetos semelhantes de referência:

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

Perspectivas de Impacto Futuro

Se o Ethereum mudar para RISC-V, isso pode trazer as seguintes mudanças:

• Experiência do desenvolvedor: manter a linguagem atual, podendo adicionar suporte a novas linguagens
• Custo de operação e desempenho: aumento da eficiência de execução, otimização do modelo Gas
• Compatibilidade e desenvolvimento ecológico: transição com coexistência de duas VMs, a infraestrutura precisa ser adaptada
• Segurança e estabilidade: necessita de testes e validações extensivas, com a expectativa de aumentar a fiabilidade do protocolo

Esta proposta representa um profundo pensamento da Ethereum sobre os limites de desempenho futuros e a simplicidade do protocolo. A implementação será um processo de longo prazo, exigindo a superação de múltiplos desafios. Não se trata de derrubar a rota existente, mas sim de preparar o futuro, é uma exploração sobre "se a base deve ser remodelada".