RISC-V замена EVM: путь к прорыву производительности Ethereum

Соучредитель Ethereum недавно предложил в сообществе долгосрочную инициативу: заменить текущую виртуальную машину (EVM) на архитектуру набора команд с открытым исходным кодом RISC-V. Он считает, что это может быть единственным путем к прорыву в производительности исполнительного слоя и упрощению логики протокола, особенно в отношении эффективности доказательства с нулевым разглашением (ZK Proof), что, как ожидается, может привести к улучшению до 100 раз. Эта инициатива направлена на решение проблем узких мест Ethereum в отношении эффективности ZK-доказательства, сложности построения блоков и доступности данных.

Ограничения текущего EVM и преимущества RISC-V

Основные проблемы, с которыми сталкивается EVM, включают:

• Устаревшая архитектура, несовместимая с современными ЦП, что приводит к низкой эффективности выполнения ZK-EVM
• Эффективность ZK-доказательства ограничена, около половины ресурсов используется для выполнения самого EVM
• Плохая поддержка, хаотичные стандарты, сложно отменить сложные функции
• Ограниченная разработка, основные языки трудно эффективно компилировать в байт-код EVM

В сравнении, RISC-V обладает следующими преимуществами:

• Высокая производительность, совместимость с аппаратным обеспечением, может использоваться для JIT-оптимизации и даже аппаратного ускорения
• Оптимизация ZK, непосредственно генерируя цепи для инструкций RISC-V, проще, чем доказывать операции EVM.
• Зрелая цепочка инструментов, поддерживающая основные языки, более низкий уровень входа для разработчиков, более широкая экосистема
• Уже есть успешные примеры, такие как Nervos CKB и другие блокчейны.

Замена путей и вызовы

Предложены три альтернативных варианта:

1. Двойная работа VM: EVM и RISC-V работают параллельно, новые контракты могут использовать RISC-V
2. Решение с интерпретатором на блокчейне: все контракты EVM исполняются интерпретируемыми на блокчейне контрактами RISC-V.
3. Механизм плагинов интерпретатора: использовать интерпретатор в качестве элемента протокола, что позволяет в будущем вставлять другие виртуальные машины.

Технические проблемы, с которыми сталкивается внедрение, включают:

• Риск снижения производительности исполнения
• Необходима реконструкция ценообразования газа
• Безопасный песочница дизайн
• Адаптация инструментов разработки
• Проблемы совместимости при миграции

Предпочитает использовать вариант один в качестве переходного пути, обязуясь обеспечить совместимость старых и новых контрактов, а также безболезненное обновление для пользователей.

Влияние на существующий путь масштабирования

RISC-V является оптимизацией инфраструктуры и не заменит существующий путь масштабирования:

• Уровень 2: Rollup все еще остается основным, RISC-V повышает эффективность обработки L1 и производительность проверки ZK
• Шардинг данных и EIP-4844: необходимо решить проблему доступности данных
• FaaS, MEV: не зависят от архитектуры виртуальной машины, не подвержены влиянию

Обратная связь сообщества и связанные попытки

Сообщество разделилось во мнениях:

• Сторонники считают, что это необходимое обновление для решения проблем с производительностью
• Консерваторы беспокоятся о сложности реализации и стоимости обновления экосистемы

Похожие проекты:

• Переместить виртуальную машину(Aptos/Sui)
• Топливная машина
• WASM (Стилус)
• Нервос CKB

Прогноз влияния на будущее

Если Ethereum перейдет на RISC-V, это может привести к следующим изменениям:

• Опыт разработчика: сохранить существующие языки, возможно, добавить поддержку новых языков
• Операционные затраты и производительность: повышение эффективности выполнения, оптимизация модели Gas
• Экологическая совместимость и развитие: переход с двумя виртуальными машинами, инфраструктура должна быть адаптирована
• Безопасность и стабильность: требуется широкое тестирование и проверка, что должно повысить надежность протокола

Это предложение представляет собой глубокое размышление Эфира о предельной производительности в будущем и простоте протокола. Реализация будет долгим процессом и потребует преодоления множества вызовов. Это не отмена существующего пути, а подготовка к будущему, это исследование вопроса "стоит ли переосмысливать основу".