RISC-V thay thế EVM: Con đường đột phá hiệu suất của Ethereum

Người đồng sáng lập Ethereum gần đây đã đề xuất một đề xuất lâu dài trong cộng đồng: thay thế máy ảo thực thi hiện tại (EVM) bằng kiến trúc tập lệnh mã nguồn mở RISC-V. Ông cho rằng đây có thể là con đường duy nhất để đạt được bước đột phá hiệu suất ở lớp thực thi và đơn giản hóa logic giao thức, đặc biệt là về hiệu quả của chứng minh không kiến thức (ZK Proof), dự kiến có thể đạt được sự cải thiện tối đa lên đến 100 lần. Đề xuất này nhằm giải quyết các vấn đề nghẽn cổ chai của Ethereum liên quan đến hiệu quả ZK chứng minh, độ phức tạp trong việc xây dựng khối và khả năng sẵn có của dữ liệu.

Hạn chế hiện tại của EVM và ưu điểm của RISC-V

Các vấn đề chính mà EVM phải đối mặt bao gồm:

• Kiến trúc cũ, không tương thích với CPU hiện đại, dẫn đến hiệu suất thực thi ZK-EVM thấp.
• Hiệu suất chứng minh ZK bị hạn chế, khoảng một nửa tài nguyên được sử dụng để thực thi EVM bản thân
• Bảo trì kém, quy chuẩn lộn xộn, khó loại bỏ chức năng phức tạp
• Phát triển bị hạn chế, ngôn ngữ chính khó có thể biên dịch hiệu quả thành mã byte EVM

So với đó, RISC-V có những ưu điểm sau:

• Hiệu suất cao, thân thiện với phần cứng, có thể được sử dụng cho tối ưu hóa JIT thậm chí là tăng tốc phần cứng
• Tối ưu hóa ZK, việc tạo mạch trực tiếp từ các lệnh RISC-V đơn giản hơn so với việc chứng minh hoạt động EVM.
• Chuỗi công cụ trưởng thành, hỗ trợ ngôn ngữ chính, ngưỡng phát triển thấp hơn, hệ sinh thái rộng hơn
• Đã có các trường hợp thành công, như Nervos CKB và các blockchain khác áp dụng

Thay thế đường dẫn và thách thức

Đề xuất ba phương án thay thế:

1. Song song VM: EVM và RISC-V chạy song song, hợp đồng mới có thể chọn RISC-V
2. Giải pháp trình thông dịch trên chuỗi: Tất cả các hợp đồng EVM được giải thích và thực thi bởi hợp đồng RISC-V trên chuỗi.
3. Cơ chế plugin của trình thông dịch: xem trình thông dịch như một phần tử giao thức, cho phép chèn các VM khác trong tương lai.

Những thách thức kỹ thuật mà việc triển khai phải đối mặt bao gồm:

• Rủi ro giảm hiệu suất thực thi
• Cần phải tái cấu trúc giá gas
• Thiết kế hộp cát an toàn
• Phù hợp với công cụ phát triển
• Vấn đề tương thích di chuyển

Có xu hướng chọn phương án một làm lộ trình chuyển tiếp, cam kết đảm bảo tính tương tác giữa các hợp đồng mới và cũ cũng như việc nâng cấp không gây cảm giác cho người dùng.

Ảnh hưởng đến lộ trình mở rộng hiện tại

RISC-V là tối ưu hóa hạ tầng, sẽ không thay thế lộ trình mở rộng hiện tại:

• Layer 2: Rollup vẫn là lực lượng chính, RISC-V nâng cao hiệu suất xử lý L1 và hiệu suất xác minh ZK
• Phân mảnh dữ liệu và EIP-4844: vẫn cần giải quyết nút thắt khả dụng dữ liệu
• FaaS, MEV: Không liên quan đến kiến trúc máy ảo, không bị ảnh hưởng

Phản hồi từ cộng đồng và các thử nghiệm liên quan

Cộng đồng có sự khác biệt:

• Những người ủng hộ cho rằng đây là một bản nâng cấp cần thiết để đối phó với những thách thức về hiệu suất.
• Các bảo thủ lo ngại về độ khó trong việc thực hiện và chi phí cập nhật sinh thái.

Các dự án tham khảo tương tự:

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

Triển vọng tác động trong tương lai

Nếu Ethereum chuyển sang RISC-V, có thể mang lại những thay đổi sau:

• Trải nghiệm nhà phát triển: Giữ nguyên ngôn ngữ hiện tại, có thể thêm hỗ trợ ngôn ngữ mới
• Chi phí vận hành và hiệu suất: Tăng cường hiệu quả thực thi, Tối ưu hóa mô hình Gas
• Tương thích và phát triển sinh thái: Chuyển đổi đồng thời hai VM, hạ tầng cần phải thích ứng
• An toàn và ổn định: Cần thử nghiệm và xác minh rộng rãi, có hy vọng nâng cao độ tin cậy của giao thức

Đề xuất này đại diện cho sự suy nghĩ sâu sắc của Ethereum về giới hạn hiệu suất tương lai và sự đơn giản của giao thức. Việc thực hiện sẽ là một quá trình lâu dài, cần vượt qua nhiều thách thức. Nó không phải là lật đổ lộ trình hiện tại, mà là chuẩn bị cho tương lai, là một cuộc khám phá về "liệu nền tảng có đáng để tái cấu trúc".