Замена EVM на RISC-V: инновационное предложение для уровня выполнения Ethereum

Недавно соучредитель Ethereum предложил долгосрочную инициативу, которая предполагает замену текущей виртуальной машины уровня выполнения (EVM) на открытую архитектуру команд RISC-V. Это предложение направлено на преодоление узкого места производительности уровня выполнения и упрощение логики протокола, особенно в отношении эффективности нулевых знаний (ZK Proof), что, как ожидается, может привести к увеличению производительности до 100 раз.

Ограничения текущего EVM и преимущества RISC-V

Проблемы EVM:

1. Устаревшая архитектура: 256-битная стековая структура несовместима с современными ЦП, что влияет на эффективность выполнения ZK-EVM.
2. Узкое место ZK-доказательства: большое количество ресурсов используется для выполнения самого EVM, что ограничивает эффективность ZK-доказательства.
3. Сложности в обслуживании: накопление функций за многие годы привело к сложности спецификаций, и некоторые характеристики трудно отменить.
4. Ограниченная разработка: нестандартный набор инструкций ограничивает поддержку межъязыкового взаимодействия.

Преимущества RISC-V:

1. Высокая производительность: упрощенный набор команд подходит для оптимизации аппаратного обеспечения и даже может обеспечить аппаратное ускорение.
2. Оптимизация ZK: прямое создание схемы для команд RISC-V, упрощение процесса ZK-доказательства.
3. Создание инструментария: поддержка множества основных языков программирования, снижение порога разработки.
4. Универсальные стандарты: уже существуют блокчейн-проекты, успешно применяющие их, обладающие практическим опытом.

Замена пути и вызовы

Три возможных варианта замены:

1. Двойная работа VM: EVM и RISC-V работают параллельно, обеспечивая совместимость.
2. Очно объясняющий: выполняет все контракты EVM через интерпретацию контрактов RISC-V.
3. Механизм плагинов интерпретатора: использовать интерпретатор как элемент протокола, поддерживать будущее расширение.

Технические вызовы, с которыми сталкивается внедрение:

• Производительность может временно снизиться
• Система ценообразования газа требует переработки
• Построение безопасной песочницы
• Полное обновление инструментов разработки
• Обеспечьте плавную миграцию существующих контрактов

Влияние на существующие маршруты масштабирования

Введение RISC-V не заменит существующие стратегии масштабирования:

• Layer 2 по-прежнему является основным направлением для расширения, RISC-V может повысить эффективность валидации L1.
• Шардинг данных и EIP-4844 по-прежнему необходимы для решения проблемы доступности данных.
• Технологии FaaS и MEV не подвержены влиянию изменений архитектуры виртуальной машины.

Реакция сообщества и подобные попытки

Сообщество по-разному отреагировало на это предложение: сторонники считают его необходимым стратегическим обновлением, в то время как консерваторы выражают беспокойство по поводу сложности реализации и влияния на экосистему.

В отрасли уже есть соответствующие попытки, на которые можно ориентироваться:

• Переместить виртуальную машину(Aptos/Sui)
• Топливная машина
• WASM (реализованный в Stylus на Arbitrum)
• Некоторый блокчейн проект уже использует RISC-V в основной сети

Прогнозы влияния в будущем

Если Ethereum в конечном итоге примет RISC-V, это может привести к следующим изменениям:

• Разработчики могут получить больше вариантов языков, но существующие языки все еще доступны.
• Повышение эффективности выполнения может снизить Gas-расходы и увеличить способность обработки транзакций.
• Экосистема должна постепенно адаптироваться к новой архитектуре, что может повлиять на совместимость между цепями.
• Упрощенный уровень исполнения обещает повысить безопасность и аудируемость протокола.

Это предложение представляет собой глубокое размышление Ethereum о будущем производительности и простоты протокола. Несмотря на то, что процесс реализации может занять несколько лет, оно открывает новые возможности для долгосрочного развития Ethereum. Как сказал автор предложения, для достижения качественного скачка такая фундаментальная трансформация может быть необходимым путем.