RISC-V thay thế EVM: Đề xuất cải cách cho lớp thực thi Ethereum

Gần đây, người đồng sáng lập Ethereum đã đề xuất một kế hoạch dài hạn, đề nghị thay thế máy ảo thực thi hiện tại (EVM) bằng kiến trúc tập lệnh RISC-V mã nguồn mở. Đề xuất này nhằm vượt qua những hạn chế về hiệu suất của lớp thực thi và đơn giản hóa logic giao thức, đặc biệt là về hiệu suất của chứng minh không kiến thức (ZK Proof), dự kiến có thể đạt được mức tối ưu hóa lên đến 100 lần.

Hạn chế của EVM hiện tại và lợi thế của RISC-V

Vấn đề tồn tại trong EVM:

1. Kiến trúc cũ kỹ: Cấu trúc ngăn xếp 256 bit không tương thích với CPU hiện đại, ảnh hưởng đến hiệu suất thực thi ZK-EVM.
2. Nút thắt của chứng minh ZK: Nhiều tài nguyên được sử dụng để thực thi EVM chính nó, hạn chế hiệu quả chứng minh ZK.
3. Bảo trì khó khăn: Nhiều năm tích lũy chức năng dẫn đến quy chuẩn phức tạp, một số tính năng khó bị loại bỏ.
4. Phát triển bị hạn chế: Tập lệnh không chuẩn đã hạn chế sự hỗ trợ đa ngôn ngữ.

Lợi thế của RISC-V:

1. Hiệu suất cao: Tập lệnh tinh gọn phù hợp với tối ưu hóa phần cứng, thậm chí có thể đạt được tăng tốc phần cứng.
2. Tối ưu hóa ZK thân thiện: tạo mạch trực tiếp cho lệnh RISC-V, đơn giản hóa quy trình chứng minh ZK.
3. Chuỗi công cụ trưởng thành: Hỗ trợ nhiều ngôn ngữ lập trình chính, giảm thiểu rào cản phát triển.
4. Tiêu chuẩn chung: Các dự án blockchain hiện có đã áp dụng thành công, có kinh nghiệm thực tiễn.

Thay thế đường dẫn và thách thức

Ba phương án thay thế có thể:

1. Song song VM: EVM và RISC-V chạy song song, đảm bảo tính tương thích.
2. Trình giải thích trên chuỗi: Thực thi tất cả các hợp đồng EVM thông qua hợp đồng RISC-V.
3. Cơ chế plugin trình thông dịch: Sử dụng trình thông dịch như một phần tử giao thức, hỗ trợ mở rộng trong tương lai.

Những thách thức kỹ thuật đối mặt trong việc triển khai:

• Hiệu suất thực hiện có thể tạm thời giảm.
• Hệ thống định giá Gas cần được thiết kế lại
• Xây dựng môi trường hộp cát an toàn
• Nâng cấp toàn diện chuỗi công cụ phát triển
• Đảm bảo việc chuyển giao hợp đồng hiện tại diễn ra suôn sẻ

Ảnh hưởng đến lộ trình mở rộng hiện tại

Việc đưa RISC-V vào sẽ không thay thế các chiến lược mở rộng hiện có:

• Layer 2 vẫn là hướng mở rộng chính, RISC-V có thể cải thiện hiệu suất xác minh L1.
• Phân mảnh dữ liệu và EIP-4844 vẫn cần thiết, giải quyết vấn đề khả dụng dữ liệu.
• Công nghệ liên quan đến FaaS và MEV không bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi kiến trúc máy ảo.

Phản ứng của cộng đồng và những nỗ lực tương tự

Cộng đồng có phản ứng khác nhau đối với đề xuất này: những người ủng hộ coi đây là một nâng cấp chiến lược cần thiết, trong khi những người có thái độ bảo thủ lo ngại về độ khó trong việc thực hiện và ảnh hưởng đến hệ sinh thái.

Ngành công nghiệp đã có những nỗ lực liên quan có thể tham khảo:

• Di chuyển VM (Aptos/Sui)
• FuelVM
• WASM (được triển khai trong Stylus của Arbitrum)
• Một dự án blockchain đã sử dụng RISC-V trên mạng chính

Triển vọng ảnh hưởng trong tương lai

Nếu Ethereum cuối cùng áp dụng RISC-V, có thể mang lại những thay đổi sau:

• Các nhà phát triển có thể có nhiều lựa chọn ngôn ngữ hơn, nhưng các ngôn ngữ hiện có vẫn có thể sử dụng.
• Nâng cao hiệu quả thực hiện có thể giảm chi phí Gas, tăng cường khả năng xử lý giao dịch.
• Hệ sinh thái cần dần thích ứng với kiến trúc mới, có thể ảnh hưởng đến khả năng tương thích giữa các chuỗi.
• Lớp thực thi đơn giản hóa được kỳ vọng sẽ nâng cao tính bảo mật và khả năng kiểm toán của giao thức.

Đề xuất này đại diện cho sự suy nghĩ sâu sắc của Ethereum về hiệu suất tương lai và sự đơn giản của giao thức. Mặc dù quá trình thực hiện có thể mất vài năm, nhưng nó mở ra những khả năng mới cho sự phát triển lâu dài của Ethereum. Như những người đề xuất đã nói, để đạt được bước nhảy vọt chất lượng, sự thay đổi căn bản này có thể là con đường cần thiết.