Віртуальна машина Ethereum стикається з суттєвими змінами: архітектура RISC-V може замінити EVM

Співзасновник Ethereum нещодавно висунув перспективну пропозицію на форумі спільноти, запропонувавши в довгостроковій перспективі замінити існуючу виконавчу віртуальну машину (EVM) на відкриту архітектуру команд RISC-V. Ця ідея була порівняна з рівнем консенсусу Beam Chain і вважається єдиним потенційним шляхом досягнення прориву в продуктивності виконавчого рівня та спрощення логіки протоколу. Особливо в плані ефективності нульових знань (ZK Proof) очікується, що заміна EVM може забезпечити до 100 разів оптимізації. Ця пропозиція має на меті вирішення поточних проблем Ethereum у сфері ефективності ZK-доказів, складності побудови блоків, доступності даних та інших аспектах.

Обмеження EVM та переваги RISC-V

Основні проблеми, з якими стикається поточна EVM, включають застарілу архітектуру, низьку ефективність ZK-доказів, складнощі з обслуговуванням та обмеження в розробці. У порівнянні з цим, RISC-V має такі переваги:

1. Висока продуктивність: RISC-V є скороченим набором інструкцій справжнього ЦП, дружнім до апаратного забезпечення, може використовуватися для JIT-оптимізації або навіть апаратного прискорення.
2. ZK оптимізація: безпосередньо генерувати схему для команд RISC-V у ZK-доказах простіше, ніж доводити дії EVM.
3. Зрілість інструментів: підтримка основних мов програмування, таких як Rust/C/C++, зменшує поріг входження для розробників і розширює екосистему.
4. Загальні стандарти: вже існуючі проекти блокчейн, що мають успішні кейси.

Замінити шлях та виклики

Пропозиція містить три можливі альтернативи:

1. Подвійна ВМ: найконсервативніший варіант, EVM і RISC-V працюють паралельно, нові контракти можуть використовувати RISC-V, що забезпечує сумісність у перехідний період.
2. Рішення з інтерпретатором на блокчейні: радикальне рішення, всі контракти EVM виконуються за допомогою інтерпретації контрактів RISC-V на блокчейні.
3. Механізм плагінів інтерпретатора: компромісне рішення, яке дозволяє використовувати інтерпретатор як елемент протоколу, що дозволяє в подальшому вставляти інші ВМ.

Технічні виклики, з якими можна зіткнутися в процесі реалізації, включають ризик зниження продуктивності виконання, реконструкцію ціноутворення Gas, проектування безпечних пісочниць, адаптацію розробницьких інструментів та проблеми сумісності при міграції тощо.

Вплив на існуючі маршрути розширення

Введення RISC-V не замінить існуючі маршрути розширення, такі як Layer 2 та розподіл даних. Це в основному оптимізація інфраструктури, спрямована на підвищення ефективності обробки L1 та продуктивності перевірки ZK. Layer 2 все ще буде основним засобом розширення Ethereum, тоді як вузькі місця в доступності даних все ще потрібно вирішувати за допомогою EIP-4844 та Danksharding. Введення RISC-V можна розглядати як "заміна двигуна", тоді як L2/шарування є "розширенням мережі", і обидва вони паралельні в різних вимірах.

Зворотний зв'язок спільноти та відповідні спроби

Громада має розбіжності щодо цієї пропозиції. Прихильники вважають, що це необхідне стратегічне оновлення для подолання викликів продуктивності, що допоможе залучити традиційних розробників. Консерватори ж стурбовані великою складністю впровадження, важкою історією, високими витратами на оновлення екосистемних інструментів і ставлять під сумнів співвідношення витрат і результатів ресурсів.

В індустрії вже були подібні спроби, такі як Move VM, FuelVM, WASM тощо. Один з блокчейн-проектів вже використовує RISC-V як VM для контрактів в основній мережі, що надає практичні посилання для Ethereum.

Перспективи майбутнього впливу

Якщо Ethereum перейде на RISC-V, це може призвести до наступних змін:

1. Досвід розробника: існуючі мови все ще можуть використовуватися, одночасно можуть бути відкриті більше мовних варіантів.
2. Витрати на експлуатацію та продуктивність: підвищення ефективності виконання призведе до більш високого ліміту Gas і нижчих витрат.
3. Екологічна сумісність та розвиток: існуючі контракти можуть продовжувати працювати під час періоду співіснування двох Віртуальних машин, нові контракти поступово використовують RISC-V.
4. Безпека та стабільність: нова архітектура потребує широкого тестування та верифікації, що має підвищити надійність протоколу.

Ця пропозиція є глибоким роздумом Ethereum щодо майбутніх меж продуктивності та простоти протоколу. Хоча процес реалізації може зайняти кілька років і потребувати подолання кількох викликів, вона вказує напрямок для довгострокового розвитку Ethereum. Як зазначив автор пропозиції, щоб досягти підвищення на порядок, така радикальна зміна може бути єдиним можливим шляхом.