Máy ảo Ethereum đối mặt với sự thay đổi lớn: Kiến trúc RISC-V có thể thay thế EVM

Người đồng sáng lập Ethereum gần đây đã đưa ra một đề xuất đầy triển vọng trên diễn đàn cộng đồng, khuyến nghị thay thế máy ảo thực thi hiện tại (EVM) bằng kiến trúc tập lệnh mã nguồn mở RISC-V trong dài hạn. Ý tưởng này được so sánh với Beam Chain ở lớp đồng thuận, được coi là con đường duy nhất tiềm năng để đạt được đột phá hiệu suất ở lớp thực thi và đơn giản hóa logic giao thức. Đặc biệt trong lĩnh vực hiệu suất chứng minh không biết ((ZK Proof)), dự kiến rằng việc thay thế EVM có thể đạt được tối đa 100 lần cải thiện. Đề xuất này nhằm giải quyết các vấn đề hiện tại của Ethereum về hiệu suất chứng minh ZK, độ phức tạp trong xây dựng khối, và tính khả dụng của dữ liệu.

Hạn chế của EVM và lợi thế của RISC-V

Các vấn đề chính mà EVM hiện đang đối mặt bao gồm kiến trúc lỗi thời, hiệu suất chứng minh ZK thấp, khó duy trì và phát triển bị hạn chế. So với điều đó, RISC-V có những lợi thế sau:

1. Hiệu suất cao: RISC-V là tập lệnh tinh gọn của CPU thực, thân thiện với phần cứng, có thể được sử dụng cho tối ưu hóa JIT thậm chí là tăng tốc phần cứng.
2. Tối ưu ZK: Trong chứng minh ZK, việc trực tiếp tạo mạch cho lệnh RISC-V đơn giản hơn so với việc chứng minh thao tác EVM.
3. Chuỗi công cụ đã trưởng thành: Hỗ trợ các ngôn ngữ chính như Rust/C/C++, giảm bớt rào cản phát triển, mở rộng hệ sinh thái.
4. Tiêu chuẩn chung: Các dự án blockchain hiện có đã áp dụng, có các trường hợp thành công.

Thay thế đường dẫn và thách thức

Đề xuất đã đưa ra ba phương án thay thế khả thi:

1. Song song VM: Giải pháp bảo thủ nhất, EVM và RISC-V chạy song song, hợp đồng mới có thể chọn RISC-V, đảm bảo tính tương thích trong giai đoạn chuyển tiếp.
2. Giải pháp trình diễn trên chuỗi: Giải pháp quyết liệt, tất cả các hợp đồng EVM sẽ được giải thích và thực thi bởi hợp đồng RISC-V trên chuỗi.
3. Cơ chế plugin trình giải thích: Giải pháp thỏa hiệp, cho phép trình giải thích như một yếu tố giao thức, cho phép chèn các VM khác trong tương lai.

Các thách thức kỹ thuật có thể gặp phải trong quá trình thực hiện bao gồm rủi ro suy giảm hiệu suất thực thi, tái cấu trúc định giá Gas, thiết kế hộp cát an toàn, thích ứng công cụ phát triển và các vấn đề tương thích trong di chuyển.

Ảnh hưởng đến lộ trình mở rộng hiện tại

Việc giới thiệu RISC-V sẽ không thay thế các lộ trình mở rộng hiện có, chẳng hạn như Layer 2 và phân mảnh dữ liệu. Nó chủ yếu là tối ưu hóa hạ tầng, nhằm cải thiện hiệu suất xử lý L1 và hiệu suất xác minh ZK. Layer 2 vẫn sẽ là lực lượng chính trong việc mở rộng Ethereum, trong khi nút thắt về tính khả dụng của dữ liệu vẫn cần được giải quyết thông qua EIP-4844 và Danksharding. Việc giới thiệu RISC-V có thể được coi là "thay động cơ", trong khi L2/phân mảnh là "mở đường", cả hai đều song song không mâu thuẫn trên các chiều khác nhau.

Phản hồi từ cộng đồng và các thử nghiệm liên quan

Cộng đồng có những ý kiến trái chiều về đề xuất này. Những người ủng hộ cho rằng đây là một nâng cấp chiến lược cần thiết để đối phó với những thách thức về hiệu suất, giúp thu hút các nhà phát triển truyền thống. Trong khi đó, các thành phần bảo thủ lo ngại về độ khó trong việc thực hiện, gánh nặng lịch sử nặng nề và chi phí cập nhật công cụ trong hệ sinh thái cao, nghi ngờ về tỷ lệ chi phí đầu tư cho tài nguyên.

Ngành công nghiệp đã có những nỗ lực tương tự, như Move VM, FuelVM, WASM, v.v. Một dự án blockchain đã sử dụng RISC-V làm VM hợp đồng trên mạng chính, cung cấp tham khảo thực tiễn cho Ethereum.

Triển vọng ảnh hưởng trong tương lai

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

1. Trải nghiệm của nhà phát triển: Ngôn ngữ hiện tại vẫn có thể sử dụng, đồng thời có thể mở thêm nhiều lựa chọn ngôn ngữ khác.
2. Chi phí vận hành và hiệu suất: Nâng cao hiệu quả thực thi sẽ mang lại giới hạn Gas cao hơn và chi phí thấp hơn.
3. Tính tương thích và phát triển của hệ sinh thái: Trong thời gian đồng tồn tại của hai VM, các hợp đồng hiện có có thể hoạt động bền vững, các hợp đồng mới dần dần áp dụng RISC-V.
4. An toàn và ổn định: Kiến trúc mới cần được thử nghiệm và xác minh rộng rãi, có khả năng 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 trong tương lai và sự đơn giản của giao thức. Mặc dù quá trình thực hiện có thể mất nhiều năm, vượt qua nhiều thách thức, nhưng nó đã chỉ ra hướng đi cho sự phát triển lâu dài của Ethereum. Như những người đề xuất đã nói, để đạt được sự cải thiện về quy mô, sự thay đổi triệt để này có thể là con đường duy nhất khả thi.