Ethereum xem xét sử dụng RISC-V thay thế EVM, có thể sẽ nâng cao đáng kể hiệu suất ZK

Các đồng sáng lập Ethereum gần đây đã đưa ra một kế hoạch dài hạn: thay thế máy ảo thực thi EVM( hiện tại bằng kiến trúc tập lệnh RISC-V mã nguồn mở. Ý tưởng này được coi là con đường duy nhất tiềm năng để đạt được sự đột phá về hiệu suất của lớp thực thi và đơn giản hóa logic giao thức. Đặc biệt trong lĩnh vực hiệu quả của chứng minh không kiến thức ZK Proof), dự kiến rằng việc thay thế EVM có thể mang lại tối đa 100 lần cải thiện. Đề xuất này nhằm giải quyết các vấn đề về hiệu quả chứng minh ZK, độ phức tạp trong việc xây dựng khối, và khả năng sẵn có dữ liệu của Ethereum hiện tại.

Hạn chế của EVM và ưu điểm của RISC-V

EVM tồn tại các vấn đề sau:

• Cấu trúc cũ: Cấu trúc ngăn xếp 256 bit không tương thích với CPU hiện đại, dẫn đến hiệu suất thực thi ZK-EVM thấp.
• Kích thước của ZK chứng minh: Khoảng một nửa tài nguyên được sử dụng để thực hiện EVM chính nó, hạn chế hiệu suất chứng minh ZK.
• Khó khăn trong việc bảo trì: Nhiều năm tích lũy chức năng dẫn đến sự hỗn loạn trong quy định, một số chức năng khó bị bãi bỏ.
• Phát triển bị hạn chế: Bộ lệnh không chuẩn hạn chế hỗ trợ đa ngôn ngữ

RISC-V có những lợi thế sau:

• Hiệu suất cao: Tập lệnh tinh giản phù hợp với phần cứng, có thể được sử dụng cho tối ưu hóa JIT thậm chí tăng tốc phần cứng.
• Tối ưu hóa ZK: Tạo mạch điện trực tiếp cho lệnh RISC-V, đơn giản hóa quá trình chứng minh ZK
• Công cụ trưởng thành: hỗ trợ các ngôn ngữ chính, giảm rào cản phát triển, hệ sinh thái rộng rãi hơn
• Tiêu chuẩn chung: Các dự án blockchain đã được áp dụng, có các trường hợp thành công

Thay thế đường dẫn và thách thức

Đã 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. Trình giải thích trên chuỗi: Tất cả hợp đồng EVM được giải thích và thực thi bởi hợp đồng RISC-V trên chuỗi.
3. Cơ chế plugin trình giải: đưa trình giải vào thành phần giao thức, cho phép chèn các VM khác trong tương lai.

Các thách thức kỹ thuật mà việc thực hiện phải đối mặt bao gồm:

• Rủi ro giảm hiệu suất thi hành
• Tái cấu trúc mô hình định 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 duy trì tính tương tác giữa các hợp đồng cũ và mới.

Ảnh hưởng đến lộ trình mở rộng hiện tại

RISC-V sẽ không thay thế các giải pháp mở rộng hiện có:

• Layer 2：Rollup vẫn là phương pháp mở rộng chính, RISC-V nâng cao hiệu suất xử lý L1 và hiệu suất xác thực ZK
• Phân mảnh dữ liệu: Cần EIP-4844 và Danksharding để giải quyết nút thắt khả năng sẵn có của dữ liệu
• FaaS, MEV: không phụ thuộc vào kiến trúc máy ảo, không bị ảnh hưởng bởi RISC-V

RISC-V là tối ưu hóa hạ tầng, không mâu thuẫn với các phương án mở rộng như L2/phân đoạn.

Phản ứng của cộng đồng và những nỗ lực tương tự

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.
• Những người bảo thủ lo ngại về độ khó thực hiện và chi phí cập nhật sinh thái

Các dự án tương tự bao gồm:

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

Trong tương lai, có thể sẽ giới thiệu nhiều VM thông qua cơ chế thông dịch, xây dựng hệ sinh thái thực thi đa dạng.

Triển vọng ảnh hưởng trong tương lai

Nếu Ethereum chuyển sang RISC-V:

• Trải nghiệm phát triển: Ngôn ngữ hiện tại vẫn có thể sử dụng, có thể hỗ trợ nhiều ngôn ngữ hơn
• Chi phí vận hành và hiệu suất: Nâng cao hiệu quả thực thi, mô hình Gas hợp lý hơn
• Tương thích hệ sinh thái: Thời gian đồng tồn tại của hai VM đảm bảo tính tương thích, cơ sở hạ tầng cần được cập nhật
• An toàn và ổn định: Kiến trúc đơn giản thuận lợi cho việc kiểm toán và kiểm soát diện tấn công

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. Việc triển khai sẽ là một quá trình dài hạn, cần phải vượt qua nhiều thách thức. Nó không phải là một sự lật đổ đối với lộ trình hiện tại, mà là để chuẩn bị cho tương lai. Như người đề xuất đã nói: "Để đạt được sự nâng cấp theo cấp độ, sự thay đổi quyết liệt này có thể là con đường duy nhất khả thi."