以太坊共同創(chuàng)辦人Vitalik Buterin最新撰文，探討了現(xiàn)代運(yùn)算如何采用「膠水(Glue)和協(xié)處理器(Coprocessor)」架構(gòu)來(lái)提高效率，這種架構(gòu)將運(yùn)算分為兩部分：一個(gè)是通用但效率較低的「業(yè)務(wù)邏輯」，另一個(gè)是高度結(jié)構(gòu)化且運(yùn)算密集型的「昂貴工作」，并通過(guò)靈活的通用「膠水」元件和高效的專(zhuān)用「協(xié)處理器」來(lái)優(yōu)化這兩種運(yùn)算形式。

實(shí)務(wù)上運(yùn)算分離例子

Vitalik詳細(xì)說(shuō)明了「膠水和協(xié)處理器」架構(gòu)在不同領(lǐng)域的應(yīng)用，包括以太坊虛擬機(jī)(EVM)、人工智能(AI)、網(wǎng)頁(yè)應(yīng)用(Webapps)和可編程密碼學(xué)等。

在EVM的例子中，Vitalik分析了一筆交易的Gas費(fèi)，指出大部分運(yùn)算(約73%)集中在幾個(gè)結(jié)構(gòu)化的昂貴操作上，如存儲(chǔ)讀寫(xiě)和日志記錄，而其余部分則是「業(yè)務(wù)邏輯」，例如處理交易的具體細(xì)節(jié)。

在AI領(lǐng)域，Vitalik以PyTorch中的例子說(shuō)明了如何使用Python編寫(xiě)高層次的「業(yè)務(wù)邏輯」，而將密集運(yùn)算(如矩陣和向量操作)交由CUDA和ASIC來(lái)高效處理。

Vitalik還探討了在可編程密碼學(xué)中如何實(shí)現(xiàn)這種分離，例如STARKs可以通過(guò)通用虛擬機(jī)(如RISC-V)構(gòu)建證明器來(lái)處理通用業(yè)務(wù)邏輯，同時(shí)使用專(zhuān)門(mén)模組來(lái)高效處理特定昂貴的運(yùn)算操作。其他可編程加密技術(shù)如SNARKs、多方計(jì)算(MPC)和全同態(tài)加密(FHE)可能也會(huì)采用類(lèi)似的優(yōu)化方法。

各領(lǐng)域運(yùn)算分離例子

運(yùn)算分離加劇的原因

Vitalik認(rèn)為，現(xiàn)代運(yùn)算越來(lái)越傾向于采用這種架構(gòu)，因?yàn)樗试S開(kāi)發(fā)者將運(yùn)算分離，從而在不同層面上進(jìn)行優(yōu)化，并且這種分離正在增加，主要是由于以下幾個(gè)原因：

• CPU時(shí)脈速度的極限：隨著CPU時(shí)脈速度的提升達(dá)到瓶頸，進(jìn)一步的性能提升需要通過(guò)并行運(yùn)算來(lái)實(shí)現(xiàn)。然而，并行運(yùn)算難以理解和實(shí)現(xiàn)，因此開(kāi)發(fā)者傾向于繼續(xù)使用順序邏輯，并將并行化交由后端專(zhuān)門(mén)的模塊來(lái)處理。

• 業(yè)務(wù)邏輯運(yùn)算成本的降低：隨著運(yùn)算速度的大幅提升，業(yè)務(wù)邏輯的運(yùn)算成本變得微不足道。在這種情況下，優(yōu)化業(yè)務(wù)邏輯運(yùn)行的虛擬機(jī)(VM)時(shí)，更注重開(kāi)發(fā)者友好性、安全性等目標(biāo)，而將運(yùn)算效率的需求交給專(zhuān)門(mén)的「協(xié)處理器」模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。

• 關(guān)鍵昂貴操作的明確化：隨著時(shí)間的推移，在密碼學(xué)和人工智能等領(lǐng)域，已經(jīng)越來(lái)越清楚哪些是最重要且昂貴的操作類(lèi)型(如模算數(shù)、橢圓曲線計(jì)算、快速傅立葉轉(zhuǎn)換、矩陣乘法等)，這使得專(zhuān)門(mén)優(yōu)化這些操作的協(xié)處理器變得更加可行且重要。

膠水和協(xié)處理器的優(yōu)化方向

最后，Vitalik提出了一些關(guān)于如何改進(jìn)EVM、提高運(yùn)算安全性、推動(dòng)開(kāi)源硬體以及加速密碼學(xué)主流化的建議。

EVM(以太坊虛擬機(jī))：

• EVM不需要追求效率,而應(yīng)該注重熟悉度和生態(tài)系統(tǒng)。

• 可以通過(guò)加入?yún)f(xié)處理器(預(yù)編譯)來(lái)提高效率。

• 改進(jìn)EVM的方法包括添加更好的預(yù)編譯/特殊操作碼，以及改進(jìn)儲(chǔ)存布局。

安全運(yùn)算和開(kāi)源硬件：

• 當(dāng)前硬件安全面臨復(fù)雜性和專(zhuān)有性的挑戰(zhàn)。

• 開(kāi)源和安全的替代方案正在推進(jìn)，但效率仍是問(wèn)題。

• 建議采用「膠水和協(xié)處理器」架構(gòu)：用開(kāi)源、安全但較慢的主晶片處理敏感計(jì)算，并用專(zhuān)有但高效的ASIC模塊處理密集運(yùn)算。

密碼學(xué)：

• 這種架構(gòu)對(duì)密碼學(xué)(尤其是可程序化密碼學(xué))的主流化很有利。

• 一些高度結(jié)構(gòu)化的運(yùn)算(如SNARKs、MPC等)已經(jīng)有了高度優(yōu)化的實(shí)現(xiàn)。

• 通用VM執(zhí)行可能仍有較高開(kāi)銷(xiāo)，但只要密集運(yùn)算部分使用專(zhuān)門(mén)技術(shù)處理，整體開(kāi)銷(xiāo)就可控。

Vitalik補(bǔ)充道，雖然膠水不需要高效能，但在延遲和數(shù)據(jù)帶寬方面仍有一定要求。對(duì)于需要反復(fù)處理相同數(shù)據(jù)的運(yùn)算(如密碼學(xué)和AI)，膠水的效率可能成為瓶頸。

結(jié)論

Vitalik總結(jié)道，這一趨勢(shì)對(duì)于運(yùn)算效率的最大化、開(kāi)發(fā)者友好性、安全性和開(kāi)放性的平衡具有積極意義。通過(guò)讓不同部分專(zhuān)注于不同目標(biāo)，它實(shí)現(xiàn)了效率與其他價(jià)值(如安全性、開(kāi)放性和簡(jiǎn)單性)的共存。

這種架構(gòu)讓更專(zhuān)業(yè)的客戶端運(yùn)算變得可能，特別是改善了在用戶本地硬件上運(yùn)行敏感且高性能要求的運(yùn)算(如ZK證明、AI推理)的能力。同時(shí)，運(yùn)算的模塊化降低了小型和新興參與者的進(jìn)入門(mén)檻，促進(jìn)了多個(gè)運(yùn)算領(lǐng)域間的合作與學(xué)習(xí)。

此外，這種趨勢(shì)為密碼學(xué)本身提供了加速機(jī)會(huì)，并為區(qū)塊鏈的發(fā)展開(kāi)辟了新路徑，允許優(yōu)化特定功能(如預(yù)編譯)而不是整體虛擬機(jī)，使得性能和安全性可以同時(shí)得到提升。

以上就是V神提出膠水和協(xié)處理器計(jì)算模型！提高效率和安全性的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于運(yùn)算分離加劇的原因的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

你可能感興趣的文章

• 

  Cyber Capital 創(chuàng)始人：以太坊正在消亡 而 L2 在廢墟上起舞

  L2 的崛起不僅分割了整個(gè)以太坊生態(tài)系統(tǒng)，將其拆分為相互競(jìng)爭(zhēng)的陣營(yíng)，同時(shí)也打破了流動(dòng)性和可組合性，導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)變得支離破碎,考慮到 L2 的經(jīng)濟(jì)激勵(lì)，就像 L1 擴(kuò)展一樣,…

  2024-09-03
• 

  以太坊大跌“元兇”？創(chuàng)始人V神持續(xù)賣(mài)出被質(zhì)疑

  根據(jù) Lookonchain 追蹤的數(shù)據(jù)，以太坊聯(lián)合創(chuàng)始人 Vitalik Buterin在 8 月份將價(jià)值約 1000 萬(wàn)美元的以太幣轉(zhuǎn)移到與加密貨幣交易所相關(guān)的錢(qián)包中,更多詳細(xì)資訊請(qǐng)看下面正文…

  2024-09-03
• 

  Blobs空間使用率看以太坊layer2的發(fā)展困局

  Blobs的空間利用率還不夠飽和，據(jù)統(tǒng)計(jì)也就80%的利用率，layer2可以優(yōu)化blob使用率，主動(dòng)選擇是否在當(dāng)前區(qū)塊占用blob，比如，監(jiān)測(cè)當(dāng)前區(qū)塊Blob利用情況，如果利用率過(guò)高，就…

  2024-09-02
• 

  Coinbase等推出PoS節(jié)點(diǎn)營(yíng)運(yùn)風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)NORS 盼吸引機(jī)構(gòu)參與以太坊質(zhì)押

  由美國(guó)上市加密貨幣交易所Coinbase、區(qū)塊鏈基礎(chǔ)設(shè)施提供商Blockdaemon等幣圈公司組成的聯(lián)盟，在近日推出全新的以太坊節(jié)點(diǎn)營(yíng)運(yùn)商標(biāo)準(zhǔn)NORS，希望吸引更多機(jī)構(gòu)投資者參與以太…

  2024-09-01
• 

  以太坊DApp數(shù)量一周內(nèi)上漲36％ ETH價(jià)格會(huì)隨之上漲嗎？

  以太坊多頭將希望寄托在以太坊平均交易費(fèi)最近下跌上，這是四年來(lái)首次跌破 1 美元,再加上對(duì)需要更高吞吐量的項(xiàng)目成功依賴(lài)第 2 層解決方案，以太坊在去中心化應(yīng)用程序 (DApps…

  2024-09-01
• 

  以太坊還能買(mǎi)嗎？新手購(gòu)買(mǎi)以太坊投資建議有哪些

  以太坊（ETH）作為一種數(shù)字資產(chǎn)，價(jià)值和價(jià)格受到市場(chǎng)需求、技術(shù)創(chuàng)新、政策法規(guī)等多種因素的影響，投資時(shí)建議充分了解背景與技術(shù)，緊跟市場(chǎng)與政策動(dòng)態(tài)，分散風(fēng)險(xiǎn)，提高安全…

  2024-08-31
• 

  四大巨鯨近1個(gè)月出售近20萬(wàn)枚ETH！以太坊Pectra升級(jí)能救？

  鏈上數(shù)據(jù)分析平臺(tái)Spot On Chain昨（28）日在推特上發(fā)文指出，以太坊在過(guò)去的一個(gè)月里，已經(jīng)遭遇了兩次暴跌，跌幅合計(jì)高達(dá)23.5％，而其中有四大巨鯨起到了關(guān)鍵作用, 更多詳…

  2024-08-29
• 

  貝萊德將于巴西證交所上市以太坊現(xiàn)貨ETF！以滿足巴西強(qiáng)勁需求

  據(jù)巴西當(dāng)?shù)孛襟w報(bào)導(dǎo)，資產(chǎn)管理巨頭貝萊德(BlackRock)的以太坊現(xiàn)貨ETF(ETHA)，即將以代碼「ETHA39」以及存托憑證的方式，于今日(28)在巴西B3證交所上市, 更多詳細(xì)資訊請(qǐng)看下…

  2024-08-28
• 

  分析師Phyrex：以太坊現(xiàn)貨ETF表現(xiàn)很差 應(yīng)該是有史以來(lái)最慘數(shù)據(jù)

  周一ETH現(xiàn)貨ETF的數(shù)據(jù)很差，應(yīng)該是有史以來(lái)最差的數(shù)據(jù)了,這并不是說(shuō)拋售最大，而是從情緒面來(lái)看，一共有三個(gè)機(jī)構(gòu)出現(xiàn)減持，除了灰度的ETHE以外，還有富達(dá)和富蘭克林鄧普頓…

  2024-08-28
• 

  V神年薪182000新加坡幣！公布2023年以太坊基金會(huì)花費(fèi)

  以太坊共同創(chuàng)辦人Vitalik公開(kāi)了2023年度以太坊基金會(huì)的花費(fèi)，其中最大花費(fèi)是新機(jī)構(gòu)，其中包含開(kāi)源軟件基金會(huì)Nomic Foundation，更多詳細(xì)資訊請(qǐng)看下面正文…

  2024-08-28