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
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)來提高效率，這種架構(gòu)將運(yùn)算分為兩部分：一個是通用但效率較低的「業(yè)務(wù)邏輯」，另一個是高度結(jié)構(gòu)化且運(yùn)算密集型的「昂貴工作」，并通過靈活的通用「膠水」元件和高效的專用「協(xié)處理器」來優(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%)集中在幾個結(jié)構(gòu)化的昂貴操作上，如存儲讀寫和日志記錄，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中的例子說明了如何使用Python編寫高層次的「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可以通過通用虛擬機(jī)(如RISC-V)構(gòu)建證明器來處理通用業(yè)務(wù)邏輯，同時使用專門模組來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)可能也會采用類似的優(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)算越來越傾向于采用這種架構(gòu)，因?yàn)樗试S開發(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原因：
CPU時脈速度的極限：隨著CPU時脈速度的提升達(dá)到瓶頸，進(jìn)一步的性能提升需要通過并行運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)。然而，并行運(yùn)算難以理解和實(shí)現(xiàn)，因此開發(fā)者傾向于繼續(xù)使用順序邏輯，并將并行化交由后端專門的模塊來處理。
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，更注重開發(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門的「協(xié)處理器」模塊來實(shí)現(xiàn)。
關(guān)鍵昂貴操作的明確化：隨著時間的推移，在密碼學(xué)和人工智能等領(lǐng)域，已經(jīng)越來越清楚哪些是最重要且昂貴的操作類型(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)，這使得專門優(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、推動開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)。
可以通過加入?yún)f(xié)處理器(預(yù)編譯)來提高效率。
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)儲存布局。
安全運(yùn)算和開源硬件：
當(dāng)前硬件安全面臨復(fù)雜性和專有性的挑戰(zhàn)。
開源和安全的替代方案正在推進(jìn)，但效率仍是問題。
建議采用「膠水和協(xié)處理器」架構(gòu)：用開源、安全但較慢的主晶片處理敏感計(jì)算，并用專有但高效的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)行可能仍有較高開銷，但只要密集運(yùn)算部分使用專門技術(shù)處理，整體開銷就可控。
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，這一趨勢對于運(yùn)算效率的最大化、開發(fā)者友好性、安全性和開放性的平衡具有積極意義。通過讓不同部分專注于不同目標(biāo)，它實(shí)現(xiàn)了效率與其他價值(如安全性、開放性和簡單性)的共存。
這種架構(gòu)讓更專業(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，運(yùn)算的模塊化降低了小型和新興參與者的進(jìn)入門檻，促進(jìn)了多個運(yùn)算領(lǐng)域間的合作與學(xué)習(xí)。
此外，這種趨勢為密碼學(xué)本身提供了加速機(jī)會，并為區(qū)塊鏈的發(fā)展開辟了新路徑，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以太坊生態(tài)系統(tǒng)，將其拆分為相互競爭的陣營，同時也打破了流動性和可組合性，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，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 月份將價值約 1000 萬美元的以太幣轉(zhuǎn)移到與加密貨幣交易所相關(guān)的錢包中,更多詳細(xì)資訊請看下面正文…
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，主動選擇是否在當(dāng)前區(qū)塊占用blob，比如，監(jiān)測當(dāng)前區(qū)塊Blob利用情況，如果利用率過高，就…
2024-09-02 -
Coinbase等推出PoS節(jié)點(diǎn)營運(yùn)風(fēng)險標(biāo)準(zhǔn)NORS 盼吸引機(jī)構(gòu)參與以太坊質(zhì)押
由美國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價格會隨之上漲嗎？
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，這是四年來首次跌破 1 美元,再加上對需要更高吞吐量的項(xiàng)目成功依賴第 2 層解決方案，以太坊在去中心化應(yīng)用程序 (DApps…
2024-09-01 -
以太坊還能買嗎？新手購買以太坊投資建議有哪些
以太坊（ETH）作為一種數(shù)字資產(chǎn)，價值和價格受到市場需求、技術(shù)創(chuàng)新、政策法規(guī)等多種因素的影響，投資時建議充分了解背景與技術(shù)，緊跟市場與政策動態(tài)，分散風(fēng)險，提高安全…
2024-08-31 -
四大巨鯨近1個月出售近20萬枚ETH！以太坊Pectra升級能救？
鏈上數(shù)據(jù)分析平臺Spot On Chain昨（28）日在推特上發(fā)文指出，以太坊在過去的一個月里，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)該是有史以來最差的數(shù)據(jù)了,這并不是說拋售最大，而是從情緒面來看，一共有三個機(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年以太坊基金會花費(fèi)
以太坊共同創(chuàng)辦人Vitalik公開了2023年度以太坊基金會的花費(fèi)，其中最大花費(fèi)是新機(jī)構(gòu)，其中包含開源軟件基金會Nomic Foundation，更多詳細(xì)資訊請看下面正文…
2024-08-28
