以太坊聯合創始人提出用RISC-V替換EVM的長期提案

以太坊聯合創始人近期在社區提出了一項長期性提案，建議將當前的執行層虛擬機替換爲開源的RISC-V指令集架構。他將這一設想與共識層的Beam Chain進行類比，認爲這可能是實現執行層性能突破和簡化協議邏輯的唯一可行路徑。特別是在零知識證明效率方面，預計通過替換虛擬機，可實現最高100倍的優化提升。該提案旨在解決當前以太坊在零知識證明效率、區塊構建復雜度、數據可用性等方面的瓶頸問題。

當前虛擬機的局限與RISC-V的優勢

現有虛擬機的問題：

1. 架構老舊：使用256位堆棧式結構，與現代CPU不兼容，導致在執行零知識證明時效率低下。
2. 零知識證明瓶頸：約有一半資源用於執行虛擬機本身，限制了證明效率。
3. 維護性差：多年來復雜功能累積，規範混亂，某些功能難以廢除。
4. 開發受限：非標準指令集限制跨語言支持，主流語言難以高效編譯成字節碼。

RISC-V的優勢：

1. 性能高效：RISC-V是真實CPU的精簡指令集，硬件友好，可用於即時編譯優化甚至硬件加速。
2. 零知識優化：在證明中直接對RISC-V指令生成電路，比證明現有虛擬機操作更簡單。
3. 工具鏈成熟：支持Rust/C/C++等主流語言，開發門檻更低，生態更廣泛。
4. 通用標準：已有其他區塊鏈項目採用，具備成功案例。

以太坊聯合創始人指出，與其在零知識證明中將現有虛擬機編譯爲RISC-V，不如直接將RISC-V作爲合約執行架構，從根本上提高執行效率與擴展潛力。

替換路徑與挑戰

替換的三種方案：

1. 雙虛擬機並存（最保守）：新舊虛擬機並行運行，新合約可選用RISC-V，確保過渡期兼容。
2. 鏈上解釋器方案（激進）：所有舊合約改由鏈上RISC-V合約解釋執行。
3. 解釋器插件機制（折中）：將解釋器作爲協議元素，允許未來插入其他虛擬機。

實施面臨的技術挑戰：

1. 執行性能折損風險：RISC-V在x86芯片上需模擬執行，可能初期效率低於優化好的現有虛擬機。
2. Gas計價需重構：需爲RISC-V指令定義新的Gas模型，確保公平和安全。
3. 安全沙盒設計：限制系統調用、防止代碼自修改、保證確定性執行。
4. 開發工具適配：需要更新編譯器、調試器、安全審計工具，支持RISC-V字節碼。
5. 遷移兼容性問題：部分合約依賴現有虛擬機特性，遷移需謹慎設計兼容層或回退機制。

以太坊聯合創始人傾向於採用雙虛擬機並存方案作爲過渡路徑，並承諾新舊合約將保持互操作性，確保開發者體驗不變，用戶無感升級。

對現有擴容路線的影響

RISC-V不會替代現有擴容路線，而是作爲基礎架構優化。

Layer：

• Rollup仍是以太坊擴容主力，RISC-V提高的是L1的處理效率和零知識驗證性能。
• 更快的L1驗證可幫助Rollup更低成本、更快速提交數據，提高整體可擴展性。

數據分片與EIP-4844：

• 數據可用性瓶頸仍需EIP-4844和danksharding解決，RISC-V不影響鏈上數據容量。
• 執行架構的變更不改變L1的數據存儲需求。

FaaS、MEV：

• 與虛擬機架構無關，不會因RISC-V推進而失效。

總的來說，RISC-V是"換引擎"，L2/分片是"拓路網"，兩者維度不同、並行不悖。

社區反饋與相關嘗試

社區分歧：

• 支持者認爲這是應對其他高性能區塊鏈挑戰的必要戰略升級，有助於吸引傳統開發者。
• 保守派擔心實施難度、歷史包袱、生態工具鏈更新成本大，質疑資源投入產出比。

類似項目參考：

• Move VM：全新資源導向VM，語言安全性強，但不兼容現有虛擬機。
• FuelVM：爲並行處理設計的新VM，搭配語言Sway，兼容性有限。
• WASM：在L2中引入WASM作爲合約語言，現已在某些平台實現，具有現實可行性。
• 其他區塊鏈項目：主網上使用RISC-V作爲合約VM的先例，爲以太坊提供實踐參考。

以太坊聯合創始人提出RISC-V並不意味着拒絕其他選項，他認爲未來解釋器機制也可用於插入如Move、WASM等VM，構建多元執行生態。

未來影響展望

開發者體驗：

• Solidity/Vyper等語言仍可使用，編譯器後端改變而非語言本身。
• 可能開放Rust/C等新語言寫合約，但不強迫遷移。

運行成本與性能：

• 執行效率提升將帶來更高Gas上限和更低費用。
• RISC-V合約可能減少對預編譯合約依賴，Gas模型更貼近零知識證明成本。

生態兼容與發展：

• 雙VM並存期內現有合約可持續運行，新合約逐步採用RISC-V。
• 基礎設施需支持新字節碼格式，可能引發鏈間兼容性變動。

安全與穩定：

• 新架構需廣泛測試和形式化驗證，提升協議可靠性。
• 更簡潔的執行層有利於審計和攻擊面控制。

結語

以太坊聯合創始人提議用RISC-V替換現有虛擬機，代表着以太坊對未來性能極限與協議簡潔性的深度思考。這一提案尚處早期討論階段，預計實施將是一個歷時數年的過程，需跨越技術、社區、生態多重挑戰。它不是推翻現有路線，而是補強基礎、預備未來。

正如他所說："爲了實現數量級的提升，這種激進的改變可能是唯一的可行道路。"

這可以被視爲對未來的押注，也是一場關於"底層是否值得重塑"的深度探索。