以太坊联合创始人提出用RISC-V替换EVM的长期提案

以太坊联合创始人近期在社区提出了一项长期性提案，建议将当前的执行层虚拟机替换为开源的RISC-V指令集架构。他将这一设想与共识层的Beam Chain进行类比，认为这可能是实现执行层性能突破和简化协议逻辑的唯一可行路径。特别是在零知识证明效率方面，预计通过替换虚拟机，可实现最高100倍的优化提升。该提案旨在解决当前以太坊在零知识证明效率、区块构建复杂度、数据可用性等方面的瓶颈问题。

当前虚拟机的局限与RISC-V的优势

现有虚拟机的问题：

1. 架构老旧：使用256位堆栈式结构，与现代CPU不兼容，导致在执行零知识证明时效率低下。
2. 零知识证明瓶颈：约有一半资源用于执行虚拟机本身，限制了证明效率。
3. 维护性差：多年来复杂功能累积，规范混乱，某些功能难以废除。
4. 开发受限：非标准指令集限制跨语言支持，主流语言难以高效编译成字节码。

RISC-V的优势：

1. 性能高效：RISC-V是真实CPU的精简指令集，硬件友好，可用于即时编译优化甚至硬件加速。
2. 零知识优化：在证明中直接对RISC-V指令生成电路，比证明现有虚拟机操作更简单。
3. 工具链成熟：支持Rust/C/C++等主流语言，开发门槛更低，生态更广泛。
4. 通用标准：已有其他区块链项目采用，具备成功案例。

以太坊联合创始人指出，与其在零知识证明中将现有虚拟机编译为RISC-V，不如直接将RISC-V作为合约执行架构，从根本上提高执行效率与扩展潜力。

替换路径与挑战

替换的三种方案：

1. 双虚拟机并存（最保守）：新旧虚拟机并行运行，新合约可选用RISC-V，确保过渡期兼容。
2. 链上解释器方案（激进）：所有旧合约改由链上RISC-V合约解释执行。
3. 解释器插件机制（折中）：将解释器作为协议元素，允许未来插入其他虚拟机。

实施面临的技术挑战：

1. 执行性能折损风险：RISC-V在x86芯片上需模拟执行，可能初期效率低于优化好的现有虚拟机。
2. Gas计价需重构：需为RISC-V指令定义新的Gas模型，确保公平和安全。
3. 安全沙盒设计：限制系统调用、防止代码自修改、保证确定性执行。
4. 开发工具适配：需要更新编译器、调试器、安全审计工具，支持RISC-V字节码。
5. 迁移兼容性问题：部分合约依赖现有虚拟机特性，迁移需谨慎设计兼容层或回退机制。

以太坊联合创始人倾向于采用双虚拟机并存方案作为过渡路径，并承诺新旧合约将保持互操作性，确保开发者体验不变，用户无感升级。

对现有扩容路线的影响

RISC-V不会替代现有扩容路线，而是作为基础架构优化。

Layer 2：

• Rollup仍是以太坊扩容主力，RISC-V提高的是L1的处理效率和零知识验证性能。
• 更快的L1验证可帮助Rollup更低成本、更快速提交数据，提高整体可扩展性。

数据分片与EIP-4844：

• 数据可用性瓶颈仍需EIP-4844和Danksharding解决，RISC-V不影响链上数据容量。
• 执行架构的变更不改变L1的数据存储需求。

FaaS、MEV：

• 与虚拟机架构无关，不会因RISC-V推进而失效。

总的来说，RISC-V是"换引擎"，L2/分片是"拓路网"，两者维度不同、并行不悖。

社区反馈与相关尝试

社区分歧：

• 支持者认为这是应对其他高性能区块链挑战的必要战略升级，有助于吸引传统开发者。
• 保守派担心实施难度、历史包袱、生态工具链更新成本大，质疑资源投入产出比。

类似项目参考：

• Move VM：全新资源导向VM，语言安全性强，但不兼容现有虚拟机。
• FuelVM：为并行处理设计的新VM，搭配语言Sway，兼容性有限。
• WASM：在L2中引入WASM作为合约语言，现已在某些平台实现，具有现实可行性。
• 其他区块链项目：主网上使用RISC-V作为合约VM的先例，为以太坊提供实践参考。

以太坊联合创始人提出RISC-V并不意味着拒绝其他选项，他认为未来解释器机制也可用于插入如Move、WASM等VM，构建多元执行生态。

未来影响展望

开发者体验：

• Solidity/Vyper等语言仍可使用，编译器后端改变而非语言本身。
• 可能开放Rust/C等新语言写合约，但不强迫迁移。

运行成本与性能：

• 执行效率提升将带来更高Gas上限和更低费用。
• RISC-V合约可能减少对预编译合约依赖，Gas模型更贴近零知识证明成本。

生态兼容与发展：

• 双VM并存期内现有合约可持续运行，新合约逐步采用RISC-V。
• 基础设施需支持新字节码格式，可能引发链间兼容性变动。

安全与稳定：

• 新架构需广泛测试和形式化验证，提升协议可靠性。
• 更简洁的执行层有利于审计和攻击面控制。

结语

以太坊联合创始人提议用RISC-V替换现有虚拟机，代表着以太坊对未来性能极限与协议简洁性的深度思考。这一提案尚处早期讨论阶段，预计实施将是一个历时数年的过程，需跨越技术、社区、生态多重挑战。它不是推翻现有路线，而是补强基础、预备未来。

正如他所说："为了实现数量级的提升，这种激进的改变可能是唯一的可行道路。"

这可以被视为对未来的押注，也是一场关于"底层是否值得重塑"的深度探索。