Vitalik Buterin explora el 'pegamento y coprocesador' para la informática

El creador Ethereum Vitalik Buterin, está investigando un nuevo concepto sobre cómo la informática moderna puede dividirse en dos partes: un componente “pegamento” y un “coprocesador”.

La idea es simple: dividir el trabajo. El pegamento realiza las tareas generales, no tan intensas, mientras que el coprocesador se encarga de los cálculos pesados ​​y estructurados. 

Vitalik lo explica nos Ethereum (EVM) ya se dividen de esta manera. Algunas partes del proceso requieren alta eficiencia, mientras que otras son más flexibles, pero menos eficientes.

Tomemos Ethereumcomo ejemplo. En una transacción reciente en la que Vitalik actualizó el hash IPFS de su blog en el Servicio de Nombres Ethereum (ENS), el consumo de gas se distribuyó entre diferentes tareas. La transacción consumió un total de 46.924 gas. 

El desglose se ve así: 21 000 de gas para el costo base, 1556 para datos de llamadas y 24 368 para la ejecución de EVM. Operaciones específicas como SLOAD y SSTORE consumieron 6400 y 10 100 de gas, respectivamente. Las operaciones LOG consumieron 2149 de gas, y el resto fue consumido por procesos diversos.

Vitalik dice que alrededor del 85% del gas en esa transacción se destinó a unas pocas operaciones pesadas, como lecturas y escrituras de almacenamiento, registro y criptografía.

El resto era lo que él llama “lógica de negocios”, las cosas más simples y de nivel superior, como procesar los datos que dictan qué registro actualizar. 

Vitalik también señala que se puede observar lo mismo en los modelos de IA escritos en Python. Por ejemplo, al ejecutar un pase hacia adelante en un modelo de transformador, la mayor parte del trabajo se realiza mediante operaciones vectorizadas, como la multiplicación de matrices. 

Estas operaciones suelen escribirse en código optimizado, a menudo CUDA ejecutándose en GPU. Sin embargo, la lógica de alto nivel se encuentra en Python, un lenguaje general pero lento que solo afecta a una pequeña parte del coste computacional total.

El desarrollador Ethereum también cree que este patrón se está volviendo más común en la criptografía programable moderna, como SNARKs.

Señala las tendencias en las pruebas STARK, donde los equipos están construyendo probadores de propósito general para máquinas virtuales mínimas como RISC-V.

Cualquier programa que requiera verificación puede compilarse en RISC-V, y el probador verifica la ejecución en RISC-V. Esta configuración es práctica, pero conlleva gastos generales. La criptografía programable ya es costosa, y añadir el coste de ejecutar código dentro de un intérprete RISC-V es considerable.

Entonces, ¿qué hacen los desarrolladores? Solucionan el problema.dentlas operaciones específicas y costosas que consumen la mayor parte del cálculo (como hashes y firmas) y crean módulos especializados para comprobar su eficiencia. 

Luego, combinan el sistema general de pruebas RISC-V con estos sistemas especializados y eficientes, obteniendo lo mejor de ambos mundos. Este enfoque, señala Vitalik, probablemente se aplicará en otras áreas de la criptografía, como la computación multipartita (MPC) y el cifrado totalmente homomórfico (FHE).

Dónde entran en juego el pegamento y el coprocesador

Según Vitalik, lo que estamos presenciando es el auge de una arquitectura de "pegamento y coprocesador" en informática. El pegamento es general y lento, responsable de gestionar datos entre uno o más coprocesadores, que son especializados y rápidos. Las GPU y los ASIC son ejemplos perfectos de coprocesadores. 

Son menos generales que las CPU, pero mucho más eficientes para ciertas tareas. La clave está en encontrar el equilibrio adecuado entre generalidad y eficiencia.

En Ethereum, la máquina virtual de Ethereum (EVM) no necesita ser eficiente, solo familiar. Al añadir los coprocesadores o precompilaciones adecuados, se puede lograr que una máquina virtual ineficiente sea casi tan efectiva como una nativamente eficiente. 

¿Y si esto no importara? ¿Y si aceptáramos que los chips abiertos serían más lentos y usáramos una arquitectura de pegamento y coprocesador para compensar? 

La idea es que se pueda diseñar un chip principal optimizado para la seguridad y el diseño de código abierto mientras se utilizan módulos ASIC propietarios para los cálculos más intensivos. 

Las tareas sensibles podrían ser manejadas por el chip principal seguro, mientras que el trabajo pesado, como el procesamiento de IA o la prueba ZK, podría ser delegado a los módulos ASIC.