Vitalik Buterin 探索用于计算的“胶水”和“协处理器”

- Vitalik Buterin 正在探索一种“粘合剂与协处理器”方法,将计算任务拆分为通用和专用操作,以提升效率。
- 该方法同样应用于人工智能和密码学领域,而以太坊虚拟机(EVM)已采用类似的拆分方案。
以太坊创始人Vitalik Buterin正在深入研究一个关于现代计算如何分为两部分的新概念:“胶水”组件和“协处理器”。
这里的想法很简单:分工。胶水处理一般的、不太激烈的任务,而协处理器处理繁重的、结构化的计算。
Vitalik 他为我们 分解了这一概念,指出以太坊虚拟机 (EVM) 等系统中的大多数计算已经以这种方式拆分。流程的某些部分需要高效率,而其他部分则更灵活但效率较低。
以以太坊为例。在最近一笔交易中,Vitalik更新了以太坊名称服务 (ENS) 上其博客的IPFS哈希值,Gas消耗分散在不同的任务中。该交易总共消耗了46,924 Gas。
分解如下:基础成本21,000 Gas,数据调用 (calldata) 1,556 Gas,EVM执行24,368 Gas。具体操作如SLOAD和SSTORE分别消耗了6,400和10,100 Gas。LOG操作消耗了2,149 Gas,其余被杂项过程消耗。

Vitalik表示,该交易中约85%的Gas用于少数繁重操作——如存储读写、日志记录和加密。
其余部分是他所谓的“业务逻辑”,即更简单、更高级的内容,如处理决定更新哪个记录的数据。
Vitalik还指出,在Python编写的AI模型中也可以看到同样的情况。例如,在运行Transformer模型的前向传播时,大部分工作由向量化操作(如矩阵乘法)完成。
这些操作通常用优化的代码编写,通常在GPU上运行CUDA。然而,高级逻辑是用Python编写的——一种通用但缓慢的语言,只占总计算成本的一小部分。
这位以太坊开发者还认为,这种模式在现代可编程密码学中变得越来越普遍,例如SNARKs。
他指出STARK证明中的趋势,团队正在为RISC-V等最小虚拟机构建通用证明器。
任何需要证明的程序都可以编译为RISC-V,证明器证明RISC-V的执行。这种设置很方便,但会带来开销。可编程密码学已经非常昂贵,再加上在RISC-V解释器中运行代码的成本,这是一笔巨大的开支。
那么,开发人员怎么做呢?他们通过黑客手段绕过问题。他们识别出占用大部分计算的具体、昂贵的操作——如哈希和签名——并创建专门的模块来高效地证明这些操作。
然后,他们将通用的RISC-V证明系统与这些高效的专用系统结合起来,两全其美。Vitalik指出,这种方法可能会在其他密码学领域看到,如多方计算 (MPC) 和全同态加密 (FHE)。
胶水与协处理器的作用
根据Vitalik的说法,我们看到的正是计算中“胶水与协处理器”架构的兴起。胶水是通用的且较慢,负责处理一个或多个协处理器之间的数据,而协处理器是专用的且快速的。GPU和ASIC是协处理器的完美例子。
它们不如CPU通用,但对于某些任务来说效率要高得多。棘手的部分是在通用性和效率之间找到正确的平衡。
在以太坊中,EVM不需要高效,它只需要熟悉。通过添加适当的协处理器或预编译,你可以使一个低效的VM几乎像原生高效的VM一样有效。
但如果这并不重要呢?如果我们接受开放芯片会更慢,并使用胶水和协处理器架构来弥补呢?
这个想法是,你可以设计一个针对安全性和开源设计优化的主芯片,同时使用专有的ASIC模块进行最密集的计算。
敏感任务可以由安全的主芯片处理,而繁重的任务,如AI处理或ZK证明,可以外包给ASIC模块。
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Jai Hamid
Jai Hamid在过去6年中一直报道加密货币、股票市场、科技、全球经济以及影响市场的地缘政治事件。她曾在专注于区块链的出版物工作,包括AMB Crypto、Coin Edition和CryptoTale,从事市场分析、大型公司、监管和宏观经济趋势的报道。她毕业于伦敦新闻学院,并三次在非洲顶级电视网络之一分享加密货币市场见解。
















