Что такое RISC-V и почему Виталик Бутерин хочет использовать его для смарт-контрактов Ethereum?

RISC-V, произносится как «пятый риск», представляет собой современную архитектуру набора команд с открытым исходным кодом (ISA), которая основана на принципах RISC (компьютер с сокращенным набором команд). Проще говоря, это похоже на схему, которая определяет набор инструкций, которые может выполнять процессор.

Платформа RISC-V спроектирована как высокомодульная, эффективная и гибкая. Изначально разработанная Калифорнийским университетом в 2010 году, платформа с открытым исходным кодом предоставляет разработчикам возможность гибко адаптировать ее функциональность и варианты использования, а также обеспечивает экономию средств по сравнению с проприетарными ISA, такими как ARM или x86. Это предлагает широкий спектр применений - от суперкомпьютеров до смартфонов, а теперь и блокчейнов, таких как Ethereum.

20 апреля 2025 года соучредитель Ethereum Виталик Бутерин представил новое «радикальное» предложение по масштабированию для замены виртуальной машины Ethereum (EVM) на архитектуру набора команд RISC-V, которая направлена на повышение скорости и эффективности уровня выполнения сети. Идея заключается в том, что RISC-V - это лучший способ решить проблемы масштабируемости блокчейна. 

«Изменение направлено на значительное повышение эффективности исполнительного уровня Ethereum, устраняя одно из основных узких мест при масштабировании, а также может значительно повысить простоту исполнительного уровня - на самом деле, это, пожалуй, единственный способ сделать это. Идея состоит в том, чтобы заменить EVM на RISC-V в качестве языка виртуальной машины, на котором написаны смарт-контракты», - сказал Бутерин.

Ethereum продолжает сталкиваться с высокими комиссиями за транзакции и снижением объема транзакций, поскольку пользователи переходят на уровень 2 для более быстрых и дешевых транзакций. Идея Бутерина изменить структуру сети рассматривается как шанс для нее модернизироваться и сохранить свое доминирующее положение в качестве ведущей платформы для заключения интеллектуальных контрактов.

Уровень исполнения Ethereum стал основным препятствием для масштабируемости. Неэффективная обработка смарт-контрактов и транзакций из-за однопоточного выполнения, расточительного вычислительного процесса и сложного управления состоянием приводит к перегрузке сети.

Добавление RISC-V в Ethereum по-прежнему является лишь предложением, обсуждаемым сообществом и руководством сети. Виталик Бутерин описывает несколько подходов к реализации этого предложения, включая запуск двух виртуальных машин (EVM) или полный переход на RISC-V.

Первая идея поддержки виртуальных машин заключалась в том, чтобы контракты можно было записывать и выполнять либо в существующей модели EVM, либо в RISC-V. Оба типа контрактов будут иметь доступ к таким функциям, как постоянное хранилище, хранение баланса Ethereum, а также совершение и получение вызовов. В дополнение к этому, контракт может быть интегрирован, чтобы они могли связываться друг с другом. 

Альтернативный подход, описанный как «более радикальный», может изменить протокол для преобразования существующих контрактов EVM. Это потребовало бы переписывания текущих контрактов для взаимодействия с интерпретатором EVM, в то время как новые контракты были бы написаны непосредственно в RISC-V.

Основная проблема при таком радикальном изменении заключается в том, чтобы избежать взлома существующих децентрализованных приложений (dApps) и смарт-контрактов. Ethereum не может рисковать взломом существующих контрактов, написанных в текущем коде EVM. Переходное решение может включать использование интерпретатора - по сути, уровня перевода между различными компьютерными языками. Это позволило бы разработчикам начать разработку с использованием RISC-V, гарантируя при этом, что устаревшие контракты EVM будут продолжать функционировать без сбоев.

В 2022 году Ethereum совершил рывок вперед в области энергоэффективности и обеспечил большую масштабируемость, безопасность и устойчивость. В процессе, получившем название «Слияние», сеть перешла от консенсусного механизма подтверждения работоспособности (PoW) к механизму подтверждения доли участия (PoS). Это включало объединение основной сети Ethereum с отдельным блокчейном PoS под названием Beacon Chain.

Если RISC-V вызовет серьезные изменения в архитектуре Ethereum, каковы будут преимущества этого изменения? В долгосрочной перспективе RISC-V повысит производительность и обработку смарт-контрактов Ethereum.

По словам Виталика Бутерина, новая архитектура теоретически может обеспечить 100-кратный прирост эффективности; в реальности этого показателя будет трудно достичь, но выигрыш все равно будет значительным. Повышение эффективности связано с пригодностью RISC-V как для систем защиты с нулевым разглашением (ZK), так и для общего исполнения смарт-контрактов, поскольку это устраняет накладные расходы на EVM.

Речь идет не столько о полной замене EVM, сколько об использовании RISC-V в качестве серверной части для zkEVM или аналогичных пакетов ZK, где доминируют затраты на проверку. Улучшение масштабируемости в значительной степени будет достигнуто за счет переноса выполнения на накопительные версии ZK, а RISC-V оптимизирует процесс тестирования.

Смарт-контракты на основе RISC-V могут выполняться быстрее и использовать меньше вычислительных ресурсов. Повышение эффективности, вероятно, приведет к снижению платы за газ для конечных пользователей. В процессе работы это также позволит сети обрабатывать больше пользователей и транзакций без замедления. Это стало бы прямым улучшением масштабируемости Ethereum и потенциально решило бы одну из самых серьезных проблем, вызывающих критику в блокчейн-индустрии. 

Кроме того, простой и гибкий набор команд RISC-V лучше подходит для вычислений с защитой от ZK, чем EVM, который требует дополнительных затрат на такие административные задачи, как учет газа и управление состоянием. 

Вместо того, чтобы перестраивать EVM для проверки ZK, RISC-V предлагает оптимизированную альтернативу, которая упрощает разработку уровней исполнения, оптимизированных для ZK. Это может ускорить реализацию плана Ethereum по обеспечению конфиденциальности и масштабируемости с помощью ZK-накоплений, что сделает RISC-V привлекательным дополнением к EVM.

Ниже приведена сравнительная таблица, в которой кратко описаны ключевые различия и преимущества RISC-V по сравнению с EVM.

За первое десятилетие своего существования Ethereum прошел несколько важных этапов развития. Примечательно, что в 2016 году он провел хардфорк, чтобы откатить блокчейн после взлома DAO. Результат по-прежнему заметен, поскольку существуют сети Ethereum и Ethereum Classic.

Предложение Бутерина вызвало оживленную дискуссию среди пользователей и разработчиков Ethereum. Это амбициозная идея, которая может стать важной вехой в плане разработки ведущего блокчейна для смарт-контрактов. 

Программист Бен Адамс высказал несколько опасений по поводу этого предложения:

«ZK-защита может стать более эффективной, но может быть и компромисс. Создание и выполнение блоков, которые управляют смарт-контрактами, в конечном итоге может сильно замедлиться. Риск здесь заключается в том, что ZK-тестирование может улучшиться, но построение блоков и их исполнение только ухудшатся».

Мнение, которое поддержал другой анонимный комментатор:

«Я согласен с Беном Адамсом в том, что в целом EVM во многом основана на U256, поэтому переход на RISC-V снизил бы общую производительность выполнения».

Другие, по-видимому, согласились с тем, что RISC-V - хорошая идея, которая помогает сократить количество узких мест, но усомнились в том, что это является приоритетом, учитывая потенциальные технические трудности и стоимость. 

«Согласитесь, это кажется хорошей идеей для L1, которая устраняет пункты 2 и 3 из узких мест L1. Но является ли это тем набором приоритетов, который мы хотим решить, особенно учитывая масштаб технических затрат в этой области?» - добавил Адам Кокран. 

Очевидно, что предложение по-прежнему нуждается в ясности и дальнейшем обсуждении в сообществе Ethereum. Хотя оно обещает радикальное упрощение, которое повышает скорость и эффективность, оно также предусматривает сложные технические изменения. Возможно, потребуются годы самоотдачи, чтобы переосмыслить принцип работы блокчейна уровня 1.

Конечно, как и в случае с любым децентрализованным проектом, «зеленый свет» зависит не только от технического планирования; для этого необходимо согласие сообщества. В настоящее время предложение Бутерина вызвало широкий резонанс в отношении любых предстоящих действий в области развития.