Vitalik Buterin探索用于计算的“胶水和协处理器”
以太坊创始人Vitalik Buterin正在探索一种新概念,即现代计算如何分为两部分:“胶水”组件和“协处理器”
这里的想法很简单:分工。胶水负责一般的、不那么繁重的任务,而协处理器则负责繁重的、结构化的计算。
Vitalik为我们分解了它,他说以太坊虚拟机(EVM)等系统中的大多数计算已经以这种方式进行了分割。该过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。在最近的一次交易中,Vitalik在以太坊名称服务(ENS)上更新了他的博客的IPFS哈希,天然气消耗分散在不同的任务中。该交易共消耗了46924天然气。
细分如下:基本成本为21000 gas,调用数据为1556 gas,EVM执行为24368 gas。像SLOAD和SSTORE这样的具体操作分别消耗了6400和10100气体。LOG操作消耗了2149天然气,其余的被各种工艺消耗殆尽。
Vitalik表示,该交易中约85%的gas用于一些繁重的操作,如存储读写、日志记录和密码学。
其余的就是他所说的“业务逻辑”,更简单、更高级的东西,比如处理决定更新什么记录的数据。
Vitalik还指出,在用Python编写的AI模型中也可以看到同样的情况。例如,在变压器模型中运行正向传递时,大部分工作都是通过矢量化操作完成的,如矩阵乘法。
这些操作通常是用优化的代码编写的,通常是在GPU上运行的CUDA。不过,高级逻辑是用Python编写的,Python是一种通用但速度较慢的语言,只涉及总计算成本的一小部分。
以太坊开发人员还认为,这种模式在现代可编程密码学中变得越来越普遍,比如SNARKs。
他指出了STARK证明的趋势,团队正在为RISC-V等最小的虚拟机构建通用证明程序。
任何需要证明的程序都可以编译成RISC-V,证明者可以证明RISC-V的执行。这种设置很方便,但也有开销。可编程密码学已经很昂贵了,在RISC-V解释器中运行代码的成本也很高。
那么,开发人员是做什么的呢?他们绕过了这个问题。它们识别占用大部分计算的特定、昂贵的操作,如哈希和签名,并创建专门的模块来有效地证明这些操作。
然后,他们将通用的RISC-V证明系统与这些高效、专业的系统相结合,实现了两全其美。Vitalik指出,这种方法可能会出现在密码学的其他领域,如多方计算(MPC)和完全同态加密(FHE)。
胶水和协处理器在哪里
根据Vitalik的说法,我们看到的是计算中“胶水和协处理器”架构的兴起。胶水是通用的,速度慢,负责在一个或多个协处理器之间处理数据,这些协处理器是专用的,速度快。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更高。棘手的部分是在通用性和效率之间找到适当的平衡。
在以太坊中,EVM不需要高效,只需要熟悉即可。通过添加正确的协处理器或预编译程序,您可以使低效的VM几乎与本机高效的VM一样有效。
但如果这不重要呢?如果我们接受开放式芯片会变慢,并使用胶水和协处理器架构来补偿呢?
这个想法是,你可以设计一个针对安全性和开源设计进行优化的主芯片,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,而繁重的工作,如人工智能处理或ZK证明,可以转移到ASIC模块上。
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