Trong lĩnh vực máy tính truyền thống, bộ xử lý đồng xử lý chịu trách nhiệm xử lý các nhiệm vụ phức tạp khác cho CPU. Ví dụ, bộ xử lý đồng xử lý M7 được Apple ra mắt vào năm 2013 đã nâng cao độ nhạy chuyển động của thiết bị thông minh, GPU được Nvidia giới thiệu vào năm 2007 có nhiệm vụ xử lý đồ họa. Bộ xử lý đồng xử lý tăng tốc độ chạy ứng dụng CPU bằng cách tải bớt mã tính toán nặng nề và tốn thời gian, kiến trúc này được gọi là "tính toán dị hợp" hoặc "tính toán hỗn hợp".
Bộ xử lý phụ có thể giải phóng mã phức tạp và yêu cầu hiệu suất cao, giúp CPU xử lý các phần linh hoạt và đa dạng hơn. Trên chuỗi Ethereum, có hai vấn đề nghiêm trọng cản trở sự phát triển của ứng dụng:
Phí Gas cao đã hạn chế phạm vi phát triển của các ứng dụng trên chuỗi, hầu hết mã hợp đồng chỉ được viết xung quanh các thao tác tài sản, các thao tác phức tạp cần một lượng lớn Gas, điều này gây cản trở nghiêm trọng cho việc áp dụng quy mô lớn của các ứng dụng và người dùng.
Hợp đồng thông minh chỉ có thể truy cập dữ liệu của 256 khối gần nhất, trong tương lai các nút đầy đủ sẽ không còn lưu trữ dữ liệu của các khối đã qua, dẫn đến việc các ứng dụng sáng tạo dựa trên dữ liệu khó xuất hiện. Điều này hạn chế việc xây dựng các ứng dụng dựa trên dữ liệu như TikTok, Instagram trên blockchain.
Điều này cho thấy rằng tính toán và dữ liệu đã giới hạn sự xuất hiện của các mô hình tính toán mới. Chuỗi khối Ethereum bản thân nó không được thiết kế để xử lý các tác vụ tính toán nặng và dữ liệu lớn. Để tương thích với những ứng dụng này, cần phải đưa vào bộ đồng xử lý. Chuỗi Ethereum như một CPU, bộ đồng xử lý giống như GPU, chuỗi tự xử lý dữ liệu tài sản và các thao tác đơn giản, ứng dụng có thể linh hoạt sử dụng bộ đồng xử lý để thực hiện tính toán dữ liệu.
Ứng dụng của ZK co-processor có biên giới rộng rãi, có thể bao phủ các cảnh như xã hội, trò chơi, DeFi, quản lý rủi ro, oracle, lưu trữ dữ liệu, đào tạo mô hình lớn và nhiều hơn nữa. Về lý thuyết, các chức năng mà ứng dụng Web2 có thể thực hiện, với ZK co-processor đều có thể được thực hiện trên blockchain, và còn có thể sử dụng Ethereum làm lớp thanh toán để bảo vệ an toàn.
Hiện tại, trong ngành công nghiệp, định nghĩa về ZK co-processor không hoàn toàn giống nhau, như ZK-Query, ZK-Oracle, ZKM, v.v. đều thuộc về co-processor, có thể hỗ trợ truy vấn dữ liệu hoàn chỉnh trên chuỗi, dữ liệu đáng tin cậy ngoài chuỗi và kết quả tính toán. Từ góc độ này, Layer2 cũng có thể được coi là co-processor của Ethereum.
Tổng quan dự án đồng xử lý
Các dự án đồng xử lý nổi bật hiện nay chủ yếu được chia thành ba ứng dụng chính: chỉ mục dữ liệu trên chuỗi, oracle và ZKML, trong khi ZKM tổng quát bao gồm cả ba bối cảnh này. Các máy ảo ngoài chuỗi mà các dự án khác nhau sử dụng cũng khác nhau, chẳng hạn như Delphinus tập trung vào zkWASM, Risc Zero tập trung vào kiến trúc Risc-V.
Kiến trúc công nghệ đồng xử lý
Dưới đây là phân tích kiến trúc của bộ xử lý ZK tổng quát, chủ yếu xoay quanh ba dự án Risc Zero, Lagrange và Succinct:
Risc Zero
Bộ đồng xử lý ZK của Risc Zero có tên là Bonsai, là một bộ thành phần chứng minh không kiến thức độc lập với chuỗi. Dựa trên kiến trúc tập lệnh Risc-V, hỗ trợ các ngôn ngữ như Rust, C++, Solidity, Go. Các chức năng chính bao gồm:
zkVM chung, có thể chạy bất kỳ máy ảo nào trong môi trường không biết/được xác minh.
Hệ thống tạo chứng minh ZK có thể tích hợp vào bất kỳ hợp đồng thông minh hoặc chuỗi nào.
Rollup tổng quát, phân phối tính toán được chứng minh trên Bonsai lên chuỗi.
Bonsai thành phần bao gồm mạng người chứng, hồ bơi yêu cầu, động cơ Rollup, trung tâm hình ảnh, lưu trữ trạng thái và thị trường chứng minh.
Lagrange
Lagrange nhằm mục đích xây dựng bộ xử lý đồng và cơ sở dữ liệu có thể xác minh, bao gồm dữ liệu lịch sử blockchain, thuận tiện cho việc phát triển ứng dụng không cần tin cậy. Chức năng chính:
Cơ sở dữ liệu có thể xác minh: Lưu trữ hợp đồng chuỗi chỉ mục trên chuỗi, tái cấu trúc lưu trữ, trạng thái và khối của blockchain.
Tính toán dựa trên nguyên tắc MapReduce: áp dụng tách dữ liệu thành nhiều phiên bản và tính toán song song, được gọi là zkMR.
Thiết kế cơ sở dữ liệu liên quan đến dữ liệu lưu trữ hợp đồng, dữ liệu trạng thái EOA và dữ liệu khối.
Tính toán máy ảo ZKMR của Lagrange được chia thành hai bước:
Bản đồ: Các máy móc phân tán ánh xạ dữ liệu, tạo ra các cặp khóa-giá trị.
Giảm: Máy tính phân tán tính toán chứng minh riêng biệt, kết hợp chứng minh.
Ngắn gọn
Mục tiêu của Succinct Network là tích hợp các sự kiện có thể lập trình vào các phần khác nhau của phát triển blockchain.
Succinct có thể chấp nhận mã từ Solidity và các ngôn ngữ chuyên biệt trong lĩnh vực kiến thức bằng không, chuyển đến bộ xử lý đồng thời ngoài chuỗi, hoàn thành chỉ mục dữ liệu chuỗi mục tiêu, gửi yêu cầu chứng minh đến thị trường chứng minh. Đặc điểm của nó là thị trường chứng minh tương thích với nhiều hệ thống chứng minh khác nhau.
ZKVM ngoài chuỗi của Succinct được gọi là SP, hỗ trợ các ngôn ngữ LLVM như Rust. Các đặc điểm cốt lõi bao gồm:
Công nghệ chứng minh đệ quy dựa trên STARKs
Bộ bao bọc từ SNARKs đến STARKs
Kiến trúc zkVM tập trung vào tiền biên dịch
So sánh
So sánh bộ xử lý ZK chung chủ yếu dựa trên các điểm sau:
Vấn đề chỉ mục / đồng bộ dữ liệu
Lựa chọn công nghệ nền tảng (SNARKs so với STARKs)
Có hỗ trợ đệ quy không
Hệ thống chứng minh
Hợp tác sinh thái
Tình hình tài chính
Hiện tại, các dự án có xu hướng giống nhau về công nghệ, chẳng hạn như sử dụng bộ bao bọc từ STARKs đến SNARKs, hỗ trợ đệ quy, xây dựng mạng chứng minh và thị trường điện toán đám mây. Trong bối cảnh công nghệ tương tự, tài nguyên đội nhóm và hợp tác hệ sinh thái sẽ là chìa khóa.
Sự tương đồng và khác biệt giữa bộ xử lý đồng xử lý và Layer2
Bộ xử lý đồng xử lý hướng tới ứng dụng, Layer2 hướng tới người dùng. Bộ xử lý đồng xử lý có thể được sử dụng như một thành phần tăng tốc hoặc thành phần mô-đun, các trường hợp ứng dụng bao gồm:
Là thành phần máy ảo ngoài chuỗi của ZK Layer2
Ứng dụng công链 gỡ bỏ sức mạnh tính toán xuống chuỗi ngoài
Oracle để ứng dụng chuỗi công cộng lấy dữ liệu có thể xác minh từ các chuỗi khác
Cầu nối liên chuỗi để truyền tin nhắn
Bộ xử lý đồng xử lý mang lại tiềm năng đồng bộ hóa dữ liệu toàn chuỗi theo thời gian thực với hiệu suất cao và chi phí thấp trong tính toán đáng tin cậy, có thể tái cấu trúc các phần mềm trung gian khác nhau của blockchain.
Thách thức mà bộ xử lý đồng xử lý phải đối mặt
Rào cản gia nhập của nhà phát triển cao, cần nắm vững ngôn ngữ và công cụ cụ thể.
Đường đua ở giai đoạn rất sớm, hiệu suất liên quan đến nhiều khía cạnh, cấu trúc chưa rõ ràng
Cơ sở hạ tầng như phần cứng vẫn chưa trưởng thành và chưa được triển khai.
Đường đi kỹ thuật tương tự, khó có bước đột phá dẫn đầu, trọng tâm cạnh tranh ở tài nguyên và hệ sinh thái
Tóm tắt và triển vọng
Công nghệ ZK có tính tổng quát cao, giúp hệ sinh thái Ethereum hướng tới phi tập trung hóa. Bộ xử lý đồng ZK là công cụ quan trọng để triển khai công nghệ ZK, với ứng dụng rộng rãi.
Điều kiện tiên quyết cho việc ứng dụng thương mại hóa quy mô lớn của bộ xử lý ZK là sự ra đời của chip sức mạnh ZK. Dự kiến trong chu kỳ tiếp theo, chuỗi công nghiệp ZK sẽ thực hiện thương mại hóa, bây giờ là khoảng thời gian để xây dựng công nghệ ứng dụng quy mô lớn thế hệ tiếp theo.
Trang này có thể chứa nội dung của bên thứ ba, được cung cấp chỉ nhằm mục đích thông tin (không phải là tuyên bố/bảo đảm) và không được coi là sự chứng thực cho quan điểm của Gate hoặc là lời khuyên về tài chính hoặc chuyên môn. Xem Tuyên bố từ chối trách nhiệm để biết chi tiết.
9 thích
Phần thưởng
9
4
Chia sẻ
Bình luận
0/400
BitcoinDaddy
· 07-07 21:39
Chỉ có vậy mà đã là web3, còn xa lắm.
Xem bản gốcTrả lời0
GweiTooHigh
· 07-06 12:30
Phí gas quá đắt không giải quyết được.
Xem bản gốcTrả lời0
ContractExplorer
· 07-04 22:09
Tăng tốc phát triển ETH Cần gấp Khả năng tính toán ZK
ZK đồng xử lý mở ra mô hình tính toán Web3 mới giải quyết điểm đau của Ethereum
ZK Đồng xử lý: Mô hình tính toán Web3 mới
Trong lĩnh vực máy tính truyền thống, bộ xử lý đồng xử lý chịu trách nhiệm xử lý các nhiệm vụ phức tạp khác cho CPU. Ví dụ, bộ xử lý đồng xử lý M7 được Apple ra mắt vào năm 2013 đã nâng cao độ nhạy chuyển động của thiết bị thông minh, GPU được Nvidia giới thiệu vào năm 2007 có nhiệm vụ xử lý đồ họa. Bộ xử lý đồng xử lý tăng tốc độ chạy ứng dụng CPU bằng cách tải bớt mã tính toán nặng nề và tốn thời gian, kiến trúc này được gọi là "tính toán dị hợp" hoặc "tính toán hỗn hợp".
Bộ xử lý phụ có thể giải phóng mã phức tạp và yêu cầu hiệu suất cao, giúp CPU xử lý các phần linh hoạt và đa dạng hơn. Trên chuỗi Ethereum, có hai vấn đề nghiêm trọng cản trở sự phát triển của ứng dụng:
Phí Gas cao đã hạn chế phạm vi phát triển của các ứng dụng trên chuỗi, hầu hết mã hợp đồng chỉ được viết xung quanh các thao tác tài sản, các thao tác phức tạp cần một lượng lớn Gas, điều này gây cản trở nghiêm trọng cho việc áp dụng quy mô lớn của các ứng dụng và người dùng.
Hợp đồng thông minh chỉ có thể truy cập dữ liệu của 256 khối gần nhất, trong tương lai các nút đầy đủ sẽ không còn lưu trữ dữ liệu của các khối đã qua, dẫn đến việc các ứng dụng sáng tạo dựa trên dữ liệu khó xuất hiện. Điều này hạn chế việc xây dựng các ứng dụng dựa trên dữ liệu như TikTok, Instagram trên blockchain.
Điều này cho thấy rằng tính toán và dữ liệu đã giới hạn sự xuất hiện của các mô hình tính toán mới. Chuỗi khối Ethereum bản thân nó không được thiết kế để xử lý các tác vụ tính toán nặng và dữ liệu lớn. Để tương thích với những ứng dụng này, cần phải đưa vào bộ đồng xử lý. Chuỗi Ethereum như một CPU, bộ đồng xử lý giống như GPU, chuỗi tự xử lý dữ liệu tài sản và các thao tác đơn giản, ứng dụng có thể linh hoạt sử dụng bộ đồng xử lý để thực hiện tính toán dữ liệu.
Ứng dụng của ZK co-processor có biên giới rộng rãi, có thể bao phủ các cảnh như xã hội, trò chơi, DeFi, quản lý rủi ro, oracle, lưu trữ dữ liệu, đào tạo mô hình lớn và nhiều hơn nữa. Về lý thuyết, các chức năng mà ứng dụng Web2 có thể thực hiện, với ZK co-processor đều có thể được thực hiện trên blockchain, và còn có thể sử dụng Ethereum làm lớp thanh toán để bảo vệ an toàn.
Hiện tại, trong ngành công nghiệp, định nghĩa về ZK co-processor không hoàn toàn giống nhau, như ZK-Query, ZK-Oracle, ZKM, v.v. đều thuộc về co-processor, có thể hỗ trợ truy vấn dữ liệu hoàn chỉnh trên chuỗi, dữ liệu đáng tin cậy ngoài chuỗi và kết quả tính toán. Từ góc độ này, Layer2 cũng có thể được coi là co-processor của Ethereum.
Tổng quan dự án đồng xử lý
Các dự án đồng xử lý nổi bật hiện nay chủ yếu được chia thành ba ứng dụng chính: chỉ mục dữ liệu trên chuỗi, oracle và ZKML, trong khi ZKM tổng quát bao gồm cả ba bối cảnh này. Các máy ảo ngoài chuỗi mà các dự án khác nhau sử dụng cũng khác nhau, chẳng hạn như Delphinus tập trung vào zkWASM, Risc Zero tập trung vào kiến trúc Risc-V.
Kiến trúc công nghệ đồng xử lý
Dưới đây là phân tích kiến trúc của bộ xử lý ZK tổng quát, chủ yếu xoay quanh ba dự án Risc Zero, Lagrange và Succinct:
Risc Zero
Bộ đồng xử lý ZK của Risc Zero có tên là Bonsai, là một bộ thành phần chứng minh không kiến thức độc lập với chuỗi. Dựa trên kiến trúc tập lệnh Risc-V, hỗ trợ các ngôn ngữ như Rust, C++, Solidity, Go. Các chức năng chính bao gồm:
zkVM chung, có thể chạy bất kỳ máy ảo nào trong môi trường không biết/được xác minh.
Hệ thống tạo chứng minh ZK có thể tích hợp vào bất kỳ hợp đồng thông minh hoặc chuỗi nào.
Rollup tổng quát, phân phối tính toán được chứng minh trên Bonsai lên chuỗi.
Bonsai thành phần bao gồm mạng người chứng, hồ bơi yêu cầu, động cơ Rollup, trung tâm hình ảnh, lưu trữ trạng thái và thị trường chứng minh.
Lagrange
Lagrange nhằm mục đích xây dựng bộ xử lý đồng và cơ sở dữ liệu có thể xác minh, bao gồm dữ liệu lịch sử blockchain, thuận tiện cho việc phát triển ứng dụng không cần tin cậy. Chức năng chính:
Cơ sở dữ liệu có thể xác minh: Lưu trữ hợp đồng chuỗi chỉ mục trên chuỗi, tái cấu trúc lưu trữ, trạng thái và khối của blockchain.
Tính toán dựa trên nguyên tắc MapReduce: áp dụng tách dữ liệu thành nhiều phiên bản và tính toán song song, được gọi là zkMR.
Thiết kế cơ sở dữ liệu liên quan đến dữ liệu lưu trữ hợp đồng, dữ liệu trạng thái EOA và dữ liệu khối.
Tính toán máy ảo ZKMR của Lagrange được chia thành hai bước:
Ngắn gọn
Mục tiêu của Succinct Network là tích hợp các sự kiện có thể lập trình vào các phần khác nhau của phát triển blockchain.
Succinct có thể chấp nhận mã từ Solidity và các ngôn ngữ chuyên biệt trong lĩnh vực kiến thức bằng không, chuyển đến bộ xử lý đồng thời ngoài chuỗi, hoàn thành chỉ mục dữ liệu chuỗi mục tiêu, gửi yêu cầu chứng minh đến thị trường chứng minh. Đặc điểm của nó là thị trường chứng minh tương thích với nhiều hệ thống chứng minh khác nhau.
ZKVM ngoài chuỗi của Succinct được gọi là SP, hỗ trợ các ngôn ngữ LLVM như Rust. Các đặc điểm cốt lõi bao gồm:
So sánh
So sánh bộ xử lý ZK chung chủ yếu dựa trên các điểm sau:
Hiện tại, các dự án có xu hướng giống nhau về công nghệ, chẳng hạn như sử dụng bộ bao bọc từ STARKs đến SNARKs, hỗ trợ đệ quy, xây dựng mạng chứng minh và thị trường điện toán đám mây. Trong bối cảnh công nghệ tương tự, tài nguyên đội nhóm và hợp tác hệ sinh thái sẽ là chìa khóa.
Sự tương đồng và khác biệt giữa bộ xử lý đồng xử lý và Layer2
Bộ xử lý đồng xử lý hướng tới ứng dụng, Layer2 hướng tới người dùng. Bộ xử lý đồng xử lý có thể được sử dụng như một thành phần tăng tốc hoặc thành phần mô-đun, các trường hợp ứng dụng bao gồm:
Bộ xử lý đồng xử lý mang lại tiềm năng đồng bộ hóa dữ liệu toàn chuỗi theo thời gian thực với hiệu suất cao và chi phí thấp trong tính toán đáng tin cậy, có thể tái cấu trúc các phần mềm trung gian khác nhau của blockchain.
Thách thức mà bộ xử lý đồng xử lý phải đối mặt
Tóm tắt và triển vọng
Công nghệ ZK có tính tổng quát cao, giúp hệ sinh thái Ethereum hướng tới phi tập trung hóa. Bộ xử lý đồng ZK là công cụ quan trọng để triển khai công nghệ ZK, với ứng dụng rộng rãi.
Điều kiện tiên quyết cho việc ứng dụng thương mại hóa quy mô lớn của bộ xử lý ZK là sự ra đời của chip sức mạnh ZK. Dự kiến trong chu kỳ tiếp theo, chuỗi công nghiệp ZK sẽ thực hiện thương mại hóa, bây giờ là khoảng thời gian để xây dựng công nghệ ứng dụng quy mô lớn thế hệ tiếp theo.