V神提出胶水和协处理器计算模型！提高效率和安全性

更新时间:2025-11-17 21:28:02

以太坊共同创办人vitalik buterin最新撰文，探讨了现代运算如何采用「胶水(glue)和协处理器(coprocessor)」架构来提高效率，这种架构将运算分为两部分：一个是通用但效率较低的「业务逻辑」，另一个是高度结构化且运算密集型的「昂贵工作」，并通过灵活的通用「胶水」元件和高效的专用「协处理器」来优化这两种运算形式。

实务上运算分离例子

Vitalik详细说明了「胶水和协处理器」架构在不同领域的应用，包括以太坊虚拟机(EVM)、人工智能(AI)、网页应用(Webapps)和可编程密码学等。

在EVM的例子中，Vitalik分析了一笔交易的Gas费，指出大部分运算(约73%)集中在几个结构化的昂贵操作上，如存储读写和日志记录，而其余部分则是「业务逻辑」，例如处理交易的具体细节。

在AI领域，Vitalik以PyTorch中的例子说明了如何使用Python编写高层次的「业务逻辑」，而将密集运算(如矩阵和向量操作)交由CUDA和ASIC来高效处理。

Vitalik还探讨了在可编程密码学中如何实现这种分离，例如STARKs可以通过通用虚拟机(如RISC-V)构建证明器来处理通用业务逻辑，同时使用专门模组来高效处理特定昂贵的运算操作。其他可编程加密技术如SNARKs、多方计算(MPC)和全同态加密(FHE)可能也会采用类似的优化方法。

V神提出胶水和协处理器计算模型！提高效率和安全性

各领域运算分离例子

运算分离加剧的原因

Vitalik认为，现代运算越来越倾向于采用这种架构，因为它允许开发者将运算分离，从而在不同层面上进行优化，并且这种分离正在增加，主要是由于以下几个原因：

CPU时脉速度的极限：随着CPU时脉速度的提升达到瓶颈，进一步的性能提升需要通过并行运算来实现。然而，并行运算难以理解和实现，因此开发者倾向于继续使用顺序逻辑，并将并行化交由后端专门的模块来处理。
业务逻辑运算成本的降低：随着运算速度的大幅提升，业务逻辑的运算成本变得微不足道。在这种情况下，优化业务逻辑运行的虚拟机(VM)时，更注重开发者友好性、安全性等目标，而将运算效率的需求交给专门的「协处理器」模块来实现。
关键昂贵操作的明确化：随着时间的推移，在密码学和人工智能等领域，已经越来越清楚哪些是最重要且昂贵的操作类型(如模算数、椭圆曲线计算、快速傅立叶转换、矩阵乘法等)，这使得专门优化这些操作的协处理器变得更加可行且重要。

胶水和协处理器的优化方向

最后，Vitalik提出了一些关于如何改进EVM、提高运算安全性、推动开源硬体以及加速密码学主流化的建议。

EVM(以太坊虚拟机)：