Kooperatif İşlemcilerin Tarihsel Arka Planı ve Gelişimi
Geleneksel bilgisayar alanında, yardımcı işlemciler CPU'ya karmaşık görevleri üstlenen işlem birimleridir. Bu teknoloji bilgisayar endüstrisinde oldukça yaygındır; örneğin, Apple'ın 2013'te piyasaya sürdüğü M7 hareket yardımcı işlemcisi, akıllı cihazların hareket algılama hassasiyetini önemli ölçüde artırmıştır. İyi bilinen GPU ise, Nvidia'nın 2007'de önerdiği yardımcı işlemci kavramıdır ve esas olarak grafik işleme gibi görevlerden sorumludur. GPU, hesaplama yoğun kodları işleyerek CPU üzerinde çalışan uygulamaları hızlandırır; bu mimariye "heterojen" veya "melez" hesaplama denir.
Hızlandırıcıların ana işlevi, karmaşık ve yüksek performans gerektiren belirli görevleri üstlenmek, böylece CPU'nun daha esnek ve değişken işlerle ilgilenmesine olanak tanımaktır.
Ethereum ağında uygulama gelişimini kısıtlayan iki ciddi sorun var:
Yüksek Gas ücretleri, zincir üzerindeki uygulamaların geliştirilme kapsamını sınırlıyor. Normal transfer işlemi 21000 Gas gerektiriyor ki bu da Ethereum ağı için Gas ücretlerinin alt sınırı. Veri depolama gibi diğer işlemler daha fazla Gas tüketiyor ve bu durum uygulamaların ve kullanıcıların geniş ölçekte benimsenmesini ciddi şekilde engelliyor.
Akıllı sözleşmeler yalnızca son 256 blok verilerine erişebilir; gelecekte Pectra'nın güncellenmesi ve EIP-4444 önerisinin uygulanmasıyla birlikte, tam düğümler geçmiş blok verilerini saklamayacaktır. Bu veri eksikliği, veri tabanlı yenilikçi uygulamaların ortaya çıkmasını zorlaştırmakta ve Tiktok, Instagram gibi veri yoğun uygulamaların blok zincirinde gelişimini etkilemektedir.
Bu sorunlar, hesaplama gücü ve veri kullanılabilirliğinin yeni hesaplama paradigmalarının geniş ölçekli benimsenmesini kısıtlayan başlıca nedenler olduğunu ortaya koyuyor. Ethereum blok zinciri, büyük miktarda hesaplama ve veri yoğun görevleri işlemek için tasarlanmamıştır. Bu uygulamalara uyum sağlamak için yardımcı işlemci kavramının getirilmesi gerekmektedir. Ethereum zinciri kendisi CPU olarak işlev görürken, yardımcı işlemciler GPU'ya benzer ve hesaplama ile veri yoğun görevleri işler.
Sıfır bilgi kanıtı teknolojisinin gelişimi ile birlikte, yan işlemcilerin zincir dışında yapılan hesaplamalarının güvenilirliğini sağlamak için, çoğu yan işlemci projesi sıfır bilgi kanıtını teknik temel olarak almıştır.
ZK yardımcı işlemcinin uygulama alanı oldukça geniştir, neredeyse tüm gerçek merkeziyetsiz uygulama senaryolarını kapsamaktadır, bunlar arasında sosyal medya, oyun, DeFi, zincir üstü verilere dayalı risk kontrol sistemleri, oracle'lar, veri depolama, büyük dil modeli eğitimi ve çıkarım gibi alanlar bulunmaktadır. Teorik olarak, Web2 uygulamalarının gerçekleştirebildiği işlevler, ZK yardımcı işlemci aracılığıyla blockchain üzerinde gerçekleştirilebilir ve Ethereum nihai hesaplaşma katmanı olarak uygulama güvenliğini garanti eder.
Şu anda sektörde ZK yardımcı işlemcilerinin tanımı tam olarak birleştirilmiş değil. ZK-Query, ZK-Oracle, ZKM gibi terimler yardımcı işlemci olarak kabul edilebilir; bunlar, zincir üzerindeki tam verileri, zincir dışındaki güvenilir verileri ve zincir dışındaki hesaplama sonuçlarını sorgulamaya yardımcı olabilir. Bu açıdan bakıldığında, Layer2 esasen Ethereum'un bir tür yardımcı işlemcisidir.
Eş İşlemci Proje Genel Görünümü
Mevcut olarak, tanınmış yardımcı işlemci projeleri esas olarak üç uygulama senaryosuna odaklanmaktadır: zincir üzerindeki veri indeksleme, oracle ve ZKML. Genel amaçlı ZK sanal makine projeleri, Delphinus gibi zkWASM'a odaklanırken, Risc Zero ise Risc-V mimarisine adanmıştır.
Koşul İşlemci Teknolojisi Mimarisi
Genel ZK yardımcı işlemcisi örneğinde, Risc Zero, Lagrange ve Succinct projelerinin teknik mimarisini detaylı bir şekilde analiz ediyoruz. Bu tür genel sanal makinelerin teknik ve mekanizma tasarımı üzerindeki benzerlik ve farklılıklarını anlamak için böyle yapıyoruz. Bu sayede yardımcı işlemcilerin gelecekteki gelişim eğilimlerini değerlendirebiliyoruz.
Risc Zero
Risc Zero'nun ZK yardımcı işlemcisi Bonsai olarak adlandırılmaktadır ve blok zincirinden bağımsız bir sıfır bilgi kanıtı bileşenleri seti inşa etmiştir. Bonsai, Risc-V talimat seti mimarisine dayanmaktadır ve son derece güçlü bir genel kullanıma sahiptir, Rust, C++, Solidity, Go gibi birçok programlama dilini desteklemektedir.
Bonsai'nin ana işlevleri şunlardır:
Genel zkVM, sıfır bilgi/doğrulanabilir ortamda herhangi bir sanal makine çalıştırabilir.
Akıllı sözleşmelere veya blok zincirine doğrudan entegre edilebilen ZK kanıtı oluşturma sistemi.
Genel rollup, Bonsai üzerinde kanıtlanmış hesaplama sonuçlarını zincire dağıtır.
Bonsai'nin temel bileşenleri şunlardır:
Kanıtlayıcı Ağı: ZK kodlarını alır ve doğrular, ZK kanıtı üretir.
Talep Havuzu: Kullanıcıların başlattığı kanıt taleplerini depolar.
Rollup motoru: Kanıt sonuçlarını toplar ve Ethereum ana ağına yükler.
Görüntü Hub: Depolama işlevleri ve uygulamaların görsel geliştirme platformu.
State Store: Zincir dışı durum depolama.
Proving Marketplace: ZK kanıt endüstri zincirinin hesaplama gücü pazarı.
Lagrange
Lagrange, güvenilir olmayan uygulamaların geliştirilmesini desteklemek için blockchain üzerindeki geçmiş verileri içeren bir yardımcı işlemci ve doğrulanabilir veritabanı oluşturmayı amaçlamaktadır. Ana işlevleri şunları içerir:
Doğrulanabilir veritabanı: Akıllı sözleşmelerin indekslenmesi, durumu veritabanına kaydeder.
MapReduce prensiplerine dayalı hesaplama: Paralel yürütmeyi destekleyen zkMR mimarisi.
Lagrange'in veritabanı tasarımı, sözleşme depolama verileri, EOA durum verileri ve blok verileri olmak üzere üç bölümden oluşmaktadır. SNARK kanıtlarına dost bir blok veri yapısı oluşturur; her yaprak düğümü bir blok başlığıdır.
Lagrange'ın ZKMR sanal makinesi hesaplaması iki adıma ayrılır:
Harita: Dağıtılmış makineler verileri haritalar, anahtar-değer çiftleri oluşturur.
Reduce: Dağıtık bilgisayarlar ayrı ayrı kanıt hesaplar ve sonra birleştirir.
ZKMR, küçük hesaplamaların kanıtlarını bir araya getirerek genel hesaplamanın kanıtını oluşturabilir ve karmaşık hesaplamaların kanıt yeteneğini etkili bir şekilde genişletebilir.
Kısa ve Öz
Succinct Network'ün hedefi, programlanabilir gerçekleri blockchain geliştirme süreçlerine entegre etmektir. Solidity ve özel sıfır bilgi alan dilleri de dahil olmak üzere çeşitli kodları destekler ve bunları zincir dışı yardımcı işlemcilerde çalıştırabilir.
Succinct'in zincir dışı ZKVM'si SP (Succinct Processor) olarak adlandırılır ve Rust ile diğer LLVM dillerini destekler. Temel özellikleri arasında şunlar bulunur:
Genel ZK yardımcı işlemcileri karşılaştırırken, aşağıdaki birkaç unsuru dikkate alıyoruz:
Veri dizini/senkronizasyon yeteneği
Kullanılan teknoloji yolu (SNARK'lar vs STARK'lar)
Rekürsif kanıtları destekliyor mu?
Kanıt sisteminin verimliliği
Ekosistem İşbirliği Durumu
Finansman Arka Planı
Şu anda, ana akım projelerin teknik yolları benzerlik göstermekte; hepsi STARKs'tan SNARKs'a geçiş yapan paketleyiciler ve yinelemeli kanıt teknolojilerini kullanmaktadır. ZK algoritmalarının kanıt üretiminin en maliyetli ve zaman alıcı aşama olduğu dikkate alındığında, her proje kanıtlayıcı ağlar ve bulut hesaplama pazarları oluşturmaktadır.
Benzer teknik yollarla, projenin atılımı muhtemelen ekip gücü ve arkasındaki VC'nin ekosistem kaynak desteklerine daha fazla bağımlı olabilir, böylece daha büyük bir pazar payı elde etmeye çalışır.
Koşullayıcı ile Layer2 arasındaki fark
Kullanıcı odaklı Layer2'den farklı olarak, kooperatif işlemci esas olarak uygulama geliştirmeye yöneliktir. Aşağıdaki senaryolar için bir hızlandırıcı bileşeni veya modüler bileşen olarak kullanılabilir:
ZK Layer2'nin zincir dışı sanal makine bileşeni olarak
Kamu blok zinciri üzerindeki uygulamalar için zincir dışı hesaplama gücü sağlamak
Diğer zincirlerden doğrulanabilir verileri elde etmek için bir oracle olarak kamu zinciri uygulaması
Mesaj iletimi için bir köprü görevi görme
Ko-prosessor, tam zincir gerçek zamanlı senkronize veriler ve yüksek performanslı düşük maliyetli güvenilir hesaplama potansiyelini getirdi; bu, blok zincirinin çoğu ara yazılımını yeniden yapılandırma yeteneğine sahiptir, bunlar arasında oracle'lar, veri sorgulamaları, çapraz zincir köprüleri vb. bulunmaktadır.
İşlemcinin Karşılaştığı Zorluklar
Geliştiricilerin giriş eşiği yüksektir, belirli dilleri ve araçları öğrenmeleri gerekmektedir.
Sektör erken aşamada, zkVM performansı birden fazla karmaşık boyutu içeriyor.
Donanım gibi temel altyapılar henüz olgunlaşmamış, ticarileşme için zamana ihtiyaç var.
Projelerin teknik yolları benzer, belirgin bir avantaj oluşturmak zor, rekabet odak noktası kaynak ve ekosistem işbirliğine kayıyor.
Özet ve Beklentiler
ZK teknolojisi son derece genel bir yapıya sahiptir ve Ethereum ekosisteminin merkeziyetsizlikten güvensizlik aşamasına geçmesine yardımcı olur. ZK yardımcı işlemcisi, ZK teknolojisinin uygulanabilir bir aracı olarak teorik olarak herhangi bir Web2 uygulamasının blok zinciri versiyonunu gerçekleştirebilir.
ZK yardımcı işlemcilerin büyük ölçekli benimsenmesi esasen iki faktöre bağlıdır: tüm zincir boyunca gerçek zamanlı kanıtlanabilir veritabanı ve düşük maliyetli zincir dışı hesaplama. Bu hedefin aşamalı bir şekilde gerçekleştirilmesi gerekmektedir. ZK hesaplama çiplerinin ticari uygulaması, yardımcı işlemcilerin büyük ölçekli uygulanmasının ana şartıdır.
Mevcut piyasa döngüsü yenilikten yoksun, bu da bir sonraki nesil büyük ölçekli uygulama teknolojilerini inşa etmek için bir fırsat penceresi sunuyor. Bir sonraki döngüde, ZK endüstri zincirinin ticari olarak hayata geçmesi bekleniyor. Şu anda 1 milyar kullanıcıyı destekleyebilecek zincir üzeri etkileşim için temel teknolojilere odaklanmanın en iyi zamanı.
This page may contain third-party content, which is provided for information purposes only (not representations/warranties) and should not be considered as an endorsement of its views by Gate, nor as financial or professional advice. See Disclaimer for details.
ZK işleme birimi: Ethereum'un performans darboğazını aşan yeni bir paradigma
Kooperatif İşlemcilerin Tarihsel Arka Planı ve Gelişimi
Geleneksel bilgisayar alanında, yardımcı işlemciler CPU'ya karmaşık görevleri üstlenen işlem birimleridir. Bu teknoloji bilgisayar endüstrisinde oldukça yaygındır; örneğin, Apple'ın 2013'te piyasaya sürdüğü M7 hareket yardımcı işlemcisi, akıllı cihazların hareket algılama hassasiyetini önemli ölçüde artırmıştır. İyi bilinen GPU ise, Nvidia'nın 2007'de önerdiği yardımcı işlemci kavramıdır ve esas olarak grafik işleme gibi görevlerden sorumludur. GPU, hesaplama yoğun kodları işleyerek CPU üzerinde çalışan uygulamaları hızlandırır; bu mimariye "heterojen" veya "melez" hesaplama denir.
Hızlandırıcıların ana işlevi, karmaşık ve yüksek performans gerektiren belirli görevleri üstlenmek, böylece CPU'nun daha esnek ve değişken işlerle ilgilenmesine olanak tanımaktır.
Ethereum ağında uygulama gelişimini kısıtlayan iki ciddi sorun var:
Yüksek Gas ücretleri, zincir üzerindeki uygulamaların geliştirilme kapsamını sınırlıyor. Normal transfer işlemi 21000 Gas gerektiriyor ki bu da Ethereum ağı için Gas ücretlerinin alt sınırı. Veri depolama gibi diğer işlemler daha fazla Gas tüketiyor ve bu durum uygulamaların ve kullanıcıların geniş ölçekte benimsenmesini ciddi şekilde engelliyor.
Akıllı sözleşmeler yalnızca son 256 blok verilerine erişebilir; gelecekte Pectra'nın güncellenmesi ve EIP-4444 önerisinin uygulanmasıyla birlikte, tam düğümler geçmiş blok verilerini saklamayacaktır. Bu veri eksikliği, veri tabanlı yenilikçi uygulamaların ortaya çıkmasını zorlaştırmakta ve Tiktok, Instagram gibi veri yoğun uygulamaların blok zincirinde gelişimini etkilemektedir.
Bu sorunlar, hesaplama gücü ve veri kullanılabilirliğinin yeni hesaplama paradigmalarının geniş ölçekli benimsenmesini kısıtlayan başlıca nedenler olduğunu ortaya koyuyor. Ethereum blok zinciri, büyük miktarda hesaplama ve veri yoğun görevleri işlemek için tasarlanmamıştır. Bu uygulamalara uyum sağlamak için yardımcı işlemci kavramının getirilmesi gerekmektedir. Ethereum zinciri kendisi CPU olarak işlev görürken, yardımcı işlemciler GPU'ya benzer ve hesaplama ile veri yoğun görevleri işler.
Sıfır bilgi kanıtı teknolojisinin gelişimi ile birlikte, yan işlemcilerin zincir dışında yapılan hesaplamalarının güvenilirliğini sağlamak için, çoğu yan işlemci projesi sıfır bilgi kanıtını teknik temel olarak almıştır.
ZK yardımcı işlemcinin uygulama alanı oldukça geniştir, neredeyse tüm gerçek merkeziyetsiz uygulama senaryolarını kapsamaktadır, bunlar arasında sosyal medya, oyun, DeFi, zincir üstü verilere dayalı risk kontrol sistemleri, oracle'lar, veri depolama, büyük dil modeli eğitimi ve çıkarım gibi alanlar bulunmaktadır. Teorik olarak, Web2 uygulamalarının gerçekleştirebildiği işlevler, ZK yardımcı işlemci aracılığıyla blockchain üzerinde gerçekleştirilebilir ve Ethereum nihai hesaplaşma katmanı olarak uygulama güvenliğini garanti eder.
Şu anda sektörde ZK yardımcı işlemcilerinin tanımı tam olarak birleştirilmiş değil. ZK-Query, ZK-Oracle, ZKM gibi terimler yardımcı işlemci olarak kabul edilebilir; bunlar, zincir üzerindeki tam verileri, zincir dışındaki güvenilir verileri ve zincir dışındaki hesaplama sonuçlarını sorgulamaya yardımcı olabilir. Bu açıdan bakıldığında, Layer2 esasen Ethereum'un bir tür yardımcı işlemcisidir.
Eş İşlemci Proje Genel Görünümü
Mevcut olarak, tanınmış yardımcı işlemci projeleri esas olarak üç uygulama senaryosuna odaklanmaktadır: zincir üzerindeki veri indeksleme, oracle ve ZKML. Genel amaçlı ZK sanal makine projeleri, Delphinus gibi zkWASM'a odaklanırken, Risc Zero ise Risc-V mimarisine adanmıştır.
Koşul İşlemci Teknolojisi Mimarisi
Genel ZK yardımcı işlemcisi örneğinde, Risc Zero, Lagrange ve Succinct projelerinin teknik mimarisini detaylı bir şekilde analiz ediyoruz. Bu tür genel sanal makinelerin teknik ve mekanizma tasarımı üzerindeki benzerlik ve farklılıklarını anlamak için böyle yapıyoruz. Bu sayede yardımcı işlemcilerin gelecekteki gelişim eğilimlerini değerlendirebiliyoruz.
Risc Zero
Risc Zero'nun ZK yardımcı işlemcisi Bonsai olarak adlandırılmaktadır ve blok zincirinden bağımsız bir sıfır bilgi kanıtı bileşenleri seti inşa etmiştir. Bonsai, Risc-V talimat seti mimarisine dayanmaktadır ve son derece güçlü bir genel kullanıma sahiptir, Rust, C++, Solidity, Go gibi birçok programlama dilini desteklemektedir.
Bonsai'nin ana işlevleri şunlardır:
Bonsai'nin temel bileşenleri şunlardır:
Lagrange
Lagrange, güvenilir olmayan uygulamaların geliştirilmesini desteklemek için blockchain üzerindeki geçmiş verileri içeren bir yardımcı işlemci ve doğrulanabilir veritabanı oluşturmayı amaçlamaktadır. Ana işlevleri şunları içerir:
Lagrange'in veritabanı tasarımı, sözleşme depolama verileri, EOA durum verileri ve blok verileri olmak üzere üç bölümden oluşmaktadır. SNARK kanıtlarına dost bir blok veri yapısı oluşturur; her yaprak düğümü bir blok başlığıdır.
Lagrange'ın ZKMR sanal makinesi hesaplaması iki adıma ayrılır:
ZKMR, küçük hesaplamaların kanıtlarını bir araya getirerek genel hesaplamanın kanıtını oluşturabilir ve karmaşık hesaplamaların kanıt yeteneğini etkili bir şekilde genişletebilir.
Kısa ve Öz
Succinct Network'ün hedefi, programlanabilir gerçekleri blockchain geliştirme süreçlerine entegre etmektir. Solidity ve özel sıfır bilgi alan dilleri de dahil olmak üzere çeşitli kodları destekler ve bunları zincir dışı yardımcı işlemcilerde çalıştırabilir.
Succinct'in zincir dışı ZKVM'si SP (Succinct Processor) olarak adlandırılır ve Rust ile diğer LLVM dillerini destekler. Temel özellikleri arasında şunlar bulunur:
Eş İşlemci Proje Karşılaştırması
Genel ZK yardımcı işlemcileri karşılaştırırken, aşağıdaki birkaç unsuru dikkate alıyoruz:
Şu anda, ana akım projelerin teknik yolları benzerlik göstermekte; hepsi STARKs'tan SNARKs'a geçiş yapan paketleyiciler ve yinelemeli kanıt teknolojilerini kullanmaktadır. ZK algoritmalarının kanıt üretiminin en maliyetli ve zaman alıcı aşama olduğu dikkate alındığında, her proje kanıtlayıcı ağlar ve bulut hesaplama pazarları oluşturmaktadır.
Benzer teknik yollarla, projenin atılımı muhtemelen ekip gücü ve arkasındaki VC'nin ekosistem kaynak desteklerine daha fazla bağımlı olabilir, böylece daha büyük bir pazar payı elde etmeye çalışır.
Koşullayıcı ile Layer2 arasındaki fark
Kullanıcı odaklı Layer2'den farklı olarak, kooperatif işlemci esas olarak uygulama geliştirmeye yöneliktir. Aşağıdaki senaryolar için bir hızlandırıcı bileşeni veya modüler bileşen olarak kullanılabilir:
Ko-prosessor, tam zincir gerçek zamanlı senkronize veriler ve yüksek performanslı düşük maliyetli güvenilir hesaplama potansiyelini getirdi; bu, blok zincirinin çoğu ara yazılımını yeniden yapılandırma yeteneğine sahiptir, bunlar arasında oracle'lar, veri sorgulamaları, çapraz zincir köprüleri vb. bulunmaktadır.
İşlemcinin Karşılaştığı Zorluklar
Özet ve Beklentiler
ZK teknolojisi son derece genel bir yapıya sahiptir ve Ethereum ekosisteminin merkeziyetsizlikten güvensizlik aşamasına geçmesine yardımcı olur. ZK yardımcı işlemcisi, ZK teknolojisinin uygulanabilir bir aracı olarak teorik olarak herhangi bir Web2 uygulamasının blok zinciri versiyonunu gerçekleştirebilir.
ZK yardımcı işlemcilerin büyük ölçekli benimsenmesi esasen iki faktöre bağlıdır: tüm zincir boyunca gerçek zamanlı kanıtlanabilir veritabanı ve düşük maliyetli zincir dışı hesaplama. Bu hedefin aşamalı bir şekilde gerçekleştirilmesi gerekmektedir. ZK hesaplama çiplerinin ticari uygulaması, yardımcı işlemcilerin büyük ölçekli uygulanmasının ana şartıdır.
Mevcut piyasa döngüsü yenilikten yoksun, bu da bir sonraki nesil büyük ölçekli uygulama teknolojilerini inşa etmek için bir fırsat penceresi sunuyor. Bir sonraki döngüde, ZK endüstri zincirinin ticari olarak hayata geçmesi bekleniyor. Şu anda 1 milyar kullanıcıyı destekleyebilecek zincir üzeri etkileşim için temel teknolojilere odaklanmanın en iyi zamanı.