แหล่งที่มา: Brevis

ทีมงาน Brevis ภูมิใจที่จะเปิดตัว Pico ซึ่งเป็นเครื่องเสมือนแบบไม่ต้องมีความรู้ (zkVM) ที่มีประสิทธิภาพและเป็นแบบโมดูลาร์ Pico ช่วยให้นักพัฒนาสามารถสร้าง zkVM ได้อย่างยืดหยุ่นตามความต้องการในการประมวลผลของแอปพลิเคชัน เช่นเดียวกับการสร้างบล็อกเลโก้ จึงช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานและประสบการณ์ของผู้ใช้ นักพัฒนาสามารถเลือกจากชุดตัวเลือกในตัวที่มีให้เลือกมากมาย หรือจะปรับแต่งอินสแตนซ์แบ็กเอนด์และอินสแตนซ์เครื่องเสมือนได้อย่างอิสระเพื่อสร้างกระบวนการประมวลผลเฉพาะที่ตอบสนองความต้องการของพวกเขา

Pico กำหนดสถาปัตยกรรม "Glue-and-Coprocessor" ใหม่ โดยไม่เพียงแต่รองรับโคโปรเซสเซอร์พื้นฐาน (เช่น การใช้โมดูลที่คอมไพล์ล่วงหน้าเพื่อเร่งความเร็วของการดำเนินการคำสั่ง VM เฉพาะ) แต่ยังบูรณาการ zkCoprocessor บนข้อมูลแบบออนเชนของ Brevis ได้โดยตรง ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของแอปพลิเคชันที่ใช้ข้อมูลประวัติของบล็อคเชนได้มากถึง 32 เท่า แม้ว่า Pico จะยังไม่เปิดตัวโซลูชันคลัสเตอร์การเร่งความเร็ว GPU ที่สมบูรณ์ แต่ก็ได้สร้างประสิทธิภาพ CPU ที่ดีที่สุดในโลกแล้ว เมื่อเทียบกับ zkVM อื่นๆ ในอุตสาหกรรม เช่น RISC0, SP1, OpenVM และอื่นๆ Pico ทำงานได้เร็วกว่าบน CPU 70% ถึง 155% ซึ่งสร้างมาตรฐานประสิทธิภาพใหม่

ด้วยการเปิดตัว Pico v1.0 เราได้เปิดตัว zkVM ตัวแรกของโลกที่รองรับสถาปัตยกรรมการประมวลผลแบบกำหนดเอง ช่วยให้นักพัฒนาสามารถปรับพารามิเตอร์หลักต่อไปนี้ได้อย่างยืดหยุ่น:

แบ็กเอนด์หลักฐานเสริม: รองรับ STARK บน KoalaBear และ BabyBear และ CircleSTARK บน Mersenne 31

กระบวนการพิสูจน์ที่ยืดหยุ่น:เพิ่มประสิทธิภาพด้านความปลอดภัย ความสามารถในการปรับขนาด และประสิทธิภาพการสร้างหลักฐานเพื่อปรับให้เข้ากับข้อกำหนดแอปพลิเคชันที่แตกต่างกัน

การเข้าถึงข้อมูลในประวัติศาสตร์แบบออนเชน: ผ่านโปรเซสเซอร์ zkCoprocessor ข้อมูลแบบออนเชนในตัว นักพัฒนาสามารถค้นหาและคำนวณข้อมูลบล็อคเชนในอดีตได้อย่างอิสระเพื่อสร้าง dApps ช่วยให้บรรลุประสิทธิภาพการประมวลผลที่เหมาะสมที่สุดและความยืดหยุ่นในการเขียนโปรแกรม

Pico เข้ากันได้กับชุดคำสั่ง RISC-V และรองรับชุดเครื่องมือพัฒนา Rust ด้วยสถาปัตยกรรมแบบโมดูลาร์ Pico จึงสามารถอัปเกรดได้อย่างต่อเนื่องในอนาคตและปรับให้เข้ากับนวัตกรรมการวิจัยเชิงทฤษฎี ZK ล่าสุดได้อย่างง่ายดาย ไม่ว่าจะเป็นแอปพลิเคชัน zk รุ่นต่อไปหรือการสำรวจล้ำสมัยในสาขา ZK Pico สามารถมอบรากฐานการประมวลผลที่เสถียรและทรงพลังให้กับนักพัฒนาได้

เยี่ยมชม คู่มือการพัฒนา Pico สำรวจ ที่เก็บข้อมูล GitHub และเข้าร่วมกลุ่มสนทนา Telegram หรือ Discord เพื่อรับข้อมูลอัปเดตล่าสุดและมีส่วนร่วมในการส่งเสริมอนาคตของการประมวลผล ZK ร่วมกัน

เหตุใดจึงต้องสร้าง Pico ?

ผลิตภัณฑ์แรกของ Brevis ซึ่งเป็น zkCoprocessor ข้อมูลแบบออนเชน ได้รับการใช้กันอย่างแพร่หลายใน DeFi และสาขาอื่นๆ พันธมิตรจำนวนมากได้นำคุณสมบัติเชิงนวัตกรรมที่ใช้ Brevis มาใช้งานบนเมนเน็ต รวมถึง Kwenta, Usual, Algebra Labs, JoJo Exchange, Trusta ฯลฯ นอกจากนี้ยังมี PancakeSwap, Celer, Gamma, Quickswap, Frax, Mask Network, Kernel, Beraborrow, Thena และ Kim โปรโตคอล 0G เบดร็อค เมลโลว์ไฟแนนซ์ เซ็ตต้าบล็อค เฮเมร่า

และ Mendi Finance และโปรโตคอลและแอปพลิเคชันชั้นนำอื่น ๆ กำลังพัฒนาผลิตภัณฑ์และคุณลักษณะรุ่นถัดไปบนพื้นฐานของ Brevis เช่นกัน

อย่างไรก็ตาม ในกระบวนการทำงานร่วมกับทีมงานที่ล้ำสมัยเหล่านี้ เราพบว่าข้อกำหนดการใช้งานจริงของการคำนวณ zk นั้นมีความหลากหลายมากขึ้นเรื่อยๆ และเผชิญกับความท้าทายหลักดังต่อไปนี้:

1. การปรับตัวให้เข้ากับข้อกำหนดการใช้งานที่แตกต่างกัน

ตรรกะทางธุรกิจของแต่ละโครงการนั้นแตกต่างกัน และข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพก็แตกต่างกันอย่างมาก โซลูชัน zkVM แบบดั้งเดิมแบบ "ขนาดเดียวเหมาะกับทุกคน" หรือวงจร ZK แบบคงที่ ไม่สามารถตอบสนองความต้องการที่เปลี่ยนแปลงได้ หากไม่มีความสามารถในการปรับแต่งการไหลของการพิสูจน์อย่างยืดหยุ่นหรือรวมวงจรที่กำหนดเอง (ไม่ว่าจะเป็นในระดับโอปโค้ดหรือระดับแอปพลิเคชัน) ความสามารถในการปรับขนาดของ zkVM จะถูกจำกัด

2. นำเทคโนโลยี ZK ที่ล้ำสมัยที่สุดมาใช้

สาขา ZK กำลังพัฒนาอย่างรวดเร็ว โดยมีแบ็กเอนด์ เฟรมเวิร์ก และความก้าวหน้าทางการเข้ารหัสใหม่ๆ เกิดขึ้นอย่างไม่สิ้นสุด โซลูชัน zk ที่มีอยู่จำนวนมากประสบปัญหาในการรวมเทคโนโลยีนวัตกรรมเหล่านี้เข้าด้วยกันอย่างรวดเร็วเนื่องจากสถาปัตยกรรมแบบปิด ซึ่งส่งผลให้เกิดความล้าสมัย ประสิทธิภาพต่ำ ต้นทุนการคำนวณสูง และพื้นที่การเพิ่มประสิทธิภาพที่จำกัด

โซลูชันแบบโมดูลาร์ของ Pico: มีความยืดหยุ่นและปรับขนาดได้อย่างแท้จริง

เพื่อรับมือกับความท้าทายเหล่านี้ Pico จึงนำสถาปัตยกรรมแบบโมดูลาร์มาใช้และจัดเตรียมสิ่งต่อไปนี้:

· รองรับแบ็กเอนด์พิสูจน์หลายตัว:สลับหรืออัปเกรดแบ็กเอนด์พิสูจน์ตัวล่าสุดได้ตลอดเวลาเพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพการประมวลผลและความเข้ากันได้

· กระบวนการพิสูจน์ที่ปรับแต่งได้: นักพัฒนาสามารถปรับแต่งกระบวนการสร้างหลักฐานได้อย่างอิสระเพื่อตอบสนองความต้องการของแอปพลิเคชันที่เฉพาะเจาะจง

การรวมโคโปรเซสเซอร์ที่ปรับขนาดได้: รองรับการสร้างหรือการรวมโคโปรเซสเซอร์เฉพาะทางโดยไม่ถูกจำกัดให้อยู่ในกรอบงาน zkVM ที่แน่นอน

สถาปัตยกรรมที่สร้างสรรค์ Glue-and-Coprocessor: ทำลายข้อจำกัดของ zkVM แบบดั้งเดิม

Pico นำสถาปัตยกรรม "Glue-and-Coprocessor" มาใช้ ซึ่งผสมผสานวงจรเฉพาะที่มีประสิทธิภาพ (Coprocessors) เข้ากับ zkVM (Glue) เอนกประสงค์ เพื่อสร้างสมดุลระหว่างประสิทธิภาพ ความคล่องตัว และความสามารถในการปรับขนาด

โคโปรเซสเซอร์:เพิ่มประสิทธิภาพงานหนัก (เช่น การดำเนินการทางคณิตศาสตร์ การคำนวณการเข้ารหัส การเรียนรู้ของเครื่องจักร ฯลฯ) เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของการพิสูจน์ ZK

zkVM ทั่วไป (Glue): รับผิดชอบในการจัดการกระบวนการพิสูจน์และการตรวจสอบโดยรวมเพื่อให้แน่ใจว่าสามารถดำเนินการคำนวณเชิงตรรกะทั้งหมดได้อย่างปลอดภัย

สถาปัตยกรรมนี้มีข้อดีอะไรบ้าง?

เมื่อเปรียบเทียบกับ zkVM แบบดั้งเดิม Pico สร้างหลักฐานได้เร็วขึ้นและมีความยืดหยุ่นในการเขียนโปรแกรมมากขึ้นด้วยการผสมผสานพลังการประมวลผลที่หลากหลายและวงจรเฉพาะ พรีคอมไพล์เป็นโคโปรเซสเซอร์ทั่วไปที่ขยายชุดคำสั่ง RISC-V เพื่อเร่งการดำเนินการระดับต่ำ เช่น การคำนวณแฮชและการตรวจสอบลายเซ็น Pico ช่วยให้นักพัฒนาสามารถปรับแต่งโมดูลที่คอมไพล์ล่วงหน้าตามความต้องการของพวกเขา และยังมีการเสนอโซลูชั่นการเพิ่มประสิทธิภาพแบบพร้อมใช้งานอีกด้วย

อย่างไรก็ตาม การคอมไพล์ล่วงหน้าเพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอที่จะตอบสนองความต้องการด้านประสิทธิภาพของแอปพลิเคชันทั้งหมด ตัวอย่าง: หากนักพัฒนาต้องการพิสูจน์ว่าผู้ซื้อขายได้ทำธุรกรรม Uniswap สำเร็จ 10,000 รายการในช่วง 30 วันที่ผ่านมา ซึ่งมียอดรวม 50 ล้านดอลลาร์ การใช้ zkVM เท่านั้นในการคำนวณ จำเป็นต้องเขียนโปรแกรมพิสูจน์การรวมต้นไม้ Merkle และตัวแยกวิเคราะห์ RLP ซึ่งมีต้นทุนการดำเนินการสูง

จะทำลายข้อจำกัดนี้ได้อย่างไร? Pico ผสานรวม zkCoprocessor ข้อมูลบนเชนของ Brevis ให้เป็นโคโปรเซสเซอร์ในระดับแอพพลิเคชั่นโดยตรง ช่วยให้นักพัฒนาสามารถเข้าถึงและคำนวณข้อมูลประวัติบนเชนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้ประสิทธิภาพดีขึ้น 32 เท่าและลดต้นทุนได้ 67%

ตารางที่ 1: การเปรียบเทียบประสิทธิภาพระหว่างเวอร์ชันโคโปรเซสเซอร์ที่ได้รับการปรับปรุงของ Pico กับ Pico เวอร์ชันดั้งเดิม (ธุรกรรม 4,096 รายการ, ขนาดบันทึก: 40)

Pico ยังขยายสถาปัตยกรรมนี้ไปยังโคโปรเซสเซอร์ในระดับแอพพลิเคชั่น เช่น การใช้เหตุผลด้วย AI ที่ตรวจสอบได้และ Reth เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของการประมวลผล zk ให้ดียิ่งขึ้น

แบ็กเอนด์การพิสูจน์ที่ยืดหยุ่นและกระบวนการคำนวณที่ปรับแต่งได้

1. รองรับแบ็กเอนด์การพิสูจน์หลายรายการได้อย่างยืดหยุ่น

Pico เข้ากันได้กับระบบการพิสูจน์ความรู้เป็นศูนย์หลายระบบ รวมถึง:

STARK (KoalaBear, BabyBear)

CircleSTARK (Mersenne 31)

ตัวอย่างเช่น ฟังก์ชันแฮช Poseidon2 ใช้กันอย่างแพร่หลายในการพิสูจน์แบบเรียกซ้ำของ zkVM ภายใต้ระบบ STARK เดียวกัน ประสิทธิภาพการพิสูจน์ของ KoalaBear เหนือกว่าของ BabyBear มาก ประสิทธิภาพสามารถปรับปรุงได้อย่างมากโดยเพียงแค่แทนที่แบ็กเอนด์การพิสูจน์โดยไม่ต้องแก้ไขตรรกะการคำนวณ

2. เวิร์กโฟลว์การพิสูจน์ที่ปรับแต่งได้

Pico ช่วยให้นักพัฒนาสามารถปรับกระบวนการสร้างการพิสูจน์ได้อย่างอิสระเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการปรับขนาด ต้นทุน และเวลาแฝง

· การเพิ่มประสิทธิภาพในระดับอินสแตนซ์: นักพัฒนาสามารถปรับแต่งกระบวนการประมวลผลของอินสแตนซ์ VM แต่ละอินสแตนซ์ได้ (รวมถึงแบ็กเอนด์พิสูจน์ ชิปประมวลผล การจัดการหน่วยความจำ ฯลฯ)

· ProverChain: ปรับปรุงประสิทธิภาพการประมวลผลผ่านกระบวนการโมดูลาร์ เช่น RISCV → CONVERT → COMBINE → COMPRESS → EMBED → ONCHAIN

· การตรวจสอบแบบกระจายอำนาจที่เป็นทางเลือก: นักพัฒนาสามารถเลือกได้ว่าจะดำเนินการตรวจสอบแบบออนเชนบน EVM หรือไม่ตามความต้องการเพื่อสร้างสมดุลระหว่างประสิทธิภาพการทำงานและการกระจายอำนาจ

สร้างสถิติประสิทธิภาพในอุตสาหกรรมใหม่: สร้างมาตรฐานใหม่ให้กับ zkVM

ในการประเมินประสิทธิภาพล่าสุด Pico ได้แซงหน้าโซลูชัน zkVM ที่มีอยู่อย่างครอบคลุมและแสดงให้เห็นถึงการปรับปรุงประสิทธิภาพอันน่าทึ่งในสภาพแวดล้อมการประมวลผล CPU เราได้ดำเนินการทดสอบเปรียบเทียบบน RISC0, SP1 และ OpenVM ครอบคลุมงานประมวลผลหลักดังต่อไปนี้:

· การคำนวณ Fibonacci

· ฉันทามติของบล็อก Tendermint

· หลักฐานบล็อก Ethereum Reth #17106222

การทดสอบทั้งหมดดำเนินการบนอินสแตนซ์ AWS r7a.48xlarge (CPU 192 คอร์, RAM 1.5TB) เพื่อให้แน่ใจว่ามีความสอดคล้องกันในสภาพแวดล้อมการประมวลผล ผลลัพธ์แสดงว่า:

· Pico ทำงานได้เร็วกว่าโซลูชั่นที่เร็วที่สุดเป็นอันดับสองถึง 155% ในงานทั้งหมด สร้างสถิติใหม่ด้านประสิทธิภาพการประมวลผล zkVM! พลังประมวลผล CPU ของ Pico ล้ำหน้าอย่างเห็นได้ชัด โดยเฉพาะอย่างยิ่งเหมาะสำหรับสถานการณ์การใช้งานที่ต้องใช้การประมวลผลที่มีประสิทธิภาพ

ตารางที่ 2: ผลการวัดประสิทธิภาพการทำงานของ RISC0, OpenVM, SP1 และ Pico บนงาน Fibonacci, Tendermint และ Reth-block 171 บน AWS r7a.48xlarge (192 คอร์ หน่วยความจำ 1.5TB)

เร็วๆ นี้จะมีเวอร์ชันที่เร่งความเร็วด้วย GPU

แม้ว่าข้อมูลในปัจจุบันจะขึ้นอยู่กับการทดสอบ CPU แต่ Pico กำลังพัฒนาเวอร์ชันที่เร่งความเร็วด้วย GPU ซึ่งคาดว่าจะเปิดตัวในอีกไม่กี่เดือนข้างหน้า Pico เวอร์ชันที่เร่งด้วย GPU จะช่วยปรับปรุงความสามารถในการประมวลผล zk ให้ดียิ่งขึ้น ให้ปริมาณงานที่แข็งแกร่งขึ้นและประสิทธิภาพในการประมวลผล และเราจะเผยแพร่รายงานการทดสอบประสิทธิภาพของ GPU ฉบับสมบูรณ์ในอนาคต

ยืนอยู่บนไหล่ของยักษ์ใหญ่

Pico ได้รับแรงบันดาลใจจากโครงการต่างๆ ต่อไปนี้ โดยแต่ละโครงการแสดงให้เห็นถึงความก้าวหน้าที่ล้ำสมัยในระบบพิสูจน์ความรู้เป็นศูนย์

ด้วยนวัตกรรมใหม่เหล่านี้ Pico จึงมอบ zkVM แบบโมดูลาร์และประสิทธิภาพสูง:

Plonky3: แบ็กเอนด์พิสูจน์ของ Pico มีพื้นฐานมาจาก Plonky3 ซึ่งขยายความเป็นโมดูลาร์ไปจนถึงเลเยอร์ zkVM ช่วยให้นักพัฒนาซอฟต์แวร์มีความยืดหยุ่นในการเลือกโดเมนพิสูจน์และระบบพิสูจน์ที่เหมาะสมที่สุดกับแอปพลิเคชันของตน

SP1: Pico ได้รับแรงบันดาลใจอย่างมากจากการออกแบบชิปและระบบข้อจำกัดของ SP1 รวมถึงการออกแบบและข้อจำกัดของคอมไพเลอร์แบบเรียกซ้ำและพรีคอมไพล์

Valida: การนำการค้นหาแบบข้ามตารางของ Pico ไปใช้ ซึ่งได้รับแรงบันดาลใจจากงานบุกเบิกของ Valida ในพื้นที่นี้

RISC0: Rust toolchain ของ Pico ขึ้นอยู่กับ toolchain ที่พัฒนามาสำหรับ RISC0 โดยตรง

เข้าร่วมชุมชนนักพัฒนา Pico

Brevis เชื่อมั่นเสมอมาว่าอนาคตของเทคโนโลยีความรู้เป็นศูนย์นั้นอยู่ที่ความร่วมมือและนวัตกรรม Pico ไม่เพียงแต่เป็น zkVM เท่านั้น แต่ยังเป็นแพลตฟอร์มการพัฒนาที่ช่วยสร้างแอปพลิเคชัน zk รุ่นถัดไปอีกด้วย

· อ่านเอกสารประกอบการพัฒนา Pico: Pico Docs

· สำรวจฐานโค้ดของ GitHub: GitHub Repo

· เข้าร่วมการสนทนาในชุมชน: Telegram หรือ Discord

ให้เราทำงานร่วมกันเพื่อขยายขอบเขตของการประมวลผลแบบความรู้เป็นศูนย์และสร้างโลกที่ชาญฉลาด ไร้ความน่าเชื่อถือ และกระจายอำนาจ!

บทความนี้ได้รับการสนับสนุนโดยผู้สนับสนุน และไม่แสดงถึงมุมมองของ BlockBeats