Vitalik Buterin mengusulkan model baru untuk efisiensi memori
Salah satu pendiri Ethereum, Vitalik Buterin, telah menerbitkan sebuah artikel baru berjudul "Akses Memori adalah O(N^(1/3))", yang menantang salah satu asumsi lama dalam ilmu komputer tentang bagaimana akses memori diukur. Secara tradisional, operasi memori telah diperlakukan sebagai waktu konstan, atau O(1), dalam kompleksitas algoritmik. Buterin berpendapat bahwa model ini cacat dan bahwa bukti teoritis dan praktis menunjukkan bahwa akses memori harus dianggap sebagai O(N^(1/3)), yang berarti waktu akses meningkat dengan akar pangkat tiga dari ukuran memori.
Artikel ini diterjemahkan dari aslinya. Baca versi asli oleh koresponden kami di sini.
Menurut Buterin, memahami hal ini dapat mengubah cara pengembang mendekati desain algoritma dan optimasi kinerja, terutama di bidang-bidang seperti kriptografi, di mana kecepatan akses memori memainkan peran yang sangat penting.
Dasar teori dan empiris untuk model O(N^(1/3))
Dalam analisisnya, Buterin menjelaskan bahwa batasan tersebut muncul dari kendala fisik, khususnya kecepatan cahaya dan distribusi spasial memori. Dia menggunakan model sederhana: menggandakan jarak fisik dari prosesor memungkinkan delapan kali lebih banyak memori, tetapi menggandakan waktu yang dibutuhkan untuk mengaksesnya. Hubungan ini mendukung penskalaan akar pangkat dua.
Dia memperluas penalaran ini ke akses paralel, di mana meskipun beberapa unit memori dapat diakses secara bersamaan, kendala fisik dan energi masih berlaku. Dalam komputasi dunia nyata, tingkatan memori yang berbeda - dari register CPU hingga cache dan RAM - menunjukkan pola latensi yang mengikuti hubungan kubus-akar ini.
Data empiris semakin mendukung teori ini. Ketika membandingkan waktu akses di seluruh jenis memori dalam sistem pada umumnya, latensi bertambah kira-kira dengan akar pangkat dua dari ukuran memori, memvalidasi model yang diusulkan Buterin.
Berdampak pada desain dan pengoptimalan algoritme
Buterin menyoroti bahwa pergeseran perspektif ini sangat penting untuk mengoptimalkan algoritma yang mengandalkan prakomputasi. Dalam prosedur kriptografi seperti operasi kurva eliptik atau aritmatika bidang biner, pengembang sering kali menyimpan tabel prakomputasi untuk mempercepat komputasi. Di bawah model O(1) yang lama, memperluas tabel-tabel ini tampaknya selalu bermanfaat.
Namun, jika akses memori adalah O(N^(1/3)), ada titik di mana tabel yang lebih besar menjadi kontraproduktif karena akses yang lebih lambat. Dalam salah satu eksperimen Buterin, tabel 8-bit yang telah dikomputasi sebelumnya yang disimpan di cache mengungguli tabel 16-bit yang lebih besar yang disimpan di RAM - menunjukkan bahwa akses yang lebih cepat lebih baik daripada penyimpanan yang lebih besar dalam banyak kasus.
Hal ini memiliki implikasi lebih lanjut untuk desain ASIC dan GPU, di mana akses memori lokal dapat dioptimalkan untuk waktu yang konstan, tetapi akses global tetap dibatasi oleh prinsip-prinsip fisik.
Implikasi untuk industri kripto
Temuan Buterin dapat secara signifikan mempengaruhi blockchain dan rekayasa kriptografi. Banyak algoritma kripto, mulai dari fungsi hashing hingga zk-SNARK dan skema tanda tangan, bergantung pada operasi yang membutuhkan banyak memori. Dengan memikirkan kembali kompleksitas memori, para pengembang dapat mencapai protokol kriptografi yang lebih efisien, validasi blockchain yang lebih cepat, dan implementasi perangkat keras yang dioptimalkan.
Ketika industri bergerak menuju komputasi berkinerja tinggi dan arsitektur blockchain modular, model Buterin memberikan lensa baru untuk inovasi - menekankan lokalitas, efisiensi memori, dan pemodelan kinerja yang realistis dalam infrastruktur kripto generasi berikutnya.
Baca juga: Vitalik Buterin mengomentari kerentanan yang terjadi setelah pembaruan Chat GPT
- Forex
- Crypto