Восход параллельного EVM: новая эра производительности Блокчейна

Параллельный EVM: превосходя последовательный, преодолевая瓶颈 производительности Блокчейн

Блокчейн сеть создает новую, децентрализованную основу доверия для индивидуальных и корпоративных транзакций. С бурным развитием отрасли требования к пользовательскому опыту возросли, особенно в отношении производительности. После лета DeFi 2020 года и постоянного всплеска инскрипций в экосистеме Биткойн в конце 2023 года, отрасль остро нуждается в новых решениях для повышения производительности, чтобы соответствовать требованиям "высокой производительности и низкой комиссии". Параллельные блоки появились на таком фоне.

Параллельное повествование EVM знаменует собой формирование конкурентной борьбы в области параллельных Блокчейнов. Обработка транзакций в Ethereum является последовательной, транзакции выполняются по очереди одна за другой, что приводит к низкой эффективности использования ресурсов. Если изменить последовательный способ обработки на параллельный, это приведет к огромному повышению производительности. Конкуренты Ethereum, такие как Solana, Aptos и Sui, обладают параллельными возможностями обработки и имеют неплохое развитие экосистемы, они образуют параллельный не-EVM лагерь. Столкнувшись с вызовом, экосистема Ethereum также активно выступает за расширение возможностей EVM, создавая параллельный EVM лагерь.

! [Интерпретация параллельного EVM в 10 000 слов: за пределами последовательного интерфейса, как преодолеть узкое место производительности блокчейна?] ](/4/7/images/13a46734b957cb669feb703b92bf0e7c.png)

В настоящее время общая рыночная капитализация L1 и L2 составляет 7521,23 миллиарда долларов США, а рыночная капитализация параллельных Блокчейнов составляет 525,39 миллиарда долларов США, что составляет лишь около 7%. Из них рыночная капитализация проектов, связанных с параллельной EVM нарративом, составляет 23,39 миллиарда долларов США, что составляет лишь 4% от рыночной капитализации параллельных Блокчейнов. Это показывает, что у параллельной EVM нарратив есть большой потенциал для роста на рынке, и сам сектор параллельных Блокчейнов также имеет значительное пространство для роста на рынке, поэтому рыночные перспективы обширны.

! [Интерпретация параллельного EVM в 10 000 слов: за пределами последовательного интерфейса, как преодолеть узкое место производительности блокчейна?] ](/4/7/images/1ed698aa99102022c408c5a207e31801.png)

Параллельные EVM-нарративные проекты делятся на монолитные блокчейны и модульные блокчейны, монолитные блокчейны далее делятся на L1 и L2. L1 - это новая публичная цепочка с встроенной способностью параллельного выполнения, являющаяся высокопроизводительной инфраструктурой. Проекты, такие как Sei v2, Monad и Canto, самостоятельно разрабатывают параллельный EVM, совместимый с экосистемой Ethereum и обеспечивающий высокую пропускную способность обработки транзакций. L2, интегрируя возможности других L1 цепочек, предоставляет возможности масштабирования для межэкосистемного сотрудничества, являясь заметным направлением для rollup. Neon - это EVM-симулятор в сети Solana, Eclipse использует Solana для выполнения транзакций, но проводит расчеты на EVM. Lumio похож на Eclipse, только меняет уровень выполнения на Aptos. Fuel предлагает свою концепцию модульного блокчейна, сосредоточив внимание на выполнении транзакций, в то время как остальные части аутсорсятся на один или несколько независимых уровней блокчейна, что позволяет достичь более гибкой комбинации.

! [Интерпретация параллельного EVM в 10 000 слов: за пределами последовательного интерфейса, как преодолеть узкое место производительности блокчейна?] ](/4/7/images/c70b09a4aec272f62475b81351cac6b8.png)

Параллельный EVM в основном является оптимизацией производительности уровня выполнения. Это делится на решения уровня сети (L1) и решения второго уровня сети (L2). Решение L1 вводит механизм параллельного выполнения транзакций, позволяя транзакциям максимально параллельно выполняться в виртуальной машине. Решение L2 по сути использует уже параллелизированную виртуальную машину L1 для реализации определенной степени "выполнения вне цепи + расчета на цепи".

В контексте Блокчейн виртуальная машина относится к виртуализации распределенной машины состояний, используемой для дистрибутивного выполнения контрактов и работы dApp. EVM является процессорной виртуальной машиной, разработанной для языка Solidity, где смарт-контракты сначала компилируются в байт-код опкодов, а затем интерпретируются и выполняются EVM.

! [Интерпретация параллельного EVM в 10 000 слов: за пределами последовательного интерфейса, как преодолеть узкое место производительности блокчейна?] ](/4/7/images/8e404caf2afd10e26aa53e7fd84a0de4.png)

Параллельное выполнение означает использование преимуществ многоядерных процессоров, чтобы по возможности одновременно выполнять несколько транзакций, обеспечивая при этом согласованность конечного состояния с результатами последовательного выполнения. Механизм параллельного выполнения делится на три основные категории: передача сообщений, общая память и строгие списки доступа к состоянию. Общая память, в свою очередь, делится на модели блокировки памяти и оптимистичную параллелизацию.

В модели передачи сообщений каждый исполнитель, ответственный за обработку транзакций, является актером, и у них есть доступ к своим собственным приватным данным. Если необходимо получить доступ к чужим приватным данным, это можно сделать только через отправку сообщения. Преимущество этой модели заключается в том, что каждый актер может получать доступ только к своим собственным приватным данным, поэтому проблемы гонки не возникают. Однако недостатком является то, что каждый актер может выполнять операции только последовательно, что в некоторых сценариях не позволяет использовать преимущества параллельного выполнения, и нет глобальной информации о текущем состоянии системы.

! [Интерпретация параллельного EVM в 10 000 слов: за пределами последовательного интерфейса, как преодолеть узкое место производительности блокчейна?] ](/4/7/images/3d6e009e8e019bd0140851689c5aa4e5.png)

Модель блокировки памяти позволяет параллельно выполняемым задачам выполнять операцию блокировки при доступе к общим ресурсам. После блокировки осуществляется доступ к общему ресурсу, в это время другие задачи должны ждать, пока она завершит модификацию и разблокирует, прежде чем снова блокировать и получить доступ. Этот механизм кажется простым, но на практике его реализация очень сложна и требует от разработчиков высокой квалификации в многопоточном программировании. Легко возникают проблемы с взаимной блокировкой, активной блокировкой и голоданием.

! [Интерпретация параллельного EVM в 10 000 слов: за пределами последовательного интерфейса, как преодолеть узкое место производительности блокчейна?] ](/4/7/images/1f579714326f09cbeadd375ff272b82a.png)

Основная идея оптимистичной параллелизации заключается в том, чтобы сначала предположить, что все задачи независимы друг от друга. Сначала выполняются задачи параллельно, а затем проверяется каждая задача; если проверка не прошла, то эта задача выполняется заново, пока все задачи не будут завершены. Эта модель использует структуру данных с множественными версиями памяти для записи каждого значения записи и его версии. Выполнение каждой параллельной задачи делится на два этапа: выполнение и проверка. Скорость выполнения очень высокая, но сложные операции выполнения и проверки переданы основной команде, реализующей механизмы нижнего уровня.

! [Интерпретация параллельного EVM в 10 000 слов: за пределами последовательного интерфейса, как преодолеть узкое место производительности блокчейна?] ](/4/7/images/ad558813a4a2133064f0f0f73746a3946f.png)

Строгий список доступа состояний реализуется на основе модели UTXO для параллельного выполнения. Он заранее вычисляет адреса учетных записей, к которым будет обращаться каждая транзакция, формируя список доступа. На основе списка доступа формируется несколько наборов транзакций, между которыми в списке доступа нет пересечений ( и нет зависимостей ), поэтому несколько наборов транзакций могут выполняться параллельно.

! [Интерпретация параллельного EVM в 10 000 слов: за пределами последовательного интерфейса, как преодолеть узкое место производительности блокчейна?] ](/4/7/images/2efbb0a9375a23484992369a7aaedf1b.png)

Независимо от того, какой механизм параллельного выполнения используется, это увеличивает сложность технологии. Код пишется людьми, и, поскольку он написан людьми, ошибки могут возникнуть. Техническая сложность, возникающая из-за параллельных вычислений, создает благоприятные условия для возникновения угроз безопасности. Практики должны уделять особое внимание возможным проблемам безопасности.

Sei является универсальным публичным Блокчейн на основе открытых технологий, в настоящее время его рыночная капитализация составляет почти 2,2 миллиарда долларов. Sei v2 позиционируется как первый параллельный EVM Блокчейн, данное обновление версии принесет обратную совместимость с EVM смарт-контрактами, повторное использование таких популярных инструментов/приложений, как Metamask, оптимистичную параллелизацию, оптимизацию уровня хранения SeiDB, поддержку бесшовной совместимости между Эфириумом и другими цепочками и другие новые функции.

! [Интерпретация параллельного EVM в 10 000 слов: за пределами последовательного интерфейса, как преодолеть узкое место производительности блокчейна?] ](/4/7/images/e82449e644101527a614b5e261e70502.png)

Monad считается потенциальным разрушителем на уровне L1. В настоящее время проект успешно достиг вехи запуска внутренней тестовой сети и стремится к следующему шагу — открытию публичной тестовой сети. Monad внедрил в виртуальную машину Ethereum два механизма: во-первых, технологию суперклассовой конвейерной обработки, во-вторых, улучшенный оптимистичный параллелизм. В настоящее время производительность достигает 10000 TPS и может создавать блоки за 1 секунду.

! [Интерпретация параллельного EVM в 10 000 слов: за пределами последовательного интерфейса, как преодолеть узкое место производительности блокчейна?] ](/4/7/images/6fe3e657a5b2f921f2df55e711779279.png)

Canto — это высоко децентрализованный L1 проект, созданный на основе Cosmos SDK. Основная цель Canto — стать доступной, прозрачной, децентрализованной и бесплатной платформой для DeFi. Canto 18 марта 2024 года объявил о своем новом плане технической итерации, который будет включать параллельное обновление EVM: через реализацию Cyclone EVM будет внедрена оптимистичная параллелизация.

! [Интерпретация параллельного EVM в 10 000 слов: за пределами последовательного интерфейса, как преодолеть узкое место производительности блокчейна?] ](/4/7/images/b6323719ab6e5dd140003341ef0920c0.png)

Fuel является специализированной модульной "операционной системой для rollup на основе Ethereum". Fuel использует UTXO в качестве модели данных, и у этой модели есть одно преимущество: ее выходы транзакций имеют только два состояния: либо они израсходованы, что навсегда фиксируется в исторических записях блока; либо они не израсходованы и могут быть использованы в будущих транзакциях. Это позволяет минимизировать объем данных состояния, хранимых на каждом узле в сети. На этой основе Fuel проверяет информацию об аккаунтах, к которым обращается каждая транзакция, выявляет зависимости перед выполнением транзакции, планирует параллельное выполнение транзакций без зависимости, что увеличивает пропускную способность обработки транзакций.

! [Интерпретация параллельного EVM в 10 000 слов: за пределами последовательного интерфейса, как преодолеть узкое место производительности блокчейна?] ](/4/7/images/cfd9a293247a220f53a34eecf6f6b239.png)

У L2 решений есть одна общая черта: они сочетают возможности двух виртуальных машин, повышая скорость выполнения транзакций. Конкретно это означает использование параллельного L1 для выполнения транзакций, но с совместимостью с другими цепочками ( поддержка двойной виртуальной машины ). Однако совместимые механизмы различаются в зависимости от проекта. Neon, Eclipse и Lumio являются яркими примерами.

Neon является EVM-симулятором в сети Solana, работающим в форме смарт-контрактов. Разработчики могут использовать такие языки, как Solidity и Vyper для написания dApp-приложений, а также использовать такие инструменты Ethereum, как MetaMask, Hardhat, Remix и совместимые с Ethereum RPC API, учетные записи, подписи и стандарты токенов. В то же время они могут наслаждаться низкими комиссиями, высокой скоростью выполнения транзакций и возможностью параллельного выполнения, которые предоставляет Solana.

! [Интерпретация параллельного EVM в 10 000 слов: за пределами последовательного интерфейса, как преодолеть узкое место производительности блокчейна?] ](/4/7/images/dcf6c9fd59f7060cc5571e137775cd09.png)

Eclipse приняла другой подход к реализации: выполнение транзакций через SVM и расчет транзакций через EVM. Eclipse использует модульную архитектуру Блокчейн, то есть она отвечает только за выполнение транзакций, в то время как другие обязанности «аутсорсятся», создавая единое решение через модульные комбинации. Eclipse обеспечивает скорость выполнения благодаря SVM и безопасность благодаря валидации и расчетам в Ethereum.

! [Интерпретация параллельного EVM в 10 000 слов: за пределами последовательного интерфейса, как преодолеть узкое место производительности блокчейна?] ](/4/7/images/d6c01abc3451a1c3f04619295f3bf430.png)

Lumio использует дизайн, не зависящий от уровня исполнения и уровня расчета, поддерживающий различные виртуальные машины и совместимый с различными L1/L2 сетями. Он выполняет транзакции через Move VM и завершает их через EVM, тем самым соединяя экосистему Ethereum и экосистему Aptos. Однако амбиции Lumio не ограничиваются этим; его видение заключается в предоставлении межвиртуальных вызовов, чтобы обеспечить взаимосвязь ликвидности различных Блокчейн с наибольшей скоростью и минимальными ставками.

! [Интерпретация параллельного EVM в 10 000 слов: за пределами последовательного интерфейса, как преодолеть узкое место производительности блокчейна?] ](

Посмотреть Оригинал
На этой странице может содержаться сторонний контент, который предоставляется исключительно в информационных целях (не в качестве заявлений/гарантий) и не должен рассматриваться как поддержка взглядов компании Gate или как финансовый или профессиональный совет. Подробности смотрите в разделе «Отказ от ответственности» .
  • Награда
  • 4
  • Поделиться
комментарий
0/400
FadCatchervip
· 23ч назад
Производительность - ключ к победе
Посмотреть ОригиналОтветить0
ThatsNotARugPullvip
· 23ч назад
Смотреть в сторону параллелизации
Посмотреть ОригиналОтветить0
GasWranglervip
· 23ч назад
Полоса слишком гоночная.
Посмотреть ОригиналОтветить0
TokenAlchemistvip
· 23ч назад
Прорыв в производительности как никогда кстати
Посмотреть ОригиналОтветить0
  • Закрепить