Tầm nhìn toàn cảnh về lĩnh vực tính toán song song Web3: Giải pháp mở rộng bản địa tốt nhất?
I. Bối cảnh kỹ thuật và động lực phát triển của tính toán song song
Tam giác "không thể" của blockchain "an toàn", "phi tập trung", "khả năng mở rộng" tiết lộ sự đánh đổi về bản chất trong thiết kế hệ thống blockchain, tức là các dự án blockchain rất khó để đạt được "an toàn tuyệt đối, mọi người đều có thể tham gia, xử lý nhanh chóng" cùng một lúc. Đối với chủ đề vĩnh cửu "khả năng mở rộng", hiện tại các giải pháp mở rộng blockchain chính trên thị trường được phân loại theo các mô hình, bao gồm:
Thực hiện mở rộng nâng cao: Tăng cường khả năng thực thi tại chỗ, chẳng hạn như song song, GPU, đa nhân
Tăng cường cách ly trạng thái: Phân tách trạng thái theo chiều ngang / Shard, chẳng hạn như phân đoạn, UTXO, nhiều mạng con
Mở rộng kiểu thuê ngoài ngoài chuỗi: đưa việc thực hiện ra ngoài chuỗi, chẳng hạn như Rollup, Coprocessor, DA
Kiến trúc mở rộng kiểu giải cấu trúc: Mô-đun hóa kiến trúc, vận hành hợp tác, chẳng hạn như chuỗi mô-đun, bộ sắp xếp chia sẻ, Rollup Mesh
Mở rộng đồng thời không đồng bộ: Mô hình Actor, cách ly tiến trình, điều khiển tin nhắn, chẳng hạn như tác nhân, chuỗi không đồng bộ đa luồng
Các giải pháp mở rộng blockchain bao gồm: tính toán song song trong chuỗi, Rollup, phân đoạn, mô-đun DA, cấu trúc mô-đun, hệ thống Actor, nén chứng minh zk, kiến trúc Stateless, v.v., bao gồm nhiều cấp độ thực thi, trạng thái, dữ liệu và cấu trúc, là một hệ thống mở rộng hoàn chỉnh "hợp tác đa tầng, kết hợp mô-đun". Bài viết này tập trung vào phương thức mở rộng chủ yếu là tính toán song song.
Tính toán song song trong chuỗi (intra-chain parallelism), chú trọng vào việc thực hiện song song các giao dịch / lệnh bên trong khối. Dựa trên cơ chế song song, phương thức mở rộng có thể được chia thành năm loại lớn, mỗi loại đại diện cho những mục tiêu hiệu suất khác nhau, mô hình phát triển và triết lý kiến trúc, theo đó độ phân giải song song càng ngày càng tinh vi, cường độ song song ngày càng cao, độ phức tạp của việc lập lịch cũng ngày càng tăng, độ phức tạp lập trình và độ khó thực hiện cũng ngày càng cao.
Song song cấp tài khoản (Account-level): Đại diện cho dự án Solana
Song song đối tượng (Object-level): đại diện cho dự án Sui
Song song cấp giao dịch (Transaction-level): Đại diện cho dự án Monad, Aptos
Gọi cấp độ / MicroVM song song (Call-level / MicroVM): đại diện cho dự án MegaETH
Song song cấp chỉ thị (Instruction-level): Đại diện cho dự án GatlingX
Mô hình đồng thời không đồng bộ ngoài chuỗi, đại diện bởi hệ thống thông minh Actor (Mô hình Agent / Actor), thuộc về một kiểu tính toán song song khác, như một hệ thống tin nhắn giữa các chuỗi / không đồng bộ (mô hình không đồng bộ khối), mỗi Agent hoạt động như một "tiến trình thông minh độc lập", theo cách thức đồng thời không đồng bộ, điều khiển theo sự kiện, không cần lập lịch đồng bộ, các dự án tiêu biểu có AO, ICP, Cartesi, v.v.
Và những giải pháp mở rộng Rollup hoặc phân đoạn mà chúng ta quen thuộc, thuộc về cơ chế đồng thời cấp hệ thống, không thuộc về tính toán song song trong chuỗi. Chúng thực hiện việc mở rộng thông qua "chạy song song nhiều chuỗi / miền thực thi" thay vì nâng cao độ song song bên trong một khối / máy ảo duy nhất. Những giải pháp mở rộng như vậy không phải là trọng tâm của bài viết này nhưng chúng tôi vẫn sẽ sử dụng chúng để so sánh sự tương đồng trong các khái niệm kiến trúc.
Hai, EVM hệ thống chuỗi tăng cường song song: Đột phá giới hạn hiệu suất trong sự tương thích
Kiến trúc xử lý tuần tự của Ethereum đã phát triển đến nay, trải qua nhiều vòng thử nghiệm mở rộng như phân đoạn, Rollup, kiến trúc mô-đun, nhưng vẫn chưa có bước đột phá cơ bản trong nút thắt về thông lượng của lớp thực thi. Tuy nhiên, EVM và Solidity vẫn là nền tảng hợp đồng thông minh có cơ sở phát triển và động lực sinh thái mạnh nhất hiện nay. Do đó, chuỗi tăng cường song song EVM đang trở thành hướng quan trọng trong tiến trình mở rộng mới, đồng thời đảm bảo tính tương thích sinh thái và cải thiện hiệu suất thực thi. Monad và MegaETH là hai dự án tiêu biểu nhất trong hướng đi này, lần lượt xây dựng kiến trúc xử lý song song EVM hướng đến các tình huống có tính đồng thời cao và thông lượng lớn, từ việc thực thi trễ và phân giải trạng thái.
Phân tích cơ chế tính toán song song của Monad ###
Monad là một blockchain Layer1 hiệu suất cao được thiết kế lại cho máy ảo Ethereum (EVM), dựa trên khái niệm song song cơ bản là xử lý theo chuỗi (Pipelining), thực hiện thực thi không đồng bộ ở lớp đồng thuận (Asynchronous Execution) và thực thi đồng thời lạc quan (Optimistic Parallel Execution) ở lớp thực thi. Ngoài ra, ở lớp đồng thuận và lưu trữ, Monad lần lượt giới thiệu giao thức BFT hiệu suất cao (MonadBFT) và hệ thống cơ sở dữ liệu chuyên dụng (MonadDB), đạt được tối ưu hóa đầu cuối.
Pipelining: Cơ chế thực thi song song đa giai đoạn
Pipelining là nguyên tắc cơ bản của việc thực thi song song trong Monad, với tư tưởng cốt lõi là chia nhỏ quy trình thực thi của blockchain thành nhiều giai đoạn độc lập và xử lý các giai đoạn này theo cách song song, hình thành cấu trúc ống dẫn 3D, mỗi giai đoạn hoạt động trên các luồng hoặc nhân độc lập, đạt được xử lý đồng thời qua các khối, cuối cùng nâng cao thông lượng và giảm độ trễ. Các giai đoạn này bao gồm: đề xuất giao dịch (Propose), đạt được sự đồng thuận (Consensus), thực thi giao dịch (Execution) và cam kết khối (Commit).
Thực thi bất đồng bộ：Nhận thức - Thực thi tách biệt bất đồng bộ
Trong chuỗi truyền thống, sự đồng thuận và thực thi giao dịch thường là quy trình đồng bộ, mô hình tuần tự này hạn chế nghiêm trọng khả năng mở rộng hiệu suất. Monad thông qua "thực thi bất đồng bộ" đã đạt được sự đồng thuận bất đồng bộ ở tầng đồng thuận, thực thi bất đồng bộ ở tầng thực thi và lưu trữ bất đồng bộ. Giảm đáng kể thời gian khối (block time) và độ trễ xác nhận, làm cho hệ thống trở nên linh hoạt hơn, quy trình xử lý phân tách hơn, và tỷ lệ sử dụng tài nguyên cao hơn.
Thiết kế cốt lõi:
Quy trình đồng thuận (tầng đồng thuận) chỉ chịu trách nhiệm sắp xếp giao dịch, không thực hiện logic hợp đồng.
Quy trình thực thi (tầng thực thi) được kích hoạt bất đồng bộ sau khi đồng thuận hoàn tất.
Sau khi hoàn thành đồng thuận, ngay lập tức tiến vào quy trình đồng thuận khối tiếp theo, không cần chờ hoàn thành thực thi.
Thi hành song song lạc quan：Optimistic Parallel Execution
Ethereum truyền thống sử dụng mô hình tuần tự nghiêm ngặt cho việc thực thi giao dịch để tránh xung đột trạng thái. Trong khi đó, Monad áp dụng chiến lược "thực thi song song lạc quan", tăng tốc độ xử lý giao dịch đáng kể.
Cơ chế thực hiện:
Monad sẽ lạc quan thực hiện song song tất cả các giao dịch, giả định rằng phần lớn các giao dịch không có xung đột trạng thái.
Chạy đồng thời một "Bộ phát hiện xung đột (Conflict Detector)" để theo dõi xem các giao dịch có truy cập cùng một trạng thái hay không (ví dụ: xung đột đọc / ghi).
Nếu phát hiện xung đột, giao dịch xung đột sẽ được tuần tự hóa và thực thi lại, đảm bảo tính chính xác của trạng thái.
Monad đã chọn con đường tương thích: giảm thiểu sự thay đổi quy tắc EVM, trong quá trình thực hiện thông qua việc trì hoãn ghi trạng thái, phát hiện xung đột động để đạt được song song, giống như một phiên bản hiệu suất của Ethereum, độ trưởng thành cao dễ dàng thực hiện di chuyển hệ sinh thái EVM, là bộ tăng tốc song song của thế giới EVM.
Phân tích cơ chế tính toán song song của MegaETH
Khác với định vị L1 của Monad, MegaETH được định vị là một lớp thực thi hiệu suất cao, mô-đun tương thích EVM có khả năng thực thi song song, có thể hoạt động như một chuỗi công cộng L1 độc lập hoặc như một lớp tăng cường thực thi trên Ethereum (Execution Layer) hoặc thành phần mô-đun. Mục tiêu thiết kế cốt lõi của nó là tách biệt logic tài khoản, môi trường thực thi và trạng thái thành các đơn vị tối thiểu có thể lập lịch độc lập, nhằm đạt được khả năng thực thi đồng thời cao trong chuỗi và thời gian phản hồi thấp. Sáng kiến chính mà MegaETH đưa ra là: Kiến trúc Micro-VM + State Dependency DAG (đồ thị phụ thuộc trạng thái có hướng và không chu trình) và cơ chế đồng bộ hóa mô-đun, cùng nhau xây dựng một hệ thống thực thi song song hướng tới "luồng trong chuỗi".
Kiến trúc Micro-VM (máy ảo vi mô): Tài khoản chính là luồng
MegaETH đã giới thiệu mô hình thực thi "một máy ảo vi mô (Micro-VM) cho mỗi tài khoản", biến môi trường thực thi thành "đa luồng", cung cấp đơn vị cách ly tối thiểu cho lập lịch song song. Những VM này giao tiếp với nhau thông qua tin nhắn bất đồng bộ (Asynchronous Messaging), thay vì gọi đồng bộ, cho phép nhiều VM có thể thực thi độc lập, lưu trữ độc lập, tự nhiên song song.
State Dependency DAG: Cơ chế lập lịch dựa trên đồ thị phụ thuộc
MegaETH đã xây dựng một hệ thống lập lịch DAG dựa trên mối quan hệ truy cập trạng thái tài khoản, hệ thống này duy trì một đồ thị phụ thuộc toàn cầu (Dependency Graph) trong thời gian thực, mỗi giao dịch sẽ mô hình hóa lại các tài khoản bị thay đổi và các tài khoản được đọc thành các mối quan hệ phụ thuộc. Các giao dịch không xung đột có thể được thực hiện song song ngay lập tức, trong khi các giao dịch có mối quan hệ phụ thuộc sẽ được sắp xếp theo thứ tự topo để thực hiện tuần tự hoặc hoãn lại. Đồ thị phụ thuộc đảm bảo tính nhất quán trạng thái và việc ghi không lặp lại trong quá trình thực hiện song song.
Thực thi bất đồng bộ và cơ chế gọi lại
B
Tóm lại, MegaETH đã phá vỡ mô hình máy trạng thái đơn luồng EVM truyền thống, thực hiện việc đóng gói vi máy ảo theo đơn vị tài khoản, lên lịch giao dịch thông qua đồ thị phụ thuộc trạng thái, và thay thế ngăn xếp gọi đồng bộ bằng cơ chế tin nhắn bất đồng bộ. Đây là một nền tảng tính toán song song được thiết kế lại toàn diện từ "cấu trúc tài khoản → kiến trúc lập lịch → quy trình thực thi", cung cấp một tư duy mới kiểu mẫu cho việc xây dựng hệ thống chuỗi trên hiệu suất cao thế hệ tiếp theo.
MegaETH đã chọn con đường tái cấu trúc: hoàn toàn trừu tượng hóa tài khoản và hợp đồng thành VM độc lập, thông qua việc lập lịch thực hiện bất đồng bộ để giải phóng tiềm năng song song tối đa. Về lý thuyết, giới hạn song song của MegaETH cao hơn, nhưng cũng khó kiểm soát độ phức tạp, giống như một hệ điều hành phân tán siêu cấp dưới triết lý của Ethereum.
Monad và MegaETH có thiết kế triết lý khác biệt đáng kể so với phân đoạn (Sharding): phân đoạn chia blockchain theo chiều ngang thành nhiều chuỗi con độc lập (phân đoạn Shards), mỗi chuỗi con chịu trách nhiệm cho một phần giao dịch và trạng thái, phá vỡ giới hạn chuỗi đơn trong việc mở rộng ở tầng mạng; trong khi đó, Monad và MegaETH đều duy trì tính toàn vẹn của chuỗi đơn, chỉ mở rộng theo chiều ngang ở tầng thực thi, tối ưu hóa thực thi song song cực hạn bên trong chuỗi đơn để vượt qua hiệu suất. Cả hai đại diện cho hai hướng tăng cường theo chiều dọc và mở rộng theo chiều ngang trong con đường mở rộng blockchain.
Các dự án tính toán song song như Monad và MegaETH chủ yếu tập trung vào lộ trình tối ưu hóa thông lượng, với mục tiêu cốt lõi là nâng cao TPS trong chuỗi, thông qua thực thi hoãn (Deferred Execution) và kiến trúc micro-VM (Micro-VM) để thực hiện xử lý song song ở cấp giao dịch hoặc cấp tài khoản. Trong khi đó, Pharos Network là một mạng blockchain L1 song song toàn diện và mô-đun, cơ chế tính toán song song cốt lõi của nó được gọi là «Rollup Mesh». Kiến trúc này hỗ trợ môi trường đa máy ảo (EVM và Wasm) thông qua sự hợp tác giữa mạng chính và mạng xử lý đặc biệt (SPNs), đồng thời tích hợp các công nghệ tiên tiến như bằng chứng không kiến thức (ZK) và môi trường thực thi đáng tin cậy (TEE).
Phân tích cơ chế tính toán song song Rollup Mesh:
Xử lý ống dẫn bất đồng bộ theo toàn bộ vòng đời (Full Lifecycle Asynchronous Pipelining): Pharos tách rời các giai đoạn của giao dịch (như đồng thuận, thực thi, lưu trữ) và áp dụng phương thức xử lý bất đồng bộ, cho phép mỗi giai đoạn có thể hoạt động độc lập và song song, từ đó nâng cao hiệu suất xử lý tổng thể.
Thực thi song song bằng hai máy ảo (Dual VM Parallel Execution): Pharos hỗ trợ hai môi trường máy ảo EVM và WASM, cho phép các nhà phát triển chọn môi trường thực thi phù hợp theo nhu cầu. Kiến trúc VM kép này không chỉ nâng cao tính linh hoạt của hệ thống mà còn cải thiện khả năng xử lý giao dịch thông qua việc thực thi song song.
Mạng xử lý đặc biệt (SPNs): SPNs là thành phần chính trong kiến trúc Pharos, tương tự như các mạng con mô-đun, được thiết kế riêng để xử lý các loại nhiệm vụ hoặc ứng dụng cụ thể. Thông qua SPNs, Pharos có thể thực hiện việc phân bổ tài nguyên động và xử lý nhiệm vụ song song, từ đó tăng cường khả năng mở rộng và hiệu suất của hệ thống.
Đồng thuận mô-đun và cơ chế tái đặt cọc (Modular Consensus & Restaking): Pharos giới thiệu cơ chế đồng thuận linh hoạt, hỗ trợ nhiều mô hình đồng thuận khác nhau (như PBFT, PoS, PoA
Xem bản gốc
Trang này có thể chứa nội dung của bên thứ ba, được cung cấp chỉ nhằm mục đích thông tin (không phải là tuyên bố/bảo đảm) và không được coi là sự chứng thực cho quan điểm của Gate hoặc là lời khuyên về tài chính hoặc chuyên môn. Xem Tuyên bố từ chối trách nhiệm để biết chi tiết.
Toàn cảnh lĩnh vực tính toán song song Web3: Từ việc tăng cường EVM đến Rollup Mesh
Tầm nhìn toàn cảnh về lĩnh vực tính toán song song Web3: Giải pháp mở rộng bản địa tốt nhất?
I. Bối cảnh kỹ thuật và động lực phát triển của tính toán song song
Tam giác "không thể" của blockchain "an toàn", "phi tập trung", "khả năng mở rộng" tiết lộ sự đánh đổi về bản chất trong thiết kế hệ thống blockchain, tức là các dự án blockchain rất khó để đạt được "an toàn tuyệt đối, mọi người đều có thể tham gia, xử lý nhanh chóng" cùng một lúc. Đối với chủ đề vĩnh cửu "khả năng mở rộng", hiện tại các giải pháp mở rộng blockchain chính trên thị trường được phân loại theo các mô hình, bao gồm:
Các giải pháp mở rộng blockchain bao gồm: tính toán song song trong chuỗi, Rollup, phân đoạn, mô-đun DA, cấu trúc mô-đun, hệ thống Actor, nén chứng minh zk, kiến trúc Stateless, v.v., bao gồm nhiều cấp độ thực thi, trạng thái, dữ liệu và cấu trúc, là một hệ thống mở rộng hoàn chỉnh "hợp tác đa tầng, kết hợp mô-đun". Bài viết này tập trung vào phương thức mở rộng chủ yếu là tính toán song song.
Tính toán song song trong chuỗi (intra-chain parallelism), chú trọng vào việc thực hiện song song các giao dịch / lệnh bên trong khối. Dựa trên cơ chế song song, phương thức mở rộng có thể được chia thành năm loại lớn, mỗi loại đại diện cho những mục tiêu hiệu suất khác nhau, mô hình phát triển và triết lý kiến trúc, theo đó độ phân giải song song càng ngày càng tinh vi, cường độ song song ngày càng cao, độ phức tạp của việc lập lịch cũng ngày càng tăng, độ phức tạp lập trình và độ khó thực hiện cũng ngày càng cao.
Mô hình đồng thời không đồng bộ ngoài chuỗi, đại diện bởi hệ thống thông minh Actor (Mô hình Agent / Actor), thuộc về một kiểu tính toán song song khác, như một hệ thống tin nhắn giữa các chuỗi / không đồng bộ (mô hình không đồng bộ khối), mỗi Agent hoạt động như một "tiến trình thông minh độc lập", theo cách thức đồng thời không đồng bộ, điều khiển theo sự kiện, không cần lập lịch đồng bộ, các dự án tiêu biểu có AO, ICP, Cartesi, v.v.
Và những giải pháp mở rộng Rollup hoặc phân đoạn mà chúng ta quen thuộc, thuộc về cơ chế đồng thời cấp hệ thống, không thuộc về tính toán song song trong chuỗi. Chúng thực hiện việc mở rộng thông qua "chạy song song nhiều chuỗi / miền thực thi" thay vì nâng cao độ song song bên trong một khối / máy ảo duy nhất. Những giải pháp mở rộng như vậy không phải là trọng tâm của bài viết này nhưng chúng tôi vẫn sẽ sử dụng chúng để so sánh sự tương đồng trong các khái niệm kiến trúc.
Hai, EVM hệ thống chuỗi tăng cường song song: Đột phá giới hạn hiệu suất trong sự tương thích
Kiến trúc xử lý tuần tự của Ethereum đã phát triển đến nay, trải qua nhiều vòng thử nghiệm mở rộng như phân đoạn, Rollup, kiến trúc mô-đun, nhưng vẫn chưa có bước đột phá cơ bản trong nút thắt về thông lượng của lớp thực thi. Tuy nhiên, EVM và Solidity vẫn là nền tảng hợp đồng thông minh có cơ sở phát triển và động lực sinh thái mạnh nhất hiện nay. Do đó, chuỗi tăng cường song song EVM đang trở thành hướng quan trọng trong tiến trình mở rộng mới, đồng thời đảm bảo tính tương thích sinh thái và cải thiện hiệu suất thực thi. Monad và MegaETH là hai dự án tiêu biểu nhất trong hướng đi này, lần lượt xây dựng kiến trúc xử lý song song EVM hướng đến các tình huống có tính đồng thời cao và thông lượng lớn, từ việc thực thi trễ và phân giải trạng thái.
Phân tích cơ chế tính toán song song của Monad ###
Monad là một blockchain Layer1 hiệu suất cao được thiết kế lại cho máy ảo Ethereum (EVM), dựa trên khái niệm song song cơ bản là xử lý theo chuỗi (Pipelining), thực hiện thực thi không đồng bộ ở lớp đồng thuận (Asynchronous Execution) và thực thi đồng thời lạc quan (Optimistic Parallel Execution) ở lớp thực thi. Ngoài ra, ở lớp đồng thuận và lưu trữ, Monad lần lượt giới thiệu giao thức BFT hiệu suất cao (MonadBFT) và hệ thống cơ sở dữ liệu chuyên dụng (MonadDB), đạt được tối ưu hóa đầu cuối.
Pipelining: Cơ chế thực thi song song đa giai đoạn
Pipelining là nguyên tắc cơ bản của việc thực thi song song trong Monad, với tư tưởng cốt lõi là chia nhỏ quy trình thực thi của blockchain thành nhiều giai đoạn độc lập và xử lý các giai đoạn này theo cách song song, hình thành cấu trúc ống dẫn 3D, mỗi giai đoạn hoạt động trên các luồng hoặc nhân độc lập, đạt được xử lý đồng thời qua các khối, cuối cùng nâng cao thông lượng và giảm độ trễ. Các giai đoạn này bao gồm: đề xuất giao dịch (Propose), đạt được sự đồng thuận (Consensus), thực thi giao dịch (Execution) và cam kết khối (Commit).
Thực thi bất đồng bộ：Nhận thức - Thực thi tách biệt bất đồng bộ
Trong chuỗi truyền thống, sự đồng thuận và thực thi giao dịch thường là quy trình đồng bộ, mô hình tuần tự này hạn chế nghiêm trọng khả năng mở rộng hiệu suất. Monad thông qua "thực thi bất đồng bộ" đã đạt được sự đồng thuận bất đồng bộ ở tầng đồng thuận, thực thi bất đồng bộ ở tầng thực thi và lưu trữ bất đồng bộ. Giảm đáng kể thời gian khối (block time) và độ trễ xác nhận, làm cho hệ thống trở nên linh hoạt hơn, quy trình xử lý phân tách hơn, và tỷ lệ sử dụng tài nguyên cao hơn.
Thiết kế cốt lõi:
Thi hành song song lạc quan：Optimistic Parallel Execution
Ethereum truyền thống sử dụng mô hình tuần tự nghiêm ngặt cho việc thực thi giao dịch để tránh xung đột trạng thái. Trong khi đó, Monad áp dụng chiến lược "thực thi song song lạc quan", tăng tốc độ xử lý giao dịch đáng kể.
Cơ chế thực hiện:
Monad đã chọn con đường tương thích: giảm thiểu sự thay đổi quy tắc EVM, trong quá trình thực hiện thông qua việc trì hoãn ghi trạng thái, phát hiện xung đột động để đạt được song song, giống như một phiên bản hiệu suất của Ethereum, độ trưởng thành cao dễ dàng thực hiện di chuyển hệ sinh thái EVM, là bộ tăng tốc song song của thế giới EVM.
Phân tích cơ chế tính toán song song của MegaETH
Khác với định vị L1 của Monad, MegaETH được định vị là một lớp thực thi hiệu suất cao, mô-đun tương thích EVM có khả năng thực thi song song, có thể hoạt động như một chuỗi công cộng L1 độc lập hoặc như một lớp tăng cường thực thi trên Ethereum (Execution Layer) hoặc thành phần mô-đun. Mục tiêu thiết kế cốt lõi của nó là tách biệt logic tài khoản, môi trường thực thi và trạng thái thành các đơn vị tối thiểu có thể lập lịch độc lập, nhằm đạt được khả năng thực thi đồng thời cao trong chuỗi và thời gian phản hồi thấp. Sáng kiến chính mà MegaETH đưa ra là: Kiến trúc Micro-VM + State Dependency DAG (đồ thị phụ thuộc trạng thái có hướng và không chu trình) và cơ chế đồng bộ hóa mô-đun, cùng nhau xây dựng một hệ thống thực thi song song hướng tới "luồng trong chuỗi".
Kiến trúc Micro-VM (máy ảo vi mô): Tài khoản chính là luồng
MegaETH đã giới thiệu mô hình thực thi "một máy ảo vi mô (Micro-VM) cho mỗi tài khoản", biến môi trường thực thi thành "đa luồng", cung cấp đơn vị cách ly tối thiểu cho lập lịch song song. Những VM này giao tiếp với nhau thông qua tin nhắn bất đồng bộ (Asynchronous Messaging), thay vì gọi đồng bộ, cho phép nhiều VM có thể thực thi độc lập, lưu trữ độc lập, tự nhiên song song.
State Dependency DAG: Cơ chế lập lịch dựa trên đồ thị phụ thuộc
MegaETH đã xây dựng một hệ thống lập lịch DAG dựa trên mối quan hệ truy cập trạng thái tài khoản, hệ thống này duy trì một đồ thị phụ thuộc toàn cầu (Dependency Graph) trong thời gian thực, mỗi giao dịch sẽ mô hình hóa lại các tài khoản bị thay đổi và các tài khoản được đọc thành các mối quan hệ phụ thuộc. Các giao dịch không xung đột có thể được thực hiện song song ngay lập tức, trong khi các giao dịch có mối quan hệ phụ thuộc sẽ được sắp xếp theo thứ tự topo để thực hiện tuần tự hoặc hoãn lại. Đồ thị phụ thuộc đảm bảo tính nhất quán trạng thái và việc ghi không lặp lại trong quá trình thực hiện song song.
Thực thi bất đồng bộ và cơ chế gọi lại
B
Tóm lại, MegaETH đã phá vỡ mô hình máy trạng thái đơn luồng EVM truyền thống, thực hiện việc đóng gói vi máy ảo theo đơn vị tài khoản, lên lịch giao dịch thông qua đồ thị phụ thuộc trạng thái, và thay thế ngăn xếp gọi đồng bộ bằng cơ chế tin nhắn bất đồng bộ. Đây là một nền tảng tính toán song song được thiết kế lại toàn diện từ "cấu trúc tài khoản → kiến trúc lập lịch → quy trình thực thi", cung cấp một tư duy mới kiểu mẫu cho việc xây dựng hệ thống chuỗi trên hiệu suất cao thế hệ tiếp theo.
MegaETH đã chọn con đường tái cấu trúc: hoàn toàn trừu tượng hóa tài khoản và hợp đồng thành VM độc lập, thông qua việc lập lịch thực hiện bất đồng bộ để giải phóng tiềm năng song song tối đa. Về lý thuyết, giới hạn song song của MegaETH cao hơn, nhưng cũng khó kiểm soát độ phức tạp, giống như một hệ điều hành phân tán siêu cấp dưới triết lý của Ethereum.
Monad và MegaETH có thiết kế triết lý khác biệt đáng kể so với phân đoạn (Sharding): phân đoạn chia blockchain theo chiều ngang thành nhiều chuỗi con độc lập (phân đoạn Shards), mỗi chuỗi con chịu trách nhiệm cho một phần giao dịch và trạng thái, phá vỡ giới hạn chuỗi đơn trong việc mở rộng ở tầng mạng; trong khi đó, Monad và MegaETH đều duy trì tính toàn vẹn của chuỗi đơn, chỉ mở rộng theo chiều ngang ở tầng thực thi, tối ưu hóa thực thi song song cực hạn bên trong chuỗi đơn để vượt qua hiệu suất. Cả hai đại diện cho hai hướng tăng cường theo chiều dọc và mở rộng theo chiều ngang trong con đường mở rộng blockchain.
Các dự án tính toán song song như Monad và MegaETH chủ yếu tập trung vào lộ trình tối ưu hóa thông lượng, với mục tiêu cốt lõi là nâng cao TPS trong chuỗi, thông qua thực thi hoãn (Deferred Execution) và kiến trúc micro-VM (Micro-VM) để thực hiện xử lý song song ở cấp giao dịch hoặc cấp tài khoản. Trong khi đó, Pharos Network là một mạng blockchain L1 song song toàn diện và mô-đun, cơ chế tính toán song song cốt lõi của nó được gọi là «Rollup Mesh». Kiến trúc này hỗ trợ môi trường đa máy ảo (EVM và Wasm) thông qua sự hợp tác giữa mạng chính và mạng xử lý đặc biệt (SPNs), đồng thời tích hợp các công nghệ tiên tiến như bằng chứng không kiến thức (ZK) và môi trường thực thi đáng tin cậy (TEE).
Phân tích cơ chế tính toán song song Rollup Mesh: