خريطة مشهد حلبة الحوسبة المتوازية Web3: أفضل حل للتوسع الأصلي؟
تظهر "مثلث الاستحالة" في blockchain، المتمثلة في "الأمان" و"اللامركزية" و"قابلية التوسع"، التوازن الجوهري في تصميم أنظمة blockchain، مما يعني أنه من الصعب على مشاريع blockchain تحقيق "أمان مطلق، ومشاركة شاملة، ومعالجة سريعة" في الوقت نفسه. وفيما يتعلق بموضوع "قابلية التوسع" الأبدي، فإن الحلول الرئيسية لتوسيع blockchain في السوق الحالية تُصنف وفقاً للأنماط، بما في ذلك:
تنفيذ توسيع معزز: تحسين قدرة التنفيذ في المكان، مثل التوازي، GPU، والأنوية المتعددة
توسيع عزل الحالة: تقسيم الحالة أفقيًا / شارد، مثل الشظايا، UTXO، شبكات فرعية متعددة
توسيع من نوع التعاقد الخارجي: نقل التنفيذ إلى خارج السلسلة، مثل Rollup، Coprocessor، DA
توسيع نوع فك الارتباط الهيكلي: بنية نمطية، تشغيل متزامن، مثل سلسلة الوحدات، مرتب مشترك، شبكة Rollup
توسيع متزامن غير متزامن: نموذج الممثل، عزل العمليات، مدفوع بالرسائل، مثل الوكلاء، سلسلة غير متزامنة متعددة الخيوط
تشمل حلول توسيع سلسلة الكتل: الحساب المتوازي داخل السلسلة، Rollup، التقسيم، وحدة DA، الهيكلية المعيارية، نظام Actor، ضغط إثبات zk، الهيكل غير الحامل للحالة، وما إلى ذلك، تغطي مستويات متعددة من التنفيذ، الحالة، البيانات، والهيكل، وهي نظام توسيع كامل "متعدد الطبقات، وتجمعات معيارية". بينما تركز هذه المقالة على طريقة التوسع التي تعتمد بشكل رئيسي على الحساب المتوازي.
الحوسبة المتوازية داخل السلسلة (intra-chain parallelism)، تركز على التنفيذ المتوازي للمعاملات / التعليمات داخل الكتلة. وفقًا لآلية التوازي، يمكن تقسيم طرق التوسع إلى خمس فئات رئيسية، حيث تمثل كل فئة طموحات أداء مختلفة، ونماذج تطوير وفلسفات معمارية مختلفة، حيث تصبح حبيبات التوازي أكثر دقة، وزيادة شدة التوازي، وزيادة تعقيد الجدولة، بالإضافة إلى زيادة تعقيد البرمجة وصعوبة التنفيذ.
مستوى الحساب المتوازي: يمثل مشروع سولانا
المستوى الكائن المتوازي: يمثل مشروع Sui
مستوى التداول المتوازي: يمثل المشروع Monad، Aptos
مستوى الاستدعاء / VM الصغيرة المتوازية: تمثل مشروع MegaETH
التنفيذ المتوازي على مستوى التعليمات: يمثل مشروع GatlingX
نموذج التزامن غير المتزامن خارج السلسلة، الذي يمثل نظام كائنات الممثل، وهو ينتمي إلى نموذج آخر من حسابات التوازي. كنظام رسائل عبر السلاسل / غير متزامن، كل وكيل يعمل كـ "عملية كائن ذكي" مستقلة، بطريقة متوازية حيث يتم تبادل الرسائل غير المتزامنة، مدفوعة بالأحداث، دون الحاجة إلى جدولة متزامنة. المشاريع الممثلة تشمل AO و ICP و Cartesi.
إن حلول التوسع المعروفة مثل Rollup أو التقسيم تنتمي إلى آليات التزامن على مستوى النظام، ولا تندرج ضمن الحساب المتوازي داخل السلسلة. إنها تحقق التوسع من خلال "تشغيل عدة سلاسل / مجالات تنفيذ بشكل متوازي"، بدلاً من زيادة التوازي داخل كتلة واحدة / آلة افتراضية. هذه الحلول للتوسع ليست محور النقاش في هذه المقالة، ولكننا سنستخدمها مع ذلك لمقارنة أوجه التشابه والاختلاف في المفاهيم المعمارية.
2. سلسلة تعزيز التوازي EVM: اختراق حدود الأداء في التوافق
تطور هيكل معالجة سلسلة إيثريوم حتى الآن، ومر بتجارب توسيع متعددة مثل الشظايا وRollup والهندسة المعمارية المعيارية، ولكن لا يزال هناك اختناق في قدرة الطبقة التنفيذية لم يتم تحقيق突破 جذري فيها. لكن في الوقت نفسه، لا يزال EVM وSolidity هما أكثر منصات العقود الذكية التي تتمتع بأساس قوي من المطورين وإمكانات بيئية. لذلك، تعتبر سلسلة EVM المعززة بالتوازي كمسار رئيسي يجمع بين توافق البيئة وزيادة أداء التنفيذ، وهي تتجه لتكون اتجاهًا مهمًا في جولة جديدة من التطور في التوسع. يعد كل من Monad وMegaETH من المشاريع الأكثر تمثيلاً في هذا الاتجاه، حيث يتم بناء هيكل معالجة EVM بالتوازي المستهدف لسيناريوهات عالية التزامن ومرتفع الإنتاجية، بدءًا من التنفيذ المتأخر وتفكيك الحالة.
تحليل آلية الحساب المتوازي لـ Monad
Monad هو سلسلة كتل عالية الأداء Layer1 تم إعادة تصميمها لآلة Ethereum الافتراضية، بناءً على مفهوم المعالجة المتوازية الأساسي، حيث يتم تنفيذ الإجماع بشكل غير متزامن، بينما يتم تنفيذ الطبقة التنفيذية بشكل متفائل ومتزامن. بالإضافة إلى ذلك، في طبقتي الإجماع والتخزين، قدمت Monad بروتوكول BFT عالي الأداء ونظام قاعدة بيانات مخصص، مما يحقق تحسينًا شاملًا من البداية إلى النهاية.
تعتبر Pipelining المبدأ الأساسي لتنفيذ Monad بالتوازي، حيث تكمن الفكرة الأساسية في تقسيم عملية تنفيذ blockchain إلى مراحل مستقلة متعددة ومعالجة هذه المراحل بشكل متوازي، مما يشكل هيكل خط أنابيب ثلاثي الأبعاد، حيث تعمل كل مرحلة على خيوط أو نوى مستقلة، مما يتيح معالجة متزامنة عبر الكتل، بهدف تعزيز الإنتاجية وتقليل التأخير. تشمل هذه المراحل: اقتراح المعاملات، التوصل إلى توافق، تنفيذ المعاملات، وتقديم الكتل.
التنفيذ غير المتزامن: الإجماع - تنفيذ فصل غير متزامن
في السلاسل التقليدية، يكون إجماع المعاملات والتنفيذ عادةً عملية متزامنة، وهذا النموذج التسلسلي يقيد بشدة توسيع الأداء. حققت Monad "التنفيذ غير المتزامن" لتحقيق إجماع الطبقة غير المتزامن، وتنفيذ الطبقة غير المتزامن، والتخزين غير المتزامن. مما يقلل بشكل ملحوظ من وقت الكتلة وتأخير التأكيد، مما يجعل النظام أكثر مرونة، وعملية المعالجة أكثر تفصيلاً، وزيادة كفاءة استخدام الموارد.
التصميم الأساسي:
عملية الإجماع مسؤولة فقط عن ترتيب المعاملات، ولا تنفذ منطق العقود.
يتم تشغيل العملية بشكل غير متزامن بعد اكتمال الإجماع.
بعد إتمام الإجماع، يتم الدخول مباشرة في عملية إجماع الكتلة التالية دون الحاجة إلى انتظار الانتهاء من التنفيذ.
تنفيذ متوازي متفائل: تنفيذ متوازي متفائل
تستخدم الإيثريوم التقليدية نموذج تنفيذ صارم متسلسل للمعاملات لتجنب تعارض الحالة. بينما تتبنى Monad استراتيجية "التنفيذ المتوازي المتفائل"، مما يزيد بشكل كبير من معدل معالجة المعاملات.
آلية التنفيذ:
Monad ستقوم بتنفيذ جميع المعاملات بشكل متوازي بتفاؤل، على افتراض أن معظم المعاملات لا تحتوي على صراعات حالة.
تشغيل "كاشف تعارضات" لمراقبة ما إذا كانت المعاملات قد وصلت إلى نفس الحالة.
إذا تم الكشف عن تعارض، فسيتم تسلسل تنفيذ المعاملات المتعارضة مرة أخرى لضمان صحة الحالة.
اختارت Monad مسار التوافق: تقليل تغيير قواعد EVM قدر الإمكان، من خلال تأجيل كتابة الحالة، والكشف الديناميكي عن النزاعات لتحقيق التوازي، مما يجعلها تشبه نسخة الأداء من الإيثيريوم، مع نضوج جيد يسهل من انتقال النظام البيئي لـ EVM، وهي مسرع التوازي لعالم EVM.
تحليل آلية الحساب المتوازي لـ MegaETH
مختلف عن تحديد L1 في Monad، يتم تحديد MegaETH كطبقة تنفيذ عالية الأداء متوازية متوافقة مع EVM، يمكن أن تعمل كشبكة L1 مستقلة، أو كطبقة تعزيز تنفيذ على إيثريوم أو كعنصر معياري. الهدف الأساسي من التصميم هو فصل منطق الحساب، وبيئة التنفيذ، والحالة إلى وحدات صغيرة يمكن جدولتها بشكل مستقل، لتحقيق تنفيذ متزامن عالي داخل السلسلة وقدرة استجابة منخفضة التأخير. الابتكار الرئيسي الذي تقدمه MegaETH هو: بنية Micro-VM + DAG التبعية الحالة وآلية التزامن المعيارية، والتي تشكل معًا نظام تنفيذ متوازي يركز على "التسلسل داخل السلسلة".
بنية Micro-VM: الحساب هو الخيط
أدخلت MegaETH نموذج تنفيذ "آلة افتراضية صغيرة لكل حساب"، مما يجعل بيئة التنفيذ "مُتعددة الخيوط"، ويوفر وحدة عزل دنيا لجدولة المتوازيات. تتواصل هذه الآلات الافتراضية عبر رسائل غير متزامنة، بدلاً من الاستدعاءات المتزامنة، مما يسمح للعديد من الآلات الافتراضية بالتنفيذ المستقل والتخزين المستقل، مما يجعلها متوازية بطبيعتها.
آلية جدولة مدفوعة برسم الاعتماد DAG:
بنت MegaETH نظام جدولة DAG قائم على علاقات الوصول إلى حالة الحساب، حيث يقوم النظام بالحفاظ على رسم بياني عالمي للاعتماد في الوقت الحقيقي، وكل معاملة تعدل أي حسابات، وتقرأ أي حسابات، يتم نمذجتها بالكامل كعلاقات اعتماد. يمكن تنفيذ المعاملات غير المتعارضة بشكل متوازي مباشرة، بينما سيتم جدولة المعاملات ذات علاقات الاعتماد بشكل تسلسلي أو متأخر وفقًا لترتيب التوبولوجيا. يضمن رسم الاعتماد اتساق الحالة وعدم الكتابة المتكررة خلال عملية التنفيذ المتوازي.
التنفيذ غير المتزامن وآلية الاستدعاء
ميغا إيث مبنية على نموذج البرمجة غير المتزامنة، مشابه لنموذج الممثل في نقل الرسائل غير المتزامنة، وتحل مشكلة الاستدعاءات التسلسلية في EVM التقليدي. استدعاء العقد غير متزامن، عندما يتم استدعاء العقد A -\u003e B -\u003e C، يتم تحويل كل استدعاء إلى استدعاء غير متزامن، دون الحاجة إلى الانتظار بشكل متزامن؛ يتم توسيع مكدس الاستدعاءات إلى رسم بياني للاستدعاءات غير المتزامنة؛ معالجة المعاملات = استعراض الرسم البياني غير المتزامن + تحديد الاعتماد + جدولة متوازية.
باختصار، يكسر MegaETH نموذج الآلة الحالة أحادية الخيط التقليدي EVM، من خلال تحقيق تغليف الميكرو فيرتشوال ماشين على أساس الحسابات، وإدارة المعاملات عبر رسم اعتماد الحالة، واستبدال مكدس الاستدعاء المتزامن بآلية الرسائل غير المتزامنة. إنه منصة حوسبة متوازية مصممة من كل الزوايا "بنية الحسابات → بنية الجدولة → سير التنفيذ"، مما يوفر فكرة جديدة على مستوى النموذج لبناء أنظمة عالية الأداء من الجيل التالي على السلسلة.
اختارت MegaETH مسار إعادة البناء: تفكيك الحسابات والعقود بشكل كامل إلى VM مستقل، من خلال جدولة التنفيذ غير المتزامن لتحرير أقصى إمكانات التوازي. نظريًا، فإن الحد الأقصى للتوازي في MegaETH أعلى، لكنه أيضًا أكثر صعوبة في السيطرة على التعقيد، وهو أشبه بنظام تشغيل موزع فائق تحت فكرة الإيثيريوم.
تختلف فلسفة تصميم كل من Monad و MegaETH بشكل كبير عن التقسيم: يقوم التقسيم بتقسيم سلسلة الكتل أفقيًا إلى عدة سلاسل فرعية مستقلة، حيث تتحمل كل سلسلة فرعية جزءًا من المعاملات والحالة، مما يكسر قيود السلسلة الواحدة في التوسع على مستوى الشبكة؛ بينما يحتفظ كل من Monad و MegaETH بسلامة السلسلة الواحدة، حيث يتم التوسع أفقيًا فقط في طبقة التنفيذ، مع كسر أداء التنفيذ المتوازي بشكل حد داخليًا في السلسلة الواحدة. يمثل الاثنان اتجاهين مختلفين في مسار توسيع سلسلة الكتل: التعزيز العمودي والتوسع الأفقي.
تركز مشاريع الحوسبة المتوازية مثل Monad و MegaETH بشكل أساسي على تحسين مسارات الإنتاجية، بهدف أساسي هو زيادة TPS داخل السلسلة، من خلال التنفيذ المتأخر وبنية الميكرو-آلة الافتراضية لتحقيق المعالجة المتوازية على مستوى المعاملات أو الحسابات. بينما تُعتبر شبكة Pharos شبكة بلوك تشين من المستوى 1، متكاملة، ومتوازية، حيث يُعرف آلية الحوسبة المتوازية الأساسية باسم "شبكة Rollup". تدعم هذه البنية العمل المشترك بين الشبكة الرئيسية والشبكات المعالجة الخاصة، وتدعم بيئات متعددة للآلات الافتراضية، وتدمج تقنيات متقدمة مثل الإثباتات الصفرية والبيئات التنفيذية الموثوقة.
تحليل آلية الحساب المتوازي ل Rollup Mesh:
معالجة خط الأنابيب غير المتزامن خلال دورة الحياة الكاملة: تفصل Pharos بين المراحل المختلفة للصفقة، وتستخدم طريقة المعالجة غير المتزامنة، مما يسمح لكل مرحلة بالتقدم بشكل مستقل ومتوازي، وبالتالي تحسين كفاءة المعالجة الكلية.
تنفيذ مزدوج للآلة الافتراضية: تدعم Pharos بيئتين للآلة الافتراضية EVM و WASM، مما يسمح للمطورين باختيار بيئة التنفيذ المناسبة حسب الحاجة. لا تعمل هذه البنية المزدوجة للآلة الافتراضية على تحسين مرونة النظام فحسب، بل تعزز أيضًا من قدرة معالجة المعاملات من خلال التنفيذ المتوازي.
الشبكات المعالجة الخاصة: تعتبر SPNs مكونًا أساسيًا في بنية Pharos، تشبه الشبكات الفرعية المعيارية، ومخصصة لمعالجة أنواع معينة من المهام أو التطبيقات. من خلال SPNs، يمكن لـ Pharos تحقيق تخصيص الموارد الديناميكي ومعالجة المهام بشكل متوازي، مما يعزز بشكل أكبر قابلية توسيع النظام وأدائه.
آلية الإجماع القابلة للتجزئة وآلية إعادة الرهن: قدمت Pharos آلية إجماع مرنة تدعم نماذج إجماع متعددة، ومن خلال بروتوكول إعادة الرهن، تحقق المشاركة الآمنة والموارد بين الشبكة الرئيسية و SPNs.
علاوة على ذلك، قامت Pharos من خلال شجرة Merkle متعددة الإصدارات، والترميز التفاضلي، وعنوان الإصدارات، وتقنية الغمر ADS، بإعادة بناء نموذج التنفيذ من أسفل محرك التخزين، وطرحت محرك التخزين عالي الأداء Pharos Store القائم على blockchain الأصلي، مما يحقق قدرة معالجة على السلسلة عالية الإنتاجية، وانخفاض التأخير، وقوة التحقق.
بشكل عام، يحقق هيكل Rollup Mesh الخاص بـ Pharos من خلال التصميم المعياري وآلية المعالجة غير المتزامنة قدرة عالية على الحوسبة المتوازية. يعمل Pharos كمنسق جدولة عبر Rollup المتوازية، وليس كمحسن تنفيذ "داخل السلسلة"، بل يتحمل المهام التنفيذية المخصصة غير المتجانسة من خلال SPNs.
، ولا ينبغي اعتباره موافقة على آرائه من قبل Gate، ولا بمثابة نصيحة مالية أو مهنية. انظر إلى إخلاء المسؤولية للحصول على التفاصيل.
تسجيلات الإعجاب 20
أعجبني
20
9
إعادة النشر
مشاركة
تعليق
0/400
GateUser-a606bf0c
· 08-14 19:27
آه، هذا أفضل من رمي خادم مباشر ليحسب بقوة.
شاهد النسخة الأصليةرد0
HashRatePhilosopher
· 08-14 00:10
موضوع التوسع الذي يتم الحديث عنه بشكل متكرر
شاهد النسخة الأصليةرد0
WalletDoomsDay
· 08-13 15:34
تم تقسيم القطع لعدة سنوات ولا تزال في مكانها
شاهد النسخة الأصليةرد0
LayerZeroHero
· 08-12 12:13
رائع، أخيرًا هناك من يتناول بعمق عن اختناق EVM
شاهد النسخة الأصليةرد0
SchrodingerPrivateKey
· 08-12 01:17
يمكن التضحية بالسرعة، يجب أن تكون السلسلة الرئيسية في أقصى درجات الأمان.
شاهد النسخة الأصليةرد0
PumpingCroissant
· 08-12 01:14
اقتراح الاستمرار في الارتفاع فخ呢
شاهد النسخة الأصليةرد0
FlatTax
· 08-12 01:13
داخل السلسلة حساب لا بد أن يعتمد على القوة.
شاهد النسخة الأصليةرد0
SerumSqueezer
· 08-12 01:09
من يمكنه كسر مثلث البلوكتشين؟ الحقيقة الم层层 تبدو مشوشة～
تحليل شامل للحوسبة المتوازية في Web3: من التوافق مع EVM إلى اختراق الأداء في الهياكل المتجانسة
خريطة مشهد حلبة الحوسبة المتوازية Web3: أفضل حل للتوسع الأصلي؟
تظهر "مثلث الاستحالة" في blockchain، المتمثلة في "الأمان" و"اللامركزية" و"قابلية التوسع"، التوازن الجوهري في تصميم أنظمة blockchain، مما يعني أنه من الصعب على مشاريع blockchain تحقيق "أمان مطلق، ومشاركة شاملة، ومعالجة سريعة" في الوقت نفسه. وفيما يتعلق بموضوع "قابلية التوسع" الأبدي، فإن الحلول الرئيسية لتوسيع blockchain في السوق الحالية تُصنف وفقاً للأنماط، بما في ذلك:
تشمل حلول توسيع سلسلة الكتل: الحساب المتوازي داخل السلسلة، Rollup، التقسيم، وحدة DA، الهيكلية المعيارية، نظام Actor، ضغط إثبات zk، الهيكل غير الحامل للحالة، وما إلى ذلك، تغطي مستويات متعددة من التنفيذ، الحالة، البيانات، والهيكل، وهي نظام توسيع كامل "متعدد الطبقات، وتجمعات معيارية". بينما تركز هذه المقالة على طريقة التوسع التي تعتمد بشكل رئيسي على الحساب المتوازي.
الحوسبة المتوازية داخل السلسلة (intra-chain parallelism)، تركز على التنفيذ المتوازي للمعاملات / التعليمات داخل الكتلة. وفقًا لآلية التوازي، يمكن تقسيم طرق التوسع إلى خمس فئات رئيسية، حيث تمثل كل فئة طموحات أداء مختلفة، ونماذج تطوير وفلسفات معمارية مختلفة، حيث تصبح حبيبات التوازي أكثر دقة، وزيادة شدة التوازي، وزيادة تعقيد الجدولة، بالإضافة إلى زيادة تعقيد البرمجة وصعوبة التنفيذ.
نموذج التزامن غير المتزامن خارج السلسلة، الذي يمثل نظام كائنات الممثل، وهو ينتمي إلى نموذج آخر من حسابات التوازي. كنظام رسائل عبر السلاسل / غير متزامن، كل وكيل يعمل كـ "عملية كائن ذكي" مستقلة، بطريقة متوازية حيث يتم تبادل الرسائل غير المتزامنة، مدفوعة بالأحداث، دون الحاجة إلى جدولة متزامنة. المشاريع الممثلة تشمل AO و ICP و Cartesi.
إن حلول التوسع المعروفة مثل Rollup أو التقسيم تنتمي إلى آليات التزامن على مستوى النظام، ولا تندرج ضمن الحساب المتوازي داخل السلسلة. إنها تحقق التوسع من خلال "تشغيل عدة سلاسل / مجالات تنفيذ بشكل متوازي"، بدلاً من زيادة التوازي داخل كتلة واحدة / آلة افتراضية. هذه الحلول للتوسع ليست محور النقاش في هذه المقالة، ولكننا سنستخدمها مع ذلك لمقارنة أوجه التشابه والاختلاف في المفاهيم المعمارية.
2. سلسلة تعزيز التوازي EVM: اختراق حدود الأداء في التوافق
تطور هيكل معالجة سلسلة إيثريوم حتى الآن، ومر بتجارب توسيع متعددة مثل الشظايا وRollup والهندسة المعمارية المعيارية، ولكن لا يزال هناك اختناق في قدرة الطبقة التنفيذية لم يتم تحقيق突破 جذري فيها. لكن في الوقت نفسه، لا يزال EVM وSolidity هما أكثر منصات العقود الذكية التي تتمتع بأساس قوي من المطورين وإمكانات بيئية. لذلك، تعتبر سلسلة EVM المعززة بالتوازي كمسار رئيسي يجمع بين توافق البيئة وزيادة أداء التنفيذ، وهي تتجه لتكون اتجاهًا مهمًا في جولة جديدة من التطور في التوسع. يعد كل من Monad وMegaETH من المشاريع الأكثر تمثيلاً في هذا الاتجاه، حيث يتم بناء هيكل معالجة EVM بالتوازي المستهدف لسيناريوهات عالية التزامن ومرتفع الإنتاجية، بدءًا من التنفيذ المتأخر وتفكيك الحالة.
تحليل آلية الحساب المتوازي لـ Monad
Monad هو سلسلة كتل عالية الأداء Layer1 تم إعادة تصميمها لآلة Ethereum الافتراضية، بناءً على مفهوم المعالجة المتوازية الأساسي، حيث يتم تنفيذ الإجماع بشكل غير متزامن، بينما يتم تنفيذ الطبقة التنفيذية بشكل متفائل ومتزامن. بالإضافة إلى ذلك، في طبقتي الإجماع والتخزين، قدمت Monad بروتوكول BFT عالي الأداء ونظام قاعدة بيانات مخصص، مما يحقق تحسينًا شاملًا من البداية إلى النهاية.
Pipelining: آلية التنفيذ المتوازي لخط أنابيب متعدد المراحل
تعتبر Pipelining المبدأ الأساسي لتنفيذ Monad بالتوازي، حيث تكمن الفكرة الأساسية في تقسيم عملية تنفيذ blockchain إلى مراحل مستقلة متعددة ومعالجة هذه المراحل بشكل متوازي، مما يشكل هيكل خط أنابيب ثلاثي الأبعاد، حيث تعمل كل مرحلة على خيوط أو نوى مستقلة، مما يتيح معالجة متزامنة عبر الكتل، بهدف تعزيز الإنتاجية وتقليل التأخير. تشمل هذه المراحل: اقتراح المعاملات، التوصل إلى توافق، تنفيذ المعاملات، وتقديم الكتل.
التنفيذ غير المتزامن: الإجماع - تنفيذ فصل غير متزامن
في السلاسل التقليدية، يكون إجماع المعاملات والتنفيذ عادةً عملية متزامنة، وهذا النموذج التسلسلي يقيد بشدة توسيع الأداء. حققت Monad "التنفيذ غير المتزامن" لتحقيق إجماع الطبقة غير المتزامن، وتنفيذ الطبقة غير المتزامن، والتخزين غير المتزامن. مما يقلل بشكل ملحوظ من وقت الكتلة وتأخير التأكيد، مما يجعل النظام أكثر مرونة، وعملية المعالجة أكثر تفصيلاً، وزيادة كفاءة استخدام الموارد.
التصميم الأساسي:
تنفيذ متوازي متفائل: تنفيذ متوازي متفائل
تستخدم الإيثريوم التقليدية نموذج تنفيذ صارم متسلسل للمعاملات لتجنب تعارض الحالة. بينما تتبنى Monad استراتيجية "التنفيذ المتوازي المتفائل"، مما يزيد بشكل كبير من معدل معالجة المعاملات.
آلية التنفيذ:
اختارت Monad مسار التوافق: تقليل تغيير قواعد EVM قدر الإمكان، من خلال تأجيل كتابة الحالة، والكشف الديناميكي عن النزاعات لتحقيق التوازي، مما يجعلها تشبه نسخة الأداء من الإيثيريوم، مع نضوج جيد يسهل من انتقال النظام البيئي لـ EVM، وهي مسرع التوازي لعالم EVM.
تحليل آلية الحساب المتوازي لـ MegaETH
مختلف عن تحديد L1 في Monad، يتم تحديد MegaETH كطبقة تنفيذ عالية الأداء متوازية متوافقة مع EVM، يمكن أن تعمل كشبكة L1 مستقلة، أو كطبقة تعزيز تنفيذ على إيثريوم أو كعنصر معياري. الهدف الأساسي من التصميم هو فصل منطق الحساب، وبيئة التنفيذ، والحالة إلى وحدات صغيرة يمكن جدولتها بشكل مستقل، لتحقيق تنفيذ متزامن عالي داخل السلسلة وقدرة استجابة منخفضة التأخير. الابتكار الرئيسي الذي تقدمه MegaETH هو: بنية Micro-VM + DAG التبعية الحالة وآلية التزامن المعيارية، والتي تشكل معًا نظام تنفيذ متوازي يركز على "التسلسل داخل السلسلة".
بنية Micro-VM: الحساب هو الخيط
أدخلت MegaETH نموذج تنفيذ "آلة افتراضية صغيرة لكل حساب"، مما يجعل بيئة التنفيذ "مُتعددة الخيوط"، ويوفر وحدة عزل دنيا لجدولة المتوازيات. تتواصل هذه الآلات الافتراضية عبر رسائل غير متزامنة، بدلاً من الاستدعاءات المتزامنة، مما يسمح للعديد من الآلات الافتراضية بالتنفيذ المستقل والتخزين المستقل، مما يجعلها متوازية بطبيعتها.
آلية جدولة مدفوعة برسم الاعتماد DAG:
بنت MegaETH نظام جدولة DAG قائم على علاقات الوصول إلى حالة الحساب، حيث يقوم النظام بالحفاظ على رسم بياني عالمي للاعتماد في الوقت الحقيقي، وكل معاملة تعدل أي حسابات، وتقرأ أي حسابات، يتم نمذجتها بالكامل كعلاقات اعتماد. يمكن تنفيذ المعاملات غير المتعارضة بشكل متوازي مباشرة، بينما سيتم جدولة المعاملات ذات علاقات الاعتماد بشكل تسلسلي أو متأخر وفقًا لترتيب التوبولوجيا. يضمن رسم الاعتماد اتساق الحالة وعدم الكتابة المتكررة خلال عملية التنفيذ المتوازي.
التنفيذ غير المتزامن وآلية الاستدعاء
ميغا إيث مبنية على نموذج البرمجة غير المتزامنة، مشابه لنموذج الممثل في نقل الرسائل غير المتزامنة، وتحل مشكلة الاستدعاءات التسلسلية في EVM التقليدي. استدعاء العقد غير متزامن، عندما يتم استدعاء العقد A -\u003e B -\u003e C، يتم تحويل كل استدعاء إلى استدعاء غير متزامن، دون الحاجة إلى الانتظار بشكل متزامن؛ يتم توسيع مكدس الاستدعاءات إلى رسم بياني للاستدعاءات غير المتزامنة؛ معالجة المعاملات = استعراض الرسم البياني غير المتزامن + تحديد الاعتماد + جدولة متوازية.
باختصار، يكسر MegaETH نموذج الآلة الحالة أحادية الخيط التقليدي EVM، من خلال تحقيق تغليف الميكرو فيرتشوال ماشين على أساس الحسابات، وإدارة المعاملات عبر رسم اعتماد الحالة، واستبدال مكدس الاستدعاء المتزامن بآلية الرسائل غير المتزامنة. إنه منصة حوسبة متوازية مصممة من كل الزوايا "بنية الحسابات → بنية الجدولة → سير التنفيذ"، مما يوفر فكرة جديدة على مستوى النموذج لبناء أنظمة عالية الأداء من الجيل التالي على السلسلة.
اختارت MegaETH مسار إعادة البناء: تفكيك الحسابات والعقود بشكل كامل إلى VM مستقل، من خلال جدولة التنفيذ غير المتزامن لتحرير أقصى إمكانات التوازي. نظريًا، فإن الحد الأقصى للتوازي في MegaETH أعلى، لكنه أيضًا أكثر صعوبة في السيطرة على التعقيد، وهو أشبه بنظام تشغيل موزع فائق تحت فكرة الإيثيريوم.
تختلف فلسفة تصميم كل من Monad و MegaETH بشكل كبير عن التقسيم: يقوم التقسيم بتقسيم سلسلة الكتل أفقيًا إلى عدة سلاسل فرعية مستقلة، حيث تتحمل كل سلسلة فرعية جزءًا من المعاملات والحالة، مما يكسر قيود السلسلة الواحدة في التوسع على مستوى الشبكة؛ بينما يحتفظ كل من Monad و MegaETH بسلامة السلسلة الواحدة، حيث يتم التوسع أفقيًا فقط في طبقة التنفيذ، مع كسر أداء التنفيذ المتوازي بشكل حد داخليًا في السلسلة الواحدة. يمثل الاثنان اتجاهين مختلفين في مسار توسيع سلسلة الكتل: التعزيز العمودي والتوسع الأفقي.
تركز مشاريع الحوسبة المتوازية مثل Monad و MegaETH بشكل أساسي على تحسين مسارات الإنتاجية، بهدف أساسي هو زيادة TPS داخل السلسلة، من خلال التنفيذ المتأخر وبنية الميكرو-آلة الافتراضية لتحقيق المعالجة المتوازية على مستوى المعاملات أو الحسابات. بينما تُعتبر شبكة Pharos شبكة بلوك تشين من المستوى 1، متكاملة، ومتوازية، حيث يُعرف آلية الحوسبة المتوازية الأساسية باسم "شبكة Rollup". تدعم هذه البنية العمل المشترك بين الشبكة الرئيسية والشبكات المعالجة الخاصة، وتدعم بيئات متعددة للآلات الافتراضية، وتدمج تقنيات متقدمة مثل الإثباتات الصفرية والبيئات التنفيذية الموثوقة.
تحليل آلية الحساب المتوازي ل Rollup Mesh:
معالجة خط الأنابيب غير المتزامن خلال دورة الحياة الكاملة: تفصل Pharos بين المراحل المختلفة للصفقة، وتستخدم طريقة المعالجة غير المتزامنة، مما يسمح لكل مرحلة بالتقدم بشكل مستقل ومتوازي، وبالتالي تحسين كفاءة المعالجة الكلية.
تنفيذ مزدوج للآلة الافتراضية: تدعم Pharos بيئتين للآلة الافتراضية EVM و WASM، مما يسمح للمطورين باختيار بيئة التنفيذ المناسبة حسب الحاجة. لا تعمل هذه البنية المزدوجة للآلة الافتراضية على تحسين مرونة النظام فحسب، بل تعزز أيضًا من قدرة معالجة المعاملات من خلال التنفيذ المتوازي.
الشبكات المعالجة الخاصة: تعتبر SPNs مكونًا أساسيًا في بنية Pharos، تشبه الشبكات الفرعية المعيارية، ومخصصة لمعالجة أنواع معينة من المهام أو التطبيقات. من خلال SPNs، يمكن لـ Pharos تحقيق تخصيص الموارد الديناميكي ومعالجة المهام بشكل متوازي، مما يعزز بشكل أكبر قابلية توسيع النظام وأدائه.
آلية الإجماع القابلة للتجزئة وآلية إعادة الرهن: قدمت Pharos آلية إجماع مرنة تدعم نماذج إجماع متعددة، ومن خلال بروتوكول إعادة الرهن، تحقق المشاركة الآمنة والموارد بين الشبكة الرئيسية و SPNs.
علاوة على ذلك، قامت Pharos من خلال شجرة Merkle متعددة الإصدارات، والترميز التفاضلي، وعنوان الإصدارات، وتقنية الغمر ADS، بإعادة بناء نموذج التنفيذ من أسفل محرك التخزين، وطرحت محرك التخزين عالي الأداء Pharos Store القائم على blockchain الأصلي، مما يحقق قدرة معالجة على السلسلة عالية الإنتاجية، وانخفاض التأخير، وقوة التحقق.
بشكل عام، يحقق هيكل Rollup Mesh الخاص بـ Pharos من خلال التصميم المعياري وآلية المعالجة غير المتزامنة قدرة عالية على الحوسبة المتوازية. يعمل Pharos كمنسق جدولة عبر Rollup المتوازية، وليس كمحسن تنفيذ "داخل السلسلة"، بل يتحمل المهام التنفيذية المخصصة غير المتجانسة من خلال SPNs.
![خريطة بانورامية لمجال حسابات Web3 المتوازية: ما هو أفضل حل للتوسع الأصلي؟](