Bản đồ toàn cảnh đường đua tính toán song song Web3: Giải pháp mở rộng bản địa tốt nhất?
Tam giác "không thể" của blockchain "độ an toàn", "phi tập trung", "khả năng mở rộng" tiết lộ sự đánh đổi bản chất trong thiết kế hệ thống blockchain, tức là các dự án blockchain khó có thể đạt được "an toàn tối đa, mọi người đều có thể tham gia, xử lý nhanh chóng" đồng thời. Đối với chủ đề vĩnh cửu "khả năng mở rộng", hiện tại các giải pháp mở rộng blockchain chủ đạo trên thị trường được phân loại theo các mô hình, bao gồm:
Thực hiện mở rộng nâng cao: Nâng cao khả năng thực thi tại chỗ, chẳng hạn như song song, GPU, đa nhân
Mở rộng cách ly trạng thái: phân tách trạng thái ngang / Shard, ví dụ như phân mảnh, UTXO, nhiều mạng con
Mở rộng kiểu gia công ngoài chuỗi: đưa việc thực thi ra ngoài chuỗi, chẳng hạn như Rollup, Coprocessor, DA
Kiến trúc mở rộng kiểu tách rời cấu trúc: mô-đun kiến trúc, vận hành hợp tác, ví dụ như chuỗi mô-đun, bộ sắp xếp chia sẻ, Rollup Mesh
Mở rộng đồng thời không đồng bộ: Mô hình Actor, cách ly quy trình, điều khiển bằng tin nhắn, ví dụ như tác nhân, chuỗi bất 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, cấu trúc, là một hệ thống mở rộng hoàn chỉnh "hợp tác đa lớp, kết hợp mô-đun". Bài viết này sẽ tập trung giới thiệu phương thức mở rộng chủ yếu là tính toán song song.
Tính toán song song trong chuỗi (intra-chain parallelism), tập trung vào việc thực hiện song song các giao dịch / chỉ lệnh bên trong khối. Dựa trên cơ chế song song, cách 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, lần lượt kích thước hạt song song ngày càng nhỏ, cường độ song song ngày càng cao, độ phức tạp của việc lập lịch cũng ngày càng cao, độ phức tạp lập trình và độ khó thực hiện cũng ngày càng cao.
Song song cấp tài khoản: đại diện cho dự án Solana
Song song đối tượng: đại diện cho dự án Sui
Song song cấp giao dịch: Đại diện cho dự án Monad, Aptos
Gọi cấp / VM vi mô song song: Đại diện cho dự án MegaETH
Song song ở cấp độ mệnh lệnh: Đại diện cho dự án GatlingX
Mô hình đồng thời bất đồng bộ ngoài chuỗi, đại diện bởi hệ thống tác nhân (Actor), thuộc một loại hình tính toán song song khác, như một hệ thống tin nhắn liên chuỗi / bất đồng bộ, mỗi tác nhân (Agent) hoạt động như một "tiến trình thông minh" độc lập, với cách thức không đồng bộ của tin nhắn, sự kiện, không cần lập lịch đồng bộ, các dự án đại diện bao gồm AO, ICP, Cartesi, v.v.
Còn các giải pháp mở rộng mà chúng ta quen thuộc như Rollup hoặc phân đoạn thuộc về cơ chế đồng thời cấp hệ thống, không thuộc về tính toán đồng thời trong chuỗi. Chúng thực hiện mở rộng bằng cách "chạy song song nhiều chuỗi / miền thực thi" thay vì nâng cao độ đồng thời bên trong một khối / máy ảo. Các giải pháp mở rộng này không phải là trọng tâm của bài viết này, nhưng chúng ta vẫn sẽ sử dụng chúng để so sánh sự tương đồng về khái niệm kiến trúc.
Hai, Chuỗi tăng cường song song EVM: Đột phá ranh giới hiệu suất trong sự tương thích
Kiến trúc xử lý tuần tự của Ethereum đã phát triển đến nay, trải qua nhiều lần thử nghiệm mở rộng như phân đoạn, Rollup, kiến trúc mô-đun, nhưng nút thắt về khả năng xử lý của tầng thực thi vẫn chưa được đột phá căn bản. Tuy nhiên, EVM và Solidity vẫn là nền tảng hợp đồng thông minh có cơ sở phát triển và tiềm năng sinh thái lớn nhất hiện nay. Do đó, chuỗi tăng cường song song EVM như một con đường quan trọng để cân bằng tính tương thích sinh thái và cải thiện hiệu suất thực thi, đang trở thành một hướng đi quan trọng cho sự tiến hóa mở rộng mới. 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 cho các tình huống có độ trễ thực thi và phân tích trạng thái, nhằm hướng tới khả năng xử lý đồng thời cao và thông lượng lớn.
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, dựa trên khái niệm song song cơ bản của xử lý theo ống, thực hiện đồng thuận không đồng bộ ở tầng đồng thuận và thực hiện đồng thời lạc quan ở tầng thực hiện. Ngoài ra, ở tầng đồng thuận và lưu trữ, Monad lần lượt giới thiệu giao thức BFT hiệu suất cao và hệ thống cơ sở dữ liệu chuyên dụng, thực hiện tối ưu hóa từ đầu đến cuối.
Pipelining: Cơ chế thực thi song song nhiều giai đoạn
Pipelining là nguyên lý cơ bản của việc thực thi song song trong Monad, ý tưởng cốt lõi là chia quy trình thực thi của blockchain thành nhiều giai đoạn độc lập và xử lý các giai đoạn này đồng thời, hình thành cấu trúc ống dẫn ba chiều, mỗi giai đoạn chạy trên các luồng hoặc nhân độc lập, thực hiện xử lý đồng thời giữa các khối, cuối cùng đạt được hiệu quả nâng cao thông lượng và giảm độ trễ. Các giai đoạn này bao gồm: đề xuất giao dịch, đạt được đồng thuận, thực thi giao dịch và nộp khối.
Thực thi bất đồng bộ: Đồng thuận - Thực thi giải tách 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 nghiêm trọng hạn chế khả năng mở rộng hiệu suất. Monad đạt được sự đồng thuận bất đồng bộ qua "thực thi bất đồng bộ", cho phép lớp đồng thuận, lớp thực thi và lưu trữ hoạt động một cách bất đồng bộ. Điều này đã giảm đáng kể thời gian khối và độ trễ xác nhận, làm cho hệ thống linh hoạt hơn, quy trình xử lý tinh vi hơn và tỷ lệ sử dụng tài nguyên cao hơn.
Thiết kế cốt lõi:
Quy trình đồng thuận chỉ chịu trách nhiệm sắp xếp giao dịch, không thực thi logic hợp đồng.
Quá trình thực thi được kích hoạt không đồng bộ sau khi hoàn thành đồng thuận.
Ngay sau khi hoàn thành sự đồng thuận, ngay lập tức vào quy trình đồng thuận của khối tiếp theo, không cần chờ đợi hoàn thành thực hiện.
Thực thi song song lạc quan:乐观并行执行
Ethereum truyền thống sử dụng mô hình tuần tự nghiêm ngặt cho việc thực hiện giao dịch để tránh xung đột trạng thái. Trong khi đó, Monad áp dụng chiến lược "thực hiện song song lạc quan", giúp tăng tốc độ xử lý giao dịch đáng kể.
Cơ chế thực hiện:
Monad sẽ thực hiện song song tất cả các giao dịch một cách lạc quan, giả định rằng phần lớn các giao dịch không có xung đột trạng thái.
Chạy một "trình phát hiện xung đột" để theo dõi xem liệu các giao dịch có truy cập vào cùng một trạng thái hay không.
Nếu phát hiện xung đột, giao dịch xung đột sẽ được tuần tự hóa và thực thi lại để đảm bảo tính chính xác của trạng thái.
Monad đã chọn con đường tương thích: giảm thiểu thay đổi quy tắc EVM, trong quá trình thực thi thông qua việc hoãn ghi trạng thái, phát hiện xung đột động để đạt được sự song song, giống như Ethereum phiên bản hiệu suất, độ trưởng thành tốt dễ dàng thực hiện việc di chuyển 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 song song hiệu suất cao tương thích với EVM theo mô-đun, có thể hoạt động như một chuỗi công khai L1 độc lập, cũng như một lớp tăng cường thực thi hoặc thành phần mô-đun trên Ethereum. Mục tiêu thiết kế cốt lõi của nó là tách biệt và cấu trúc 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 khả năng phản hồi độ trễ thấp. Sự đổi mới then chốt mà MegaETH đề xuất là: Kiến trúc Micro-VM + State Dependency DAG và cơ chế đồng bộ hóa mô-đun, cùng nhau xây dựng một hệ thống thực thi song song hướng tới "chuỗi luồng hóa".
Kiến trúc Micro-VM: Tài khoản chính là luồng
MegaETH giới thiệu mô hình thực thi "một máy ảo vi mô 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 máy ảo này giao tiếp với nhau thông qua thông điệp bất đồng bộ, thay vì gọi đồng bộ, cho phép nhiều máy ảo thực thi độc lập, lưu trữ độc lập, một cách 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 duy trì một đồ thị phụ thuộc toàn cầu theo thời gian thực, mỗi giao dịch sẽ mô hình hóa việc sửa đổi tài khoản nào, đọc tài khoản nào thành mối quan hệ phụ thuộc. Các giao dịch không xung đột có thể được thực hiện song song trực tiếp, các giao dịch có mối quan hệ phụ thuộc sẽ được xếp lịch theo thứ tự topo hoặc bị hoãn lại. Đồ thị phụ thuộc đảm bảo tính nhất quán trạng thái và không ghi lại nhiều lần trong quá trình thực hiện song song.
Thực thi bất đồng bộ và cơ chế callback
MegaETH được xây dựng trên nền tảng lập trình bất đồng bộ, tương tự như mô hình Actor với việc truyền tin bất đồng bộ, giải quyết vấn đề gọi tuần tự truyền thống của EVM. Việc gọi hợp đồng là bất đồng bộ, khi gọi hợp đồng A -\u003e B -\u003e C, mỗi lần gọi đều được bất đồng hóa, không cần phải chờ đợi; ngăn xếp gọi được mở rộng thành đồ thị gọi bất đồng bộ; xử lý giao dịch = duyệt đồ thị bất đồng bộ + phân tích phụ thuộc + lập lịch song song.
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, thông qua đồ thị phụ thuộc trạng thái để lập lịch giao dịch, và thay thế ngăn xếp gọi đồng bộ bằng cơ chế thông điệp 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 cách tiếp cận mới cấp độ mẫu cho việc xây dựng hệ thống chuỗi 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 lập lịch thực thi 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 quan điểm của Ethereum.
Cả Monad và MegaETH đều có thiết kế khác biệt so với phân đoạn: phân đoạn chia blockchain thành nhiều chuỗi con độc lập, mỗi chuỗi con chịu trách nhiệm cho một phần giao dịch và trạng thái, phá vỡ giới hạn của chuỗi đơn trong việc mở rộng cấp độ mạng; trong khi Monad và MegaETH đều giữ nguyên tính toàn vẹn của chuỗi đơn, chỉ mở rộng theo chiều ngang ở lớp 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 củng cố 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 con đường tối ưu hóa thông lượng, nhằm nâng cao TPS trong chuỗi là mục tiêu cốt lõi, thông qua việc thực hiện trì hoãn và kiến trúc máy ảo vi mô để đạt được xử lý song song cấp giao dịch hoặc cấp tài khoản. Trong khi đó, Pharos Network là một mạng lưới blockchain L1 mô-đun, toàn diện và song song, cơ chế tính toán song song cốt lõi của nó được gọi là "Rollup Mesh". Kiến trúc này thông qua sự hợp tác giữa mạng chính và mạng xử lý đặc biệt, hỗ trợ nhiều môi trường máy ảo và tích hợp các công nghệ tiên tiến như chứng minh không kiến thức, môi trường thực thi tin cậy.
Phân tích cơ chế tính toán song song Rollup Mesh:
Xử lý dòng chảy bất đồng bộ trong toàn bộ vòng đời: Pharos tách rời các giai đoạn khác nhau của giao dịch và áp dụng phương pháp xử lý bất đồng bộ, cho phép mỗi giai đoạn có thể thực hiện độc lập và song song, từ đó nâng cao hiệu quả xử lý tổng thể.
Thực thi song song hai máy ảo: 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 đôi 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 là thành phần then chốt trong kiến trúc Pharos, tương tự như các mạng con mô-đun, được thiết kế để xử lý các loại nhiệm vụ hoặc ứng dụng cụ thể. Thông qua SPNs, Pharos có thể thực hiện phân bổ tài nguyên động và xử lý nhiệm vụ song song, từ đó nâng cao khả năng mở rộng và hiệu suất của hệ thống.
Cơ chế đồng thuận mô-đun và tái ký quỹ: Pharos đã giới thiệu cơ chế đồng thuận linh hoạt, hỗ trợ nhiều mô hình đồng thuận, và thông qua giao thức tái ký quỹ để thực hiện chia sẻ an toàn và tích hợp tài nguyên giữa mạng chính và SPNs.
Ngoài ra, Pharos đã tái cấu trúc mô hình thực thi từ tầng lưu trữ bằng cách sử dụng cây Merkle nhiều phiên bản, mã hóa khác biệt, địa chỉ phiên bản và công nghệ hạ tầng ADS, cho ra mắt động cơ lưu trữ hiệu suất cao trên blockchain gốc Pharos Store, đạt được khả năng xử lý trên chuỗi với lưu lượng cao, độ trễ thấp và khả năng xác minh mạnh mẽ.
Nói chung, kiến trúc Rollup Mesh của Pharos đạt được khả năng tính toán song song hiệu suất cao thông qua thiết kế mô-đun và cơ chế xử lý bất đồng bộ, Pharos đóng vai trò là người điều phối lập lịch song song giữa các Rollup, không phải là một bộ tối ưu hóa thực thi «trong chuỗi», mà là thông qua các SPN để thực hiện các nhiệm vụ thực thi tùy chỉnh dị thường.
 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.
20 thích
Phần thưởng
20
9
Đăng lại
Chia sẻ
Bình luận
0/400
GateUser-a606bf0c
· 08-14 19:27
Ôi, còn tệ hơn là trực tiếp ném một máy chủ để tính toán mạnh.
Xem bản gốcTrả lời0
HashRatePhilosopher
· 08-14 00:10
Chủ đề mở rộng mà mọi người thường bàn luận
Xem bản gốcTrả lời0
WalletDoomsDay
· 08-13 15:34
Phân mảnh đã được phân trong nhiều năm rồi, vẫn đứng im tại chỗ.
Xem bản gốcTrả lời0
LayerZeroHero
· 08-12 12:13
Thật tuyệt, cuối cùng cũng có người thảo luận sâu về độ sâu của EVM bottleneck.
Xem bản gốcTrả lời0
SchrodingerPrivateKey
· 08-12 01:17
Tốc độ có thể hy sinh, an toàn của chuỗi chính phải bơm đầy nhé.
Xem bản gốcTrả lời0
PumpingCroissant
· 08-12 01:14
Đề nghị tiếp tục bơm bẫy nhé
Xem bản gốcTrả lời0
FlatTax
· 08-12 01:13
Tính toán on-chain vẫn phải dựa vào sức mạnh cứng.
Xem bản gốcTrả lời0
SerumSqueezer
· 08-12 01:09
Blockchain tam giác ai có thể phá? Lớp lớp sự thật nhìn hoa mắt ～
Xem bản gốcTrả lời0
GasFeeCrybaby
· 08-12 01:06
Điều này đắt quá nhỉ. Khi nào có thể tiết kiệm gas?
Phân tích toàn cảnh tính toán song song Web3: Đột phá hiệu suất từ khả năng tương thích EVM đến kiến trúc dị hình.
Bản đồ toàn cảnh đường đua tính toán song song Web3: Giải pháp mở rộng bản địa tốt nhất?
Tam giác "không thể" của blockchain "độ an toàn", "phi tập trung", "khả năng mở rộng" tiết lộ sự đánh đổi bản chất trong thiết kế hệ thống blockchain, tức là các dự án blockchain khó có thể đạt được "an toàn tối đa, mọi người đều có thể tham gia, xử lý nhanh chóng" đồng thời. Đối với chủ đề vĩnh cửu "khả năng mở rộng", hiện tại các giải pháp mở rộng blockchain chủ đạo 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, cấu trúc, là một hệ thống mở rộng hoàn chỉnh "hợp tác đa lớp, kết hợp mô-đun". Bài viết này sẽ tập trung giới thiệu phương thức mở rộng chủ yếu là tính toán song song.
Tính toán song song trong chuỗi (intra-chain parallelism), tập trung vào việc thực hiện song song các giao dịch / chỉ lệnh bên trong khối. Dựa trên cơ chế song song, cách 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, lần lượt kích thước hạt song song ngày càng nhỏ, cường độ song song ngày càng cao, độ phức tạp của việc lập lịch cũng ngày càng cao, độ phức tạp lập trình và độ khó thực hiện cũng ngày càng cao.
Mô hình đồng thời bất đồng bộ ngoài chuỗi, đại diện bởi hệ thống tác nhân (Actor), thuộc một loại hình tính toán song song khác, như một hệ thống tin nhắn liên chuỗi / bất đồng bộ, mỗi tác nhân (Agent) hoạt động như một "tiến trình thông minh" độc lập, với cách thức không đồng bộ của tin nhắn, sự kiện, không cần lập lịch đồng bộ, các dự án đại diện bao gồm AO, ICP, Cartesi, v.v.
Còn các giải pháp mở rộng mà chúng ta quen thuộc như Rollup hoặc phân đoạn thuộc về cơ chế đồng thời cấp hệ thống, không thuộc về tính toán đồng thời trong chuỗi. Chúng thực hiện mở rộng bằng cách "chạy song song nhiều chuỗi / miền thực thi" thay vì nâng cao độ đồng thời bên trong một khối / máy ảo. Các giải pháp mở rộng này không phải là trọng tâm của bài viết này, nhưng chúng ta vẫn sẽ sử dụng chúng để so sánh sự tương đồng về khái niệm kiến trúc.
Hai, Chuỗi tăng cường song song EVM: Đột phá ranh giới hiệu suất trong sự tương thích
Kiến trúc xử lý tuần tự của Ethereum đã phát triển đến nay, trải qua nhiều lần thử nghiệm mở rộng như phân đoạn, Rollup, kiến trúc mô-đun, nhưng nút thắt về khả năng xử lý của tầng thực thi vẫn chưa được đột phá căn bản. Tuy nhiên, EVM và Solidity vẫn là nền tảng hợp đồng thông minh có cơ sở phát triển và tiềm năng sinh thái lớn nhất hiện nay. Do đó, chuỗi tăng cường song song EVM như một con đường quan trọng để cân bằng tính tương thích sinh thái và cải thiện hiệu suất thực thi, đang trở thành một hướng đi quan trọng cho sự tiến hóa mở rộng mới. 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 cho các tình huống có độ trễ thực thi và phân tích trạng thái, nhằm hướng tới khả năng xử lý đồng thời cao và thông lượng lớn.
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, dựa trên khái niệm song song cơ bản của xử lý theo ống, thực hiện đồng thuận không đồng bộ ở tầng đồng thuận và thực hiện đồng thời lạc quan ở tầng thực hiện. Ngoài ra, ở tầng đồng thuận và lưu trữ, Monad lần lượt giới thiệu giao thức BFT hiệu suất cao và hệ thống cơ sở dữ liệu chuyên dụng, thực hiện tối ưu hóa từ đầu đến cuối.
Pipelining: Cơ chế thực thi song song nhiều giai đoạn
Pipelining là nguyên lý cơ bản của việc thực thi song song trong Monad, ý tưởng cốt lõi là chia quy trình thực thi của blockchain thành nhiều giai đoạn độc lập và xử lý các giai đoạn này đồng thời, hình thành cấu trúc ống dẫn ba chiều, mỗi giai đoạn chạy trên các luồng hoặc nhân độc lập, thực hiện xử lý đồng thời giữa các khối, cuối cùng đạt được hiệu quả nâng cao thông lượng và giảm độ trễ. Các giai đoạn này bao gồm: đề xuất giao dịch, đạt được đồng thuận, thực thi giao dịch và nộp khối.
Thực thi bất đồng bộ: Đồng thuận - Thực thi giải tách 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 nghiêm trọng hạn chế khả năng mở rộng hiệu suất. Monad đạt được sự đồng thuận bất đồng bộ qua "thực thi bất đồng bộ", cho phép lớp đồng thuận, lớp thực thi và lưu trữ hoạt động một cách bất đồng bộ. Điều này đã giảm đáng kể thời gian khối và độ trễ xác nhận, làm cho hệ thống linh hoạt hơn, quy trình xử lý tinh vi hơn và tỷ lệ sử dụng tài nguyên cao hơn.
Thiết kế cốt lõi:
Thực thi song song lạc quan:乐观并行执行
Ethereum truyền thống sử dụng mô hình tuần tự nghiêm ngặt cho việc thực hiện giao dịch để tránh xung đột trạng thái. Trong khi đó, Monad áp dụng chiến lược "thực hiện song song lạc quan", giúp tăng tốc độ xử lý giao dịch đáng kể.
Cơ chế thực hiện:
Monad đã chọn con đường tương thích: giảm thiểu thay đổi quy tắc EVM, trong quá trình thực thi thông qua việc hoãn ghi trạng thái, phát hiện xung đột động để đạt được sự song song, giống như Ethereum phiên bản hiệu suất, độ trưởng thành tốt dễ dàng thực hiện việc di chuyển 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 song song hiệu suất cao tương thích với EVM theo mô-đun, có thể hoạt động như một chuỗi công khai L1 độc lập, cũng như một lớp tăng cường thực thi hoặc thành phần mô-đun trên Ethereum. Mục tiêu thiết kế cốt lõi của nó là tách biệt và cấu trúc 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 khả năng phản hồi độ trễ thấp. Sự đổi mới then chốt mà MegaETH đề xuất là: Kiến trúc Micro-VM + State Dependency DAG và cơ chế đồng bộ hóa mô-đun, cùng nhau xây dựng một hệ thống thực thi song song hướng tới "chuỗi luồng hóa".
Kiến trúc Micro-VM: Tài khoản chính là luồng
MegaETH giới thiệu mô hình thực thi "một máy ảo vi mô 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 máy ảo này giao tiếp với nhau thông qua thông điệp bất đồng bộ, thay vì gọi đồng bộ, cho phép nhiều máy ảo thực thi độc lập, lưu trữ độc lập, một cách 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 duy trì một đồ thị phụ thuộc toàn cầu theo thời gian thực, mỗi giao dịch sẽ mô hình hóa việc sửa đổi tài khoản nào, đọc tài khoản nào thành mối quan hệ phụ thuộc. Các giao dịch không xung đột có thể được thực hiện song song trực tiếp, các giao dịch có mối quan hệ phụ thuộc sẽ được xếp lịch theo thứ tự topo hoặc bị hoãn lại. Đồ thị phụ thuộc đảm bảo tính nhất quán trạng thái và không ghi lại nhiều lần trong quá trình thực hiện song song.
Thực thi bất đồng bộ và cơ chế callback
MegaETH được xây dựng trên nền tảng lập trình bất đồng bộ, tương tự như mô hình Actor với việc truyền tin bất đồng bộ, giải quyết vấn đề gọi tuần tự truyền thống của EVM. Việc gọi hợp đồng là bất đồng bộ, khi gọi hợp đồng A -\u003e B -\u003e C, mỗi lần gọi đều được bất đồng hóa, không cần phải chờ đợi; ngăn xếp gọi được mở rộng thành đồ thị gọi bất đồng bộ; xử lý giao dịch = duyệt đồ thị bất đồng bộ + phân tích phụ thuộc + lập lịch song song.
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, thông qua đồ thị phụ thuộc trạng thái để lập lịch giao dịch, và thay thế ngăn xếp gọi đồng bộ bằng cơ chế thông điệp 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 cách tiếp cận mới cấp độ mẫu cho việc xây dựng hệ thống chuỗi 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 lập lịch thực thi 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 quan điểm của Ethereum.
Cả Monad và MegaETH đều có thiết kế khác biệt so với phân đoạn: phân đoạn chia blockchain thành nhiều chuỗi con độc lập, mỗi chuỗi con chịu trách nhiệm cho một phần giao dịch và trạng thái, phá vỡ giới hạn của chuỗi đơn trong việc mở rộng cấp độ mạng; trong khi Monad và MegaETH đều giữ nguyên tính toàn vẹn của chuỗi đơn, chỉ mở rộng theo chiều ngang ở lớp 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 củng cố 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 con đường tối ưu hóa thông lượng, nhằm nâng cao TPS trong chuỗi là mục tiêu cốt lõi, thông qua việc thực hiện trì hoãn và kiến trúc máy ảo vi mô để đạt được xử lý song song cấp giao dịch hoặc cấp tài khoản. Trong khi đó, Pharos Network là một mạng lưới blockchain L1 mô-đun, toàn diện và song song, cơ chế tính toán song song cốt lõi của nó được gọi là "Rollup Mesh". Kiến trúc này thông qua sự hợp tác giữa mạng chính và mạng xử lý đặc biệt, hỗ trợ nhiều môi trường máy ảo và tích hợp các công nghệ tiên tiến như chứng minh không kiến thức, môi trường thực thi tin cậy.
Phân tích cơ chế tính toán song song Rollup Mesh:
Xử lý dòng chảy bất đồng bộ trong toàn bộ vòng đời: Pharos tách rời các giai đoạn khác nhau của giao dịch và áp dụng phương pháp xử lý bất đồng bộ, cho phép mỗi giai đoạn có thể thực hiện độc lập và song song, từ đó nâng cao hiệu quả xử lý tổng thể.
Thực thi song song hai máy ảo: 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 đôi 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 là thành phần then chốt trong kiến trúc Pharos, tương tự như các mạng con mô-đun, được thiết kế để xử lý các loại nhiệm vụ hoặc ứng dụng cụ thể. Thông qua SPNs, Pharos có thể thực hiện phân bổ tài nguyên động và xử lý nhiệm vụ song song, từ đó nâng cao khả năng mở rộng và hiệu suất của hệ thống.
Cơ chế đồng thuận mô-đun và tái ký quỹ: Pharos đã giới thiệu cơ chế đồng thuận linh hoạt, hỗ trợ nhiều mô hình đồng thuận, và thông qua giao thức tái ký quỹ để thực hiện chia sẻ an toàn và tích hợp tài nguyên giữa mạng chính và SPNs.
Ngoài ra, Pharos đã tái cấu trúc mô hình thực thi từ tầng lưu trữ bằng cách sử dụng cây Merkle nhiều phiên bản, mã hóa khác biệt, địa chỉ phiên bản và công nghệ hạ tầng ADS, cho ra mắt động cơ lưu trữ hiệu suất cao trên blockchain gốc Pharos Store, đạt được khả năng xử lý trên chuỗi với lưu lượng cao, độ trễ thấp và khả năng xác minh mạnh mẽ.
Nói chung, kiến trúc Rollup Mesh của Pharos đạt được khả năng tính toán song song hiệu suất cao thông qua thiết kế mô-đun và cơ chế xử lý bất đồng bộ, Pharos đóng vai trò là người điều phối lập lịch song song giữa các Rollup, không phải là một bộ tối ưu hóa thực thi «trong chuỗi», mà là thông qua các SPN để thực hiện các nhiệm vụ thực thi tùy chỉnh dị thường.
![Bản đồ toàn cảnh trong lĩnh vực tính toán song song Web3: Giải pháp mở rộng gốc tốt nhất?](