Інновації в шарі виконання віртуальної машини: технологія паралельного EVM

EVM проти Solidity

Розробка смарт-контрактів є базовою навичкою блокчейн-інженера. Хоча для написання логіки контракту можна використовувати такі високорівневі мови, як Solidity, EVM не може безпосередньо виконувати цей код. Його потрібно скомпілювати в низькорівневі операційні коди, зрозумілі віртуальній машині. Існуючі інструменти можуть автоматично виконати цей процес перетворення, спростивши розробку.

Хоча конверсія може мати деякі витрати, інженери, які знайомі з базовим кодуванням, можуть безпосередньо використовувати операційні коди для написання програм у Solidity, щоб досягти максимальної ефективності та знизити витрати на газ. Наприклад, один відомий протокол торгівлі NFT широко використовує вбудовану асемблер, щоб мінімізувати витрати на газ для користувачів.

Різниця в продуктивності EVM

EVM як виконавчий шар, є місцем остаточного виконання операційних кодів розумного контракту. Байт-код, визначений EVM, став галузевим стандартом, що дозволяє розробникам ефективно розгортати контракти на кількох сумісних мережах.

Хоча вони дотримуються одного й того ж стандарту байт-коду, різні реалізації EVM можуть суттєво відрізнятися. Наприклад, один відомий клієнт реалізує EVM на мові Go, тоді як інша команда підтримує версію на C++. Ця різноманітність надає можливості для оптимізації інженерії та індивідуальних реалізацій.

Паралельна EVM технологія

В історії, спільнота блокчейн в основному зосереджувалася на інноваціях у механізмах консенсусу, деякі відомі проекти стали відомими саме завдяки своїм механізмам консенсусу. Проте, для високопродуктивного блокчейну необхідно одночасно інновувати механізми консенсусу та оптимізувати виконувальний рівень. Блокчейни EVM, які лише вдосконалюють механізм консенсусу, часто потребують більш потужних конфігурацій вузлів для підвищення продуктивності.

Більшість блокчейн-систем все ще використовують послідовне виконання транзакцій, схоже на одноядерний ЦП. Перехід на багатоядерний ЦП та паралельну віртуальну машину може одночасно обробляти кілька транзакцій, що значно підвищує пропускну здатність. Але це також викликає інженерні виклики, такі як обробка конфліктів запису для одночасних транзакцій до одного контракту.

Інновації паралельного EVM

Паралельний EVM представляє собою ряд інновацій в оптимізації виконання, основними з яких є:

• Паралельне виконання транзакцій: використовується оптимістичний алгоритм паралельного виконання, що дозволяє обробляти кілька транзакцій одночасно.
• Затримка виконання: відкласти виконання угоди до незалежного каналу, максимізуючи використання блочного часу.
• Кастомізована база даних стану: оптимізація зберігання та доступу до стану, підвищення швидкості виконання.
• Високопродуктивний механізм консенсусу: покращення існуючих алгоритмів консенсусу, підвищення можливостей масових розподілених операцій.

Технічні виклики

Паралельне виконання впроваджує потенційні проблеми зі станом конфлікту, що вимагає ретельного проектування механізмів виявлення та вирішення конфліктів. Командам зазвичай також потрібно перепроектувати базу даних станів і розробити сумісний алгоритм консенсусу.

Довгострокове захоплення вартості проекту та децентралізація вузлів також є викликами, з якими стикається паралельний EVM. Швидкий розвиток екосистеми буде ключовим для збереження конкурентної переваги.

Паралельна архітектура EVM

В даний час основні проекти паралельного EVM включають кілька категорій:

1. Підтримка паралельного виконання в EVM-сумісній Layer 1 мережі за допомогою технологічних оновлень
2. Спочатку використовуйте паралельне виконання в EVM-сумісній Layer 1 мережі
3. Використання технології паралельного виконання не-EVM у мережі Layer 2

Представницькі проекти

• Monad: провідний проект EVM з паралельною обробкою, мета - досягти 10 000 TPS.
• Sei: запустила паралельну мережу EVM Sei V2, TPS підвищено до 12 500.
• Artela: Посилений виконавчий рівень за допомогою EVM++ двох Віртуальних машин.
• Canto: Впровадження плану Cyclone Stack для розробки паралельних технологій EVM.
• Neon: рішення сумісності EVM на основі Solana.
• Eclipse: впровадження віртуальної машини Solana в Ethereum Layer 2.
• Lumio: модульна Віртуальна машина Layer 2 мережа, що підтримує різноманітні високопродуктивні віртуальні машини.

Підсумок

Паралельні інновації виконувального шару EVM забезпечують перспективні рішення для підвищення продуктивності та масштабованості блокчейну. Розвиток цих технологій сприятиме подальшому прогресу екосистеми блокчейн, підтримуючи більш широкі сценарії використання.