虛擬機執行層的創新：並行EVM技術

EVM與Solidity

智能合約開發是區塊鏈工程師的基本技能。雖然可以使用Solidity等高級語言編寫合約邏輯,但EVM無法直接執行這些代碼。需要將其編譯成虛擬機可理解的低級操作碼。現有工具可自動完成這一轉換過程,簡化了開發工作。

盡管轉換會帶來一些開銷,但熟悉底層編碼的工程師可以直接使用操作碼在Solidity中編寫程序,以實現最高效率並降低gas成本。例如,某知名NFT交易協議就大量採用內聯匯編來最小化用戶的gas開銷。

EVM性能差異

EVM作爲執行層,是智能合約操作碼最終執行的場所。EVM定義的字節碼已成爲行業標準,使開發者能夠在多個兼容網路上高效部署合約。

雖然遵循相同的字節碼標準,但不同EVM實現可能存在很大差異。例如,某知名客戶端使用Go語言實現EVM,而另一個團隊則維護C++版本。這種多樣性爲工程優化和定制實現提供了可能。

並行EVM技術

歷史上,區塊鏈社區主要關注共識算法創新,一些知名項目更因共識機制而聞名。但高性能區塊鏈需要同時創新共識算法和優化執行層。僅改進共識算法的EVM區塊鏈往往需要更強大的節點配置來提升性能。

大多數區塊鏈系統仍採用順序執行交易的方式,類似單核CPU。轉向多核CPU並行虛擬機可以同時處理多筆交易,大大提高吞吐量。但這也帶來了工程挑戰,如處理並發交易對同一合約的寫入衝突。

並行EVM的創新

並行EVM代表了一系列執行層優化創新,主要包括:

• 並行交易執行:採用樂觀並行執行算法,允許多個交易同時處理。
• 延遲執行:將交易執行推遲到獨立通道,最大化利用區塊時間。
• 自定義狀態數據庫:優化狀態存儲和訪問,提高執行速度。
• 高性能共識機制:改進現有共識算法,提升大規模分布式操作能力。

技術挑戰

並行執行引入了潛在的狀態衝突問題,需要仔細設計衝突檢測和解決機制。各團隊通常還需重新設計狀態數據庫並開發兼容的共識算法。

長期工程價值捕獲和節點去中心化也是並行EVM面臨的挑戰。快速生態系統發展將是保持競爭優勢的關鍵。

並行EVM格局

目前並行EVM項目主要包括幾類:

1. 通過技術升級支持並行執行的EVM兼容Layer 1網路
2. 從一開始就採用並行執行的EVM兼容Layer 1網路
3. 採用非EVM並行執行技術的Layer網路

代表性項目

• Monad:領先的並行EVM項目,目標達到10,000 TPS。
• Sei:推出並行EVM網路Sei V2,TPS提升至12,500。
• Artela:通過EVM++雙虛擬機增強執行層。
• Canto:引入Cyclone Stack計劃開發並行EVM技術。
• Neon:基於Solana的EVM兼容性解決方案。
• Eclipse:將Solana虛擬機引入以太坊Layer。
• Lumio:模塊化VM Layer網路,支持多種高性能虛擬機。

總結

並行EVM等執行層創新爲提高區塊鏈性能和可擴展性提供了有前景的解決方案。這些技術的發展將推動區塊鏈生態系統進一步進步,支持更廣泛的應用場景。