استكشاف تكنولوجيا EVM المتوازية وتحليل النظام البيئي

أساسيات EVM والفروق في الأداء

تعتبر EVM كطبقة تنفيذ للإيثريوم، وهي مسؤولة عن معالجة تعليمات العقود الذكية. على الرغم من أن معيار EVM موحد، إلا أن هناك اختلافات ملحوظة بين التنفيذات المختلفة. على سبيل المثال، يستخدم عميل Geth الخاص بالإيثريوم لغة Go لتنفيذ EVM، بينما يحافظ فريق Ipsilon على نسخة C++. توفر هذه التنوع مساحة لتحسينات هندسية وتنفيذات مخصصة.

! الغوص العميق في EVM الموازي ونظامه البيئي

متطلبات المعالجة المتوازية

تستخدم معظم أنظمة blockchain تنفيذ المعاملات بشكل متسلسل، مشابه لوحدة المعالجة المركزية أحادية النواة. على الرغم من أن هذه الطريقة البسيطة تقلل من تعقيد النظام، إلا أنها تواجه صعوبة في دعم قاعدة مستخدمين كبيرة. يمكن أن يؤدي التحول إلى نمط آلة افتراضية متعددة النوى المتوازية إلى معالجة معاملات متعددة في نفس الوقت، مما يزيد بشكل كبير من الإنتاجية. ومع ذلك، فإن التنفيذ المتوازي يجلب أيضًا بعض التحديات الهندسية، مثل التعامل مع تعارضات الكتابة على نفس العقد الذكي من المعاملات المتزامنة.

ابتكار EVM المتوازي

يمثل EVM المتوازي مجموعة من الابتكارات التي تهدف إلى تحسين طبقة تنفيذ blockchain. على سبيل المثال، تشمل الابتكارات الرئيسية لمشروع معين:

• تنفيذ المعاملات المتوازية: يعتمد على خوارزمية التنفيذ المتوازي المتفائلة، مما يسمح بمعالجة عدة معاملات في وقت واحد.
• تأجيل التنفيذ: تأجيل تنفيذ المعاملات في آلية الإجماع، لتعظيم استخدام وقت الكتلة.
• قاعدة بيانات الحالة المخصصة: تحسين تخزين الحالة والوصول إليها من خلال تخزين شجرة ميركل مباشرة على SSD.
• آلية توافق عالية الأداء: تحسين آلية توافق HotStuff، تدعم مزامنة مئات من العقد الموزعة عالميًا.

التحديات التقنية لـ EVM المتوازية

أدخل التنفيذ المتوازي صراعات الحالة المحتملة، مما يتطلب إجراء فحوصات للصراعات قبل التنفيذ أو بعده. على سبيل المثال، عندما تتفاعل العديد من المعاملات المتوازية مع نفس العقد الذكي، هناك حاجة إلى آلية دقيقة للكشف عن الصراعات وحلها. بالإضافة إلى ذلك، تحتاج مشاريع EVM المتوازية عادةً إلى إعادة تصميم قاعدة بيانات الحالة لتعزيز أداء القراءة والكتابة، وتطوير خوارزمية توافق متوافقة.

! الغوص العميق في EVM الموازي ونظامه البيئي

هيكل EVM المتوازي

تشمل مشهد EVM المتوازي الحالي العديد من سلاسل الكتل Layer 1 وحلول Layer 2. هناك ثلاثة أنواع رئيسية:

1. شبكة Layer 1 المتوافقة مع EVM التي تدعم التنفيذ المتوازي من خلال ترقية تقنية
2. شبكة Layer 1 المتوافقة مع EVM التي تستخدم تقنية التنفيذ المتوازي منذ البداية
3. شبكة Layer 2 التي تستخدم تقنية التنفيذ المتوازي غير EVM

المشاريع التمثيلية

مشروع A

يهدف المشروع إلى حل مشكلة قابلية التوسع في EVM التقليدي من خلال تحسين التنفيذ المتوازي وعمارة الأنابيب، والهدف هو الوصول إلى 10,000 TPS. أكمل المشروع تمويلًا كبيرًا، ليصبح حتى الآن المشروع المعتمد على EVM المتوازي الذي حصل على أكبر تمويل وأعلى تقييم. يتضمن فريق المؤسسين أعضاء مخضرمين من مؤسسات تداول مشهورة. تم إطلاق الشبكة الداخلية للاختبار، ومن المتوقع أن تفتح للجمهور في غضون عدة أشهر.

مشروع ب

كانت الشبكة Layer 1 في البداية تركز على التداول، ثم تم ترقيتها بالكامل لتصبح EVM عالية الأداء ومتوازية، مما زاد من TPS إلى 12,500. تم إطلاق شبكة الاختبار EVM المتوازية، وتدعم نقل تطبيقات EVM بنقرة واحدة. كما أطلق المشروع إطاراً مفتوح المصدر يدعم تقنيات المعالجة المتوازية لشبكات Layer 2 وRollup.

مشروع C

يهدف المشروع إلى تحسين أداء سلسلة الكتل EVM وكفاءة تنفيذ الشبكة من خلال بناء نظام مزدوج للآلة الافتراضية EVM++(EVM + WASM). يأتي الفريق الأساسي من مشروع معروف في سلسلة الكتل. تم إطلاق الشبكة العامة، وتم بدء خطة تحفيز النظام البيئي.

مشروع D

شبكة Layer 1 المتوافقة مع EVM المبنية على Cosmos SDK، مصممة خصيصًا لتطبيقات DeFi. أعلن المشروع عن خطط تطوير لإدخال تقنية التنفيذ المتوازي لـ EVM لتحسين أداء الشبكة.

مشروع E

EVM المتوازي المبني على سلسلة الكتل العامة عالية الأداء هو أول حل للتوافق مع EVM على تلك السلسلة. يدعم مطوري Solidity و Vyper نشر DApp بنقرة واحدة، للاستمتاع بسعة عالية وتكاليف غاز منخفضة. يقوم هذا المشروع بتغليف معاملات شبكة EVM كتنفيذ معاملات سلسلة الكتل الأساسية، بمعدل TPS يتجاوز 2000.

مشروع F

حلول Rollup Layer 2 المعيارية المدعومة من آلة افتراضية لسلسلة عامة معينة. يتم تسوية بيانات المعاملات على Ethereum، باستخدام ETH كغاز، ولكن طبقة التنفيذ تعمل في بيئة آلة افتراضية لهذه السلسلة العامة. أكمل المشروع تمويلًا كبيرًا، وسيتم فتح الشبكة الرئيسية قريبًا للمطورين.

مشروع G

شبكة Layer 2 المودولارية المبنية على OP Stack، وهي جزء من سلسلة Optimism الفائقة. تهدف إلى إدخال آلات افتراضية عالية الأداء ( مثل Aptos VM وMove VM وSolana VM ) إلى الشبكات Layer 2 الرئيسية الموجودة على الإيثيريوم والبيتكوين. تدعم استخدام الإيثيريوم أو البيتكوين كطبقة تسوية، بينما يمكن استخدام مجموعة متنوعة من الآلات الافتراضية المتوازية كطبقة تنفيذ.

الاستنتاج

تقدم الابتكارات مثل EVM المتوازي حلولاً واعدة لزيادة قدرة وفعالية البلوك تشين، مما يعزز قابلية التوسع لدعم قاعدة مستخدمين أوسع. ستشكل هذه التطورات والتنفيذات مستقبل نظام البلوك تشين، مما يدفع بمزيد من التقدم والتطبيقات في هذا المجال.

! الغوص العميق في EVM الموازي ونظامه البيئي