Tecnología EVM en paralelo: una nueva dirección para mejorar el rendimiento de la Cadena de bloques

EVM y desarrollo de contratos inteligentes

El desarrollo de contratos inteligentes es una habilidad básica para los ingenieros de Cadena de bloques. Aunque los desarrolladores suelen escribir contratos en lenguajes de alto nivel como Solidity, la máquina virtual de Ethereum (EVM) solo puede ejecutar operaciones de código bajo o bytecode. Por lo tanto, es necesario compilar el código de alto nivel en un formato comprensible para la EVM. Algunas herramientas pueden completar automáticamente este proceso de conversión, simplificando el flujo de desarrollo.

A pesar de que la compilación conlleva ciertos gastos, los ingenieros que están familiarizados con las operaciones subyacentes pueden escribir lógica directamente con códigos de operación para obtener la máxima eficiencia y reducir el consumo de gas. Por ejemplo, el protocolo de una conocida plataforma de intercambio de NFT utiliza ampliamente ensamblador en línea para optimizar los costos de gas de los usuarios.

Estándares y implementación de EVM

EVM como "capa de ejecución" es el lugar donde se ejecutan finalmente los contratos inteligentes. El bytecode definido por EVM se ha convertido en un estándar de la industria, esta compatibilidad permite a los desarrolladores desplegar contratos de manera eficiente en múltiples redes.

Aunque siguen el mismo estándar de código de bytes, la implementación específica de EVM puede variar mucho. Por ejemplo, un cliente de Ethereum implementó EVM en lenguaje Go, mientras que otro equipo de la Fundación Ethereum mantiene la versión en C++. Esta diversidad ofrece espacio para diferentes optimizaciones y personalizaciones.

Demanda de tecnología EVM en paralelo

Las cadenas de bloques tradicionales se centran principalmente en la innovación de algoritmos de consenso, mientras que las mejoras en la capa de ejecución a menudo se pasan por alto. Sin embargo, en realidad, una cadena de bloques de alto rendimiento necesita innovar simultáneamente en consenso y ejecución. Las cadenas EVM que solo optimizan el consenso a menudo requieren hardware más potente para mejorar el rendimiento.

La mayoría de los sistemas de Cadena de bloques ejecutan transacciones en secuencia, similar a una CPU de un solo núcleo. Este enfoque es simple pero difícil de escalar. Pasar a un procesamiento paralelo permite manejar múltiples transacciones simultáneamente, aumentando significativamente el rendimiento. Por supuesto, la ejecución paralela también trae nuevos desafíos de ingeniería, como manejar conflictos de escritura en transacciones concurrentes sobre el mismo contrato.

Innovación de EVM paralela

EVM paralelo representa una serie de innovaciones que optimizan la capa de ejecución de la Cadena de bloques. Tomando como ejemplo un proyecto, sus innovaciones clave incluyen:

• Ejecución de transacciones en paralelo: se utiliza un algoritmo optimista en paralelo, que permite que múltiples transacciones se procesen al mismo tiempo.
• Ejecución diferida: retrasar la ejecución de la transacción a un canal independiente, maximizando el uso del tiempo de Bloquear.
• Base de datos de estado personalizada: optimizar el almacenamiento y acceso al estado, mejorar la eficiencia de ejecución.
• Mecanismo de consenso de alto rendimiento: mejora del algoritmo de consenso, soporta operaciones distribuidas a gran escala.

Desafíos técnicos del EVM en paralelo

La ejecución en paralelo introduce conflictos de estado potenciales, que requieren detección y resolución de conflictos. Además, los equipos a menudo necesitan rediseñar la base de datos de estado para mejorar el rendimiento de lectura y escritura, y desarrollar algoritmos de consenso compatibles.

Los dos principales desafíos que enfrenta el EVM paralelo son: 1) la dificultad de capturar el valor de ingeniería a largo plazo, y el riesgo de ser absorbido por otros proyectos; 2) el problema de la centralización de nodos, que requiere un equilibrio entre la descentralización y el rendimiento.

Visión general del proyecto EVM en paralelo

Actualmente, los proyectos EVM paralelos se dividen en tres categorías:

1. A través de la actualización, se apoya la ejecución paralela en redes Layer 1 compatibles con EVM.
2. Red Layer 1 compatible con EVM que admite la ejecución paralela de forma nativa
3. Red de Layer 2 que utiliza tecnología de paralelismo no EVM

Los proyectos principales incluyen:

• Cierto proyecto: tiene como objetivo optimizar EVM a través de la ejecución paralela y la arquitectura de tuberías, con la meta de alcanzar 10,000 TPS.
• Cadena de bloques: se actualiza a EVM paralelo de alto rendimiento, el TPS se eleva a 12,500.
• Un proyecto de máquina virtual dual: admite la ejecución paralela a través de EVM++.
• Algunas cadenas EVM de Cosmos: planean introducir tecnología EVM paralela.
• Una solución EVM en Solana: lograr compatibilidad EVM en Solana, con TPS superior a 2,000.
• Ciertas SVM en el proyecto Ethereum: introducir Solana VM en la Capa 2 de Ethereum.
• Capa 2 de VM modular: soporta múltiples VM de alto rendimiento como capa de ejecución.

Resumen

Las innovaciones en las capas de ejecución como EVM en paralelo ofrecen nuevas direcciones para mejorar el rendimiento y la escalabilidad de la Cadena de bloques. El desarrollo de estas tecnologías impulsará el crecimiento del ecosistema de la Cadena de bloques, apoyando una gama más amplia de escenarios de aplicación.