並行EVM技術：ブロックチェーン性能を向上させる新しい方向

EVMとスマートコントラクトの開発

スマートコントラクト開発はブロックチェーンエンジニアの基本スキルです。開発者は通常、Solidityなどの高級言語を使用してコントラクトを記述しますが、イーサリアム仮想マシン(EVM)は低レベルのオペコードやバイトコードのみを実行できます。したがって、高級コードをEVMが理解できる形式にコンパイルする必要があります。いくつかのツールは、この変換プロセスを自動的に実行し、開発プロセスを簡素化します。

コンパイルには一定のオーバーヘッドが伴いますが、基盤の操作に精通したエンジニアは、オペコードを直接用いてロジックを記述することで、最高の効率を得てgas消費を削減できます。例えば、ある有名なNFT取引プラットフォームのプロトコルは、ユーザーのgasコストを最適化するためにインラインアセンブリを大量に使用しています。

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EVM規格と実装

EVMは「実行層」として、スマートコントラクトが最終的に実行される場所です。EVMが定義するバイトコードは業界標準となり、この互換性により開発者は複数のネットワーク上で効率的にコントラクトを展開できるようになります。

同じバイトコード標準に従っているにもかかわらず、EVMの具体的な実装には大きな違いがある可能性があります。たとえば、イーサリアムのあるクライアントはGo言語でEVMを実装しており、イーサリアム財団の別のチームはC++バージョンを維持しています。この多様性は、さまざまな最適化やカスタマイズの余地を提供します。

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パラレルEVM技術の需要

従来のブロックチェーンは主にコンセンサスアルゴリズムの革新に焦点を当てていますが、実行層の改善はしばしば無視されがちです。しかし実際には、高性能なブロックチェーンはコンセンサスと実行の両面で同時に革新する必要があります。コンセンサスのみを最適化したEVMチェーンは、しばしばパフォーマンスを向上させるためにより強力なハードウェアを必要とします。

ほとんどのブロックチェーンシステムは、シングルコアCPUのように取引を順番に実行します。この方法はシンプルですが、スケーラビリティが難しいです。並行処理に移行すると、同時に複数の取引を処理でき、スループットが大幅に向上します。もちろん、並行実行は同じ契約への同時取引による書き込み衝突の処理など、新たなエンジニアリングの課題ももたらします。

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パラレルEVMの革新

並行EVMは、ブロックチェーンの実行層を最適化する一連の革新を代表しています。あるプロジェクトを例に挙げると、その重要な革新には以下が含まれます:

• 並行取引実行:楽観的並行アルゴリズムを採用し、複数の取引を同時に処理できる。
• 遅延実行: 取引の実行を独立したチャネルに遅らせ、ブロック時間を最大限に活用します。
• カスタム状態データベース: 状態の保存とアクセスを最適化し、実行効率を向上させます。
• 高性能コンセンサスメカニズム:改良されたコンセンサスアルゴリズム、大規模分散操作をサポート。

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パラレルEVMの技術的課題

並行実行は潜在的な状態の競合を引き起こし、競合検出と解決が必要です。さらに、各チームは通常、読み書き性能を向上させるために状態データベースを再設計し、互換性のあるコンセンサスアルゴリズムを開発する必要があります。

並行EVMが直面している2つの主要な課題は、1)の長期的なエンジニアリング価値を捉えるのが難しく、他のプロジェクトに吸収されるリスクがあること; 2)のノード集中化問題であり、分散化とパフォーマンスの間でのバランスが必要であることです。

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パラレルEVMプロジェクトの概要

現在、並行EVMプロジェクトは主に三つのカテゴリーに分かれています:

1. 並行実行をサポートするEVM互換のLayer 1ネットワークをアップグレードすることによって
2. ネイティブに並行実行をサポートするEVM互換Layer 1ネットワーク
3. 非EVM並列処理のレイヤー2ネットワーク

主要プロジェクトには:

• あるプロジェクト:並行実行とパイプラインアーキテクチャを通じてEVMの最適化を目指し、10,000 TPSを達成することを目標としています。
• ある取引チェーン:高性能の並列EVMにアップグレードし、TPSが12,500に向上。
• ある二重仮想マシンプロジェクト: EVM++を通じて並行実行をサポート。
• あるCosmos EVMチェーン:並行EVM技術の導入を計画しています。
• あるSolana EVMソリューション: Solana上でEVM互換性を実現し、TPSは2,000を超えます。
• イーサリアム上のSVMプロジェクト:イーサリアムレイヤー2にSolana VMを導入します。
• モジュラーVMレイヤー2:多様な高性能VMを実行層としてサポートします。

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サマリー

並行EVMなどの実行レイヤーの革新は、ブロックチェーンの性能とスケーラビリティを向上させる新しい方向性を提供します。これらの技術の進展は、ブロックチェーンエコシステムのさらなる発展を促進し、より広範なアプリケーションシーンをサポートします。

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