Web3 Paralel Hesaplama Derinlik Araştırma Raporu: Yerel Ölçeklenmenin Nihai Yolu

I. Giriş: Ölçekleme sonsuz bir meseledir, paralellik nihai savaş alanıdır

Blockchain sistemleri, doğduğu günden bu yana genişleme gibi temel bir sorunla karşı karşıyadır. Bitcoin ve Ethereum'un performans darboğazları aşılması zor bir durumdur ve bu, geleneksel Web2 sistemleriyle keskin bir tezat oluşturur. Bu, basit bir şekilde sunucu sayısını artırarak çözülebilecek bir durum değil, aksine blockchain'in temel tasarımındaki sistematik sınırlamalardan kaynaklanmaktadır.

Son on yılda, sektör birçok ölçeklendirme denemesi yaşadı; Bitcoin ölçeklendirme tartışmalarından Ethereum shard'larına, durum kanallarından Rollup'a kadar. Mevcut ana akım ölçeklendirme çözümü olan Rollup, TPS'yi artırmış olmasına rağmen, hâlâ blockchain'in temel "tek zincir performansı"nın gerçek sınırlarına ulaşmamıştır.

Zincir içi paralel hesaplama giderek göz önüne çıkıyor. Bu, tek zincir atomikliğini korurken, yürütme motorunu köklü bir şekilde yeniden yapılandırmayı ve blockchain'i "tek iş parçacığı modu"ndan "yüksek eşzamanlı hesaplama sistemi"ne yükseltmeyi amaçlıyor. Bu, sadece yüzlerce kat daha yüksek bir verim artışı sağlamakla kalmayacak, aynı zamanda akıllı sözleşme uygulamalarının patlak vermesinin anahtarı olabilir.

Aslında, Web2 çoktan paralel programlama, asenkron zamanlama gibi optimizasyon modellerini yaygın olarak benimsedi. Oysa blok zinciri daha muhafazakâr bir hesaplama sistemi olarak bu fikirleri tam anlamıyla kullanamadı. Solana gibi yeni zincirler paralelliği öncülük ederken, Monad, MegaETH gibi projeler ise boru hatlarıyla yürütme, iyimser eşzamanlılık gibi mekanizmaları daha da araştırıyor.

Paralel hesaplama sadece performans optimizasyonu değil, aynı zamanda blok zinciri yürütme modelinin paradigmasında bir dönüşümdür. İşlem paketleme, durum erişimi gibi temel mantıkları yeniden tanımlar. Eğer Rollup "zincir dışı yürütmeye taşımak" ise, zincir içi paralel "süper bilgisayar çekirdeği inşa etmek" demektir; bu da gelecekteki Web3 uygulamaları için sürdürülebilir bir altyapı sağlar.

Rollup alanında benzeşmelerin artmasıyla birlikte, zincir içi paralellik yeni dönemde Layer1 rekabetinin belirleyici bir değişkeni haline geliyor. Bu sadece bir teknik yarış değil, aynı zamanda bir paradigma mücadelesidir. Web3 dünyasının bir sonraki nesil egemen yürütme platformu, muhtemelen bu mücadeleden doğacak.

İki, Ölçeklenebilirlik Paradigması Genel Görünümü: Beş Tür Yöntem, Her Birinin Vurgu Noktası

Ölçeklenebilirlik, kamu blok zinciri teknolojisinin evriminin temel konularından biri olarak, son on yılda neredeyse tüm ana akım teknoloji yollarını doğurdu. Bu "zinciri daha hızlı çalıştırma" yarışması, nihayetinde beş temel rotaya ayrıldı ve her biri farklı yönlere odaklandı:

1. Zincir üstü genişleme: Blok boyutunu doğrudan artırmak, blok oluşturma süresini kısaltmak vb. Uygulaması kolay ancak merkezileşme riski taşır, şu anda genellikle yardımcı bir çözüm olarak kullanılmaktadır.

2. Off-chain genişleme: durum kanalları, yan zincirler gibi. İşlem kapasitesini büyük ölçüde artırabilir, ancak güven modeli, fon güvenliği gibi sorunlarla karşılaşmaktadır.

3. Layer2 Rollup: Mevcut en popüler ölçeklendirme çözümü. Zincir dışı yürütme ve zincir içi doğrulama ile ölçeklendirme sağlanır.

4. Modüler Blok Zinciri: Blok zincirinin temel işlevlerini ayrıştırarak, farklı işlevleri tamamlamak için birden fazla özel zincir kullanılır. Esnek ama sistemler arası senkronizasyon maliyetini artırır.

5. Zincir içi paralel işlem: Uygulama motoru mimarisini değiştirerek zincir içindeki işlemlerin eşzamanlı işlenmesini sağlamak. VM zamanlama mantığını yeniden yazmak ve modern bilgisayar zamanlama mekanizmalarını içermek gerekir.

Bu beş yol, blok zincirinin performans, bileşebilirlik, güvenlik ve karmaşıklık arasındaki dengeyi yansıtmaktadır. Her bir çözümün kendine özgü avantajları ve dezavantajları vardır ve bunlar, Web3 hesaplama paradigmasının yükselişinin panoramasını oluşturmaktadır.

Üç, Paralel Hesaplama Sınıflandırma Haritası: Hesaptan Talimata Beş Ana Yol

Paralel hesaplama, yürütme katmanının derin optimizasyonu olarak, beş teknik yol olarak ayrılabilir:

1. Hesap düzeyinde paralellik: Solana'yı temsil eden, hesap-durum ayrımına dayalı olarak, işlemler arasında çelişki olup olmadığını belirler.

2. Nesne düzeyinde paralellik: Aptos ve Sui gibi, daha ince bir "durum nesnesi" kavramının planlanmasını getirir.

3. İşlem düzeyinde paralellik: Monad, Sei gibi, tüm işlem işlemi etrafında bağımlılık grafiği oluşturarak eşzamanlı akış yürütmesi gerçekleştirir.

4. Sanal makine düzeyinde paralellik: MegaETH gibi, eşzamanlılık yeteneklerini VM alt düzey talimat zamanlama mantığına entegre eder.

5. Komut seviyesinde paralellik: Modern CPU'nun sırasız yürütme düşüncesinden faydalanarak, her bir işlemi zamanlama analizi ve paralel yeniden sıralama ile gerçekleştirmek.

Bu beş yol, kaba granüllüden ince granüllüye doğru, paralel mantığın inceltilmesini ve sistem karmaşıklığının artışını yansıtmaktadır. Bunlar, blok zinciri hesaplama modelinin geleneksel mutabakat defterinden yüksek performanslı dağıtık yürütme ortamına geçişini işaret etmektedir.

Dört, İki Ana Güç Yolu Derin Analiz: Monad vs MegaETH

Mevcut pazarın odaklandığı iki ana teknik yol Monad ve MegaETH'dir.

Monad, modern veritabanı sistemlerinden ilham alarak "yeniden yapılandırmacı" bir yaklaşım benimsemekte ve blok zinciri yürütme motorunu tamamen yeniden tanımlamaktadır. Temel teknolojileri arasında optimistik eşzamanlı kontrol, işlem DAG planlaması vb. bulunmaktadır ve hedefi milyon TPS'yi gerçekleştirmektir. Monad, Solidity ile uyumu korumakta ve "yüzey uyumu, alt yapı yeniden yapılandırması" sağlamak için bir ara dil katmanı aracılığıyla işlem yapmaktadır.

MegaETH, mevcut EVM temeli üzerinde paralel yetenekler eklemeye çalışan "uyumluluk" yolunu izliyor. Solidity sözdizimini değiştirmiyor, bunun yerine EVM talimat yürütme modelini yeniden yapılandırıyor ve thread düzeyinde izolasyon, asenkron yürütme gibi mekanizmaları tanıtıyor. Bu yöntem, Ethereum ekosistemine daha dostça bir yaklaşım sergiliyor ve L2 Rollup'ta öncelikle uygulanma olasılığı taşıyor.

İkisi, paralel teknolojilerin iki farklı yaklaşımını temsil ediyor: Monad, paradigma kırılmasını hedeflerken, MegaETH, kademeli optimizasyonu hedefliyor. Her biri, farklı geliştirici grupları ve ekosistem vizyonları için uygundur ve gelecekte modüler blok zinciri mimarisinde tamamlayıcı bir rol oynayabilir.

Beş, Paralel Hesaplamanın Gelecekteki Fırsatları ve Zorlukları

Paralel hesaplama, Web3'e yeni olasılıklar getirdi:

1. Uygulama tavanı kaldırıldı: Yüksek frekanslı etkileşimleri destekleyen zincir oyunları, gerçek zamanlı AI Ajanları gibi olanaklar mümkün hale geldi.

2. Geliştirme Paradigmasının Yeniden Şekillendirilmesi: Paralel düşünme, akıllı sözleşme tasarım kalıplarını değiştirecek ve yeni araç zincirlerini ortaya çıkaracak.

3. Modüler İşbirliği: Paralel hesaplama, diğer modüler bileşenler ( gibi Celestia, EigenLayer ) ile yüksek performanslı bir mimari oluşturabilir.

Ancak, paralel hesaplama birçok zorlukla da karşı karşıya kalıyor:

1. Teknik zorluklar: Durum tutarlılığı garantisi, çakışma işleme stratejileri gibi konularda hâlâ aşılması gereken engeller var.

2. Güvenlik Tehditleri: Çoklu iş parçacığı ortamlarında yeni saldırı yüzeyleriyle başa çıkılması gerekiyor.

3. Ekosistem Göçü: Geliştiricilerin yeni paradigmaya uyum sağlamaya istekli olup olmadığı kritik öneme sahiptir.

4. Bilgi Eşiği: Paralel hesaplamanın kullanım eşiğini nasıl düşürecek, yaygınlığın anahtarıdır.

Altı, Sonuç: Paralel hesaplama, Web3'ün yerel genişlemesi için en iyi yol mu?

Paralel hesaplama, uygulanması zor olsa da, blockchain'in özüne en yakın ölçeklenme yolu olabilir. Blockchain'in temel güven modelini korurken, yürütme modelini köklü bir şekilde yeniden yapılandırır. Bu "zincirde doğmuş" ölçeklenme yöntemi, gelecekteki karmaşık uygulamalar için sürdürülebilir bir performans alanı bırakmaktadır.

Bir tek çekirdekten çok çekirdekli işletim sistemine geçişe benzer bir mimari sıçrayışa tanıklık ediyoruz. Paralel hesaplama yalnızca "zincir mimarisini" değil, aynı zamanda "zincirin ruhunu" da yeniden yapılandırıyor. Bu kısa vadeli bir çözüm olmasa da, Web3'ün uzun vadeli evriminde muhtemelen tek sürdürülebilir doğru çözüm. Web3'ün yerel işletim sisteminin ilk şekli, belki de bu zincir içindeki paralel deneylerin arasında gizlidir.