Паралельна EVM технологія: новий напрямок підвищення продуктивності Блокчейн

EVM та розробка смарт-контрактів

Розробка смарт-контрактів є основною навичкою блокчейн-інженера. Хоча розробники зазвичай використовують такі високорівневі мови, як Solidity, але віртуальна машина Ethereum (EVM) може виконувати лише низькорівневі операційні коди або байт-код. Тому необхідно компілювати високорівневий код у формат, зрозумілий EVM. Деякі інструменти можуть автоматично виконати цей процес перетворення, спрощуючи процес розробки.

Хоча компіляція має певні накладні витрати, інженери, які добре знайомі з основними операціями, можуть писати логіку безпосередньо за допомогою операційних кодів, щоб досягти максимальної ефективності та зменшити витрати газу. Наприклад, протокол відомої платформи обміну NFT в значній мірі використовує вбудовану асемблерну мову для оптимізації витрат газу користувачів.

Стандарт EVM та реалізація

EVM як "виконавчий рівень" є місцем, де в кінцевому підсумку виконуються смарт-контракти. Байт-код, визначений EVM, став галузевим стандартом, ця сумісність дозволяє розробникам ефективно розгортати контракти на кількох мережах.

Хоча вони дотримуються одного й того ж стандарту байт-коду, конкретна реалізація EVM може суттєво відрізнятися. Наприклад, один з клієнтів Ethereum реалізував EVM на мові Go, тоді як інша команда Фонду Ethereum підтримує версію на C++. Це різноманіття створює простір для різних оптимізацій та налаштувань.

Попит на технологію паралельного EVM

Традиційний Блокчейн в основному зосереджується на інноваціях алгоритму консенсусу, тоді як поліпшення виконавчого рівня часто ігнорується. Але насправді, високопродуктивний Блокчейн потребує одночасних інновацій у консенсусі та виконанні. Лише оптимізація консенсусу для EVM-ланцюгів зазвичай вимагає більш потужного апаратного забезпечення для підвищення продуктивності.

Більшість систем Блокчейн виконують транзакції послідовно, подібно до однокристального процесора. Цей підхід простий, але важко масштабувати. Перехід на паралельну обробку може одночасно обробляти кілька транзакцій, що значно підвищує пропускну здатність. Звичайно, паралельне виконання також приносить нові інженерні виклики, такі як обробка одночасних транзакцій з конфліктами запису до одного і того ж контракту.

Інновації паралельного EVM

Паралельний EVM представляє собою ряд інновацій, що оптимізують виконання Блокчейн-шару. Наприклад, ключові інновації включають:

• Паралельне виконання транзакцій: використовується оптимістичний паралельний алгоритм, що дозволяє обробляти кілька транзакцій одночасно.
• Затримка виконання: відкласти виконання транзакції до незалежного каналу, максимізуючи використання часу Блоку.
• Налаштування бази даних стану: оптимізація зберігання та доступу до стану, підвищення ефективності виконання.
• Високопродуктивний механізм консенсусу: покращений алгоритм консенсусу, що підтримує великомасштабні розподілені операції.

Технічні виклики паралельного EVM

Паралельне виконання впроваджує потенційні конфлікти стану, що потребує виявлення та вирішення конфліктів. Крім того, командам зазвичай потрібно повторно спроектувати базу даних станів для підвищення продуктивності читання та запису, а також розробити сумісні алгоритми консенсусу.

Два основних виклики, з якими стикається паралельний EVM: 1) довгострокова інженерна цінність важко піддається захопленню, існує ризик бути поглинутим іншими проектами; 2) проблема централізації вузлів, необхідно знайти баланс між децентралізацією та продуктивністю.

Огляд паралельних проектів EVM

Наразі паралельні EVM-проекти здебільшого поділяються на три категорії:

1. Підтримка паралельного виконання в EVM-сумісній Layer 1 мережі через оновлення
2. Корінна підтримка паралельного виконання EVM-сумісної мережі Layer 1
3. Використання Layer 2 мереж з паралельними технологіями, що не є EVM

Основні проекти включають:

• Певний проект: спрямований на оптимізацію EVM через паралельне виконання та конвеєрну архітектуру, мета досягти 10,000 TPS.
• Деяка торгова мережа: оновлення до високопродуктивного паралельного EVM, TPS підвищено до 12 500.
• Деякий проект з віртуальними машинами: підтримка паралельного виконання через EVM++.
• Якась EVM-ланцюг Cosmos: планується впровадження паралельної EVM-технології.
• Деяке рішення EVM для Solana: реалізація сумісності EVM на Solana, TPS перевищує 2 000.
• Проект SVM на Ethereum: впровадження Solana VM в Layer 2 Ethereum.
• Модульний VM Layer 2: підтримує кілька високопродуктивних VM як виконавчий рівень.

Підсумок

Паралельні інновації в EVM та інших виконувальних шарах відкривають нові напрямки для підвищення продуктивності та масштабованості Блокчейн. Розвиток цих технологій сприятиме подальшому розвитку екосистеми Блокчейн, підтримуючи більш широкий спектр прикладних сценаріїв.