Обсуждение технологии и экосистемы параллельного EVM

EVM против Solidity

Разработка смарт-контрактов является базовым навыком блокчейн-инженеров. Разработчики обычно используют такие высокоуровневые языки, как Solidity, для написания логики контрактов, но EVM не может напрямую интерпретировать этот код. Необходимо компилировать его в низкоуровневые операции или байт-код, которые могут выполняться виртуальной машиной. Хотя существуют инструменты, которые могут автоматически выполнять это преобразование, понимание основного процесса компиляции очень полезно для повышения эффективности.

Опытные инженеры могут программировать с использованием операционных кодов напрямую в Solidity, чтобы максимизировать эффективность и снизить затраты на газ. Например, известный NFT торговый протокол активно использует встроенный ассемблер для минимизации затрат на газ для пользователей.

Различия в производительности EVM

EVM как "исполнительный уровень" является местом окончательного выполнения операционных кодов смарт-контрактов. Байтовый код, определенный EVM, стал отраслевым стандартом, позволяя разработчикам эффективно развертывать контракты на нескольких совместимых сетях.

Несмотря на то, что разные реализации EVM следуют одному и тому же стандарту байт-кода, они могут значительно различаться по производительности. Например, один из клиентов Ethereum реализует EVM на языке Go, в то время как другая команда фонда Ethereum поддерживает версию на C++. Это разнообразие предоставляет пространство для оптимизации и индивидуальной реализации.

Параллельная EVM технология

В истории блокчейн-сообщества основное внимание уделялось инновациям в алгоритмах консенсуса, некоторые известные проекты привлекали внимание именно своей механикой консенсуса, а не уровнем выполнения. Тем не менее, высокопроизводительный блокчейн требует инноваций как в консенсусе, так и на уровне выполнения.

Оптимизированные EVM блокчейны с улучшенным алгоритмом консенсуса часто требуют более мощных узлов для повышения производительности. Например, известная смарт-цепочка обрабатывает блоки при ограничении газа 2000 TPS и требует конфигураций, которые в несколько раз превышают таковые у полных узлов Ethereum. Еще одна сеть, которая утверждает, что поддерживает 1000 TPS, на практике часто показывает результаты ниже ожидаемых.

Потребность в параллельной обработке

Большинство блокчейн-систем выполняют транзакции последовательно, как однопроцессорный CPU. Этот подход прост, но сложно поддерживать уровень пользователей, соответствующий интернету. Параллельные виртуальные машины позволяют одновременно обрабатывать несколько транзакций, что значительно увеличивает пропускную способность.

Параллельное выполнение создает инженерные проблемы, такие как обработка параллельных транзакций для одной и той же сделки. Необходимы новые механизмы для решения этих конфликтов. Параллельное выполнение несвязанных контрактов может пропорционально увеличить пропускную способность в зависимости от числа потоков.

Параллельный EVM инновации

Параллельный EVM представляет собой ряд инноваций, оптимизирующих уровень выполнения блокчейна. Например, в одном проекте ключевыми инновациями являются:

• Параллельное выполнение сделок: используется алгоритм оптимистичного параллельного выполнения, который позволяет одновременно обрабатывать несколько сделок.
• Отложенное выполнение: отложить выполнение сделки до независимого канала, максимально используя время блока.
• Пользовательская база данных состояния: непосредственно храните дерево Меркла на SSD для оптимизации доступа к состоянию.
• Высокопроизводительный механизм консенсуса: улучшенный консенсус HotStuff, поддерживающий синхронизацию сотен глобальных узлов.

Технические вызовы

Параллельное выполнение вводит потенциальные конфликты состояния, требующие механизмов обнаружения и разрешения конфликтов. Командам обычно необходимо заново проектировать базу данных состояния и разрабатывать совместимые алгоритмы консенсуса.

Основные вызовы включают в себя долгосрочное захватывание ценности инженерии Ethereum и централизацию узлов. Быстрое развитие экосистемы станет ключом к поддержанию конкурентного преимущества.

Параллельная архитектура EVM

Существующие параллельные EVM сети можно разделить на три категории:

1. Поддержка параллельного выполнения сети Layer 1, совместимой с EVM, через обновление.
2. С самого начала проектирования был использован совместимый с EVM Layer 1 сеть с параллельным выполнением
3. Сеть Layer 2, использующая технологию параллельного выполнения, не основанную на EVM

Представительные проекты

Один из ведущих параллельных EVM проектов

Проект нацелен на решение проблемы масштабируемости путем оптимизации параллельного выполнения EVM, с целью достижения 10 000 TPS. Недавно было завершено крупное финансирование, и оценка достигла 3 миллиардов долларов. Основная команда состоит из сотрудников известных квантовых торговых компаний. Внутренняя тестовая сеть уже запущена и планируется открытие для общественности в течение нескольких месяцев.

Сеть, специализирующаяся на торговле

Изначально это была сеть Layer 1, сосредоточенная на торговле, которая недавно была полностью обновлена до высокопроизводительного параллельного EVM, с TPS, увеличенным до 12 500. Параллельная тестовая сеть EVM уже запущена, поддерживает однокнопочный перенос EVM приложений. Ожидается, что основная сеть будет запущена в этом году.

Некоторый проект по улучшению слоя выполнения двойной виртуальной машины

Улучшение производительности EVM-блокчейна с помощью построения EVM++ (EVM + WASM). Основная команда состоит из участников известного блокчейн-проекта. Публичная тестовая сеть уже запущена, программа экологических стимулов уже активирована.

Некоторое решение совместимости Solana EVM

Создание параллельного EVM в сети Solana, поддерживающего разработчиков Solidity для однокнопочного развертывания в Solana. Упаковка EVM-транзакций в Solana-транзакции, TPS превышает 2000.

Некоторый проект вводит SVM в Эфириум

Решение Rollup Layer 2 на основе виртуальной машины Solana. Счета в Ethereum, используется ETH в качестве газа, но уровень выполнения работает в среде SVM. Недавно завершено финансирование в размере 50 миллионов долларов, основной сеть вскоре будет открыта для разработчиков.

Некоторый модульный VM Layer 2 сеть

Созданный на основе OP Stack, поддерживает использование Ethereum или Bitcoin в качестве расчетного уровня, уровень выполнения может использовать Aptos VM, Solana VM и другие для параллельного выполнения.

Заключение

Параллельные EVM и другие инновации предлагают многообещающие решения для повышения производительности и масштабируемости блокчейна. Развитие и внедрение этих технологий будут способствовать прогрессу и применению блокчейн-экосистемы, формируя будущее этой области.