並行EVM技術とそのエコシステムの探求

EVM vs 堅牢性

スマートコントラクトの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、EVMはこれらのコードを直接解釈することができません。それを仮想マシンが実行可能な低級オペコードまたはバイトコードにコンパイルする必要があります。既存のツールはこの変換プロセスを自動化でき、開発者がコンパイルの詳細を理解する負担を軽減します。

変換にはいくつかの追加コストがかかるものの、低レベルのコーディングに精通したエンジニアは、Solidity内でオペコードを直接使用してプログラムロジックを最適化し、効率を高め、gas消費を削減できます。例えば、特定の有名なプロトコルは、ユーザーのgasコストを最小限に抑えるためにインラインアセンブリを広く使用しています。

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EVMのパフォーマンスの違い

EVMは「実行層」として、コンパイルされたスマートコントラクトのオペコード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、開発者が複数の互換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しています。

EVMバイトコード標準に従うことで仮想マシンはEVMと呼ばれますが、具体的な実装は大きく異なる場合があります。たとえば、異なるクライアントはEVM標準を実装するために異なるプログラミング言語を使用する可能性があり、さまざまなエンジニアリングの最適化やカスタム実装を許可します。

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パラレルEVM技術の需要

従来、ブロックチェーンコミュニティは主にコンセンサスアルゴリズムの革新に注目してきました。しかし、高性能ブロックチェーンはコンセンサスアルゴリズムと実行層の両方を同時に最適化する必要があります。コンセンサスアルゴリズムを単純に改善したEVMブロックチェーンは、性能を向上させるためにより強力なハードウェアを必要とする可能性があります。

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のようにトランザクションを順番に実行します。この方法は単純ですが、インターネットレベルのユーザー規模にスケールアップするのが難しいです。マルチコアCPUの並列仮想マシンに移行することで、同時に複数のトランザクションを処理でき、スループットを大幅に向上させることができます。

並行実行は、同じスマートコントラクトへの同時トランザクションの書き込み処理など、エンジニアリング上の課題をもたらします。これらの競合を解決するために新しいメカニズムを設計する必要があります。無関係なスマートコントラクトの並行実行は、並行処理スレッドの数に比例してスループットを向上させることができます。

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パラレルEVMの革新

並行EVMは、ブロックチェーンシステムの実行層を最適化することを目的とした一連の革新を表しています。いくつかのプロジェクトの重要な革新には、次のものが含まれます：

• 並行取引の実行：楽観的並行実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。
• カスタムステータスデータベース：ステータスの保存とアクセスを最適化し、実行効率を向上させる。
• 高性能コンセンサスメカニズム：大規模分散ノード間の効率的な同期をサポート。

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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す可能性があり、実行前または実行後に競合チェックを行う必要があります。例えば、複数の並行取引が同じスマートコントラクトと相互作用する場合、競合が発生する可能性があります。これには、慎重な競合検出と解決メカニズムが必要です。

並行EVMを実現するだけでなく、各チームは通常、読み書きのパフォーマンスを向上させるために状態データベースを再設計し、互換性のある合意アルゴリズムを開発する必要があります。

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パラレルEVMの構図

並行EVMエコシステムには、さまざまなタイプのプロジェクトが含まれています。

1. 技術のアップグレードによって並行実行をサポートするEVM互換のLayer 1ネットワーク
2. 設計の初めから並行実行技術を採用したEVM互換Layer 1ネットワーク
3. 非EVM並列実行技術を採用したレイヤー2ネットワーク

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主要プロジェクトの概要

• Monad：EVMの並列実行とパイプラインアーキテクチャを最適化することでスケーラビリティの問題を解決することを目的としており、目標は10,000 TPSです。
• Sei：Sei V2をリリースし、高性能な並列EVMとなり、TPSを12,500に向上させました。
• Artela：EVM++デュアルバーチャルマシンを通じて実行レイヤーを強化し、EVMブロックチェーンのパフォーマンスを向上させます。
• Canto:並列EVM技術を可能にするために、Cyclone Stack開発プログラムを導入しました。
• Neon：Solana上のEVM互換ソリューションで、SolidityとVyperの開発者がワンクリックでSolanaにデプロイできます。
• エクリプス：Solana仮想マシン(SVM)をEthereumのLayer 2ソリューションに導入します。
• Lumio：モジュール化されたVM Layer 2ネットワークで、さまざまな高性能仮想マシンをサポートしています。

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まとめ

並行EVMなどの革新的な技術は、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ための有望な解決策を提供しています。これらの技術の発展と実施は、ブロックチェーンエコシステムのさらなる進歩を促進し、より広範なアプリケーションとユーザーグループをサポートできるようにします。

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