Báo cáo nghiên cứu sâu về tính toán song song Web3: Con đường mở rộng nguyên bản tối thượng
Một, Lời mở đầu: Mở rộng là đề tài vĩnh cửu, đồng hành là chiến trường tối thượng
Hệ thống blockchain luôn phải đối mặt với vấn đề cốt lõi về khả năng mở rộng. Năng lực xử lý giao dịch của Bitcoin và Ethereum có hạn, không thể đáp ứng nhu cầu ứng dụng quy mô lớn. Các giải pháp mở rộng truyền thống như tăng kích thước khối hoặc rút ngắn thời gian tạo khối đều có những hạn chế.
Trong những năm gần đây, ngành công nghiệp đã khám phá nhiều con đường mở rộng, bao gồm kênh trạng thái, Plasma, Rollup và chuỗi khối mô-đun. Trong số đó, Rollup đã trở thành giải pháp chủ đạo hiện nay, nâng cao TPS thông qua việc thực hiện ngoài chuỗi và xác minh trên chuỗi. Tuy nhiên, Rollup vẫn chưa chạm đến giới hạn thực sự của "hiệu suất chuỗi đơn" ở tầng dưới của chuỗi khối.
Tính toán song song trong chuỗi đang dần trở thành một điểm nóng nghiên cứu mới. Nó cố gắng hoàn toàn tái cấu trúc động cơ thực thi trong khi duy trì tính nguyên tử của chuỗi đơn, nâng cấp blockchain từ chế độ tuần tự lên hệ thống đồng thời cao. Điều này không chỉ có thể mang lại hàng trăm lần nâng cao khả năng xử lý, mà còn có thể trở thành cơ sở hạ tầng quan trọng cho sự bùng nổ của các ứng dụng phức tạp.
Tính toán song song đại diện cho sự chuyển đổi mô hình thực thi blockchain. Nó thách thức mô hình cơ bản của việc thực thi hợp đồng thông minh, định nghĩa lại logic cơ bản của việc xử lý giao dịch. Đây không chỉ là một cuộc đua công nghệ, mà còn là một cuộc chiến giành mô hình. Nền tảng thực thi chủ quyền thế hệ tiếp theo của thế giới Web3 rất có thể sẽ được sinh ra từ cuộc đấu tranh song song trong chuỗi này.
Hai, Toàn cảnh các mô hình mở rộng: Năm loại lộ trình, mỗi loại có trọng tâm riêng
Mở rộng là một trong những chủ đề quan trọng nhất trong sự tiến hóa của công nghệ chuỗi công khai. Sau gần mười năm khám phá, ngành đã hình thành năm tuyến đường cơ bản.
Mở rộng trên chuỗi: Tăng trực tiếp kích thước khối, rút ngắn thời gian tạo khối, v.v. Đơn giản nhưng dễ chạm đến giới hạn hệ thống.
Mở rộng ngoài chuỗi: như kênh trạng thái và chuỗi phụ. Có thể tăng đáng kể khả năng thông lượng, nhưng tồn tại vấn đề về niềm tin và an toàn.
Layer2 Rollup: Giải pháp phổ biến nhất hiện nay. Thực thi ngoài chuỗi, xác thực trên chuỗi, cân bằng giữa phi tập trung và hiệu suất.
Blockchain mô-đun: Tách rời các chức năng cốt lõi của blockchain, thực hiện thông qua sự hợp tác của nhiều chuỗi. Linh hoạt nhưng tăng độ phức tạp.
Tính toán song song trong chuỗi: Tái cấu trúc động cơ thực thi, thực hiện xử lý giao dịch đồng thời trong chuỗi. Độ khó cao nhưng tiềm năng lớn.
Năm loại đường dẫn này có những ưu nhược điểm riêng, phản ánh sự cân bằng giữa hiệu suất, khả năng kết hợp, an ninh và độ phức tạp trong phát triển của blockchain. Sự nâng cấp của mô hình tính toán Web3 trong tương lai rất có thể đến từ sự kết hợp và đổi mới ở những hướng này.
Ba, Bản đồ phân loại tính toán song song: Năm con đường từ tài khoản đến lệnh
Tính toán song song là một trong những con đường chính để đột phá hiệu suất của blockchain. Xuất phát từ mô hình thực thi, có thể chia tính toán song song thành năm loại:
Song song cấp tài khoản: Đại diện là Solana, dựa trên việc tách rời tài khoản và trạng thái, xác định mối quan hệ xung đột giữa các giao dịch để thực hiện song song.
Song song cấp đối tượng: như Aptos và Sui, thực hiện lập lịch đồng thời theo đơn vị "đối tượng trạng thái" với độ phân giải tinh vi hơn.
Độ sâu giao dịch: Đại diện bởi Monad, Sei, Fuel, xây dựng đồ thị phụ thuộc xung quanh toàn bộ giao dịch và thực hiện song song.
Song song cấp máy ảo: như MegaETH, hỗ trợ thực thi đồng thời mã hợp đồng thông minh đa luồng trực tiếp ở tầng VM.
Song song mức lệnh: Tham khảo việc thực thi không theo thứ tự của CPU, thực hiện phân tích sắp xếp và tái sắp xếp song song các lệnh bytecode.
Năm loại đường đi này từ độ sâu thô đến độ sâu tinh vi, thể hiện sự tinh chỉnh liên tục của logic song song và sự gia tăng độ phức tạp của hệ thống. Chúng đánh dấu sự chuyển đổi của mô hình tính toán blockchain sang môi trường thực thi phân tán hiệu suất cao, sẽ quyết định khả năng chịu tải của hệ sinh thái ứng dụng chuỗi trong tương lai.
Bốn, Phân tích sâu hai đường đua chính: Monad vs MegaETH
Hai hướng đi song song trong tính toán hiện tại mà thị trường đang tập trung là Monad và MegaETH, đại diện cho hai kiểu hình thức "xây dựng lại" và "tương thích".
Monad áp dụng kiến trúc hoàn toàn mới, học hỏi từ công nghệ cơ sở dữ liệu, thông qua kiểm soát đồng thời lạc quan, lịch trình DAG giao dịch và các cơ chế khác để đạt được hiệu suất tối ưu. Nó hỗ trợ cú pháp Solidity, nhưng hoàn toàn được cấu trúc lại ở tầng dưới, theo đuổi giới hạn hiệu suất.
MegaETH thì trên cơ sở EVM hiện tại giới thiệu khả năng song song, thông qua ngăn xếp gọi không đồng bộ và cách ly ngữ cảnh thực thi để thực hiện "EVM đồng thời". Nó giữ nguyên tính tương thích hoàn toàn, phù hợp cho việc nâng cấp liền mạch các dự án hiện tại.
Monad thích hợp cho các dự án mới theo đuổi hiệu suất cực hạn, trong khi MegaETH phù hợp cho việc chuyển tiếp mượt mà trong hệ sinh thái hiện tại. Cả hai đều đại diện cho các con đường công nghệ và chiến lược sinh thái khác nhau trong tính toán song song.
Năm, Cơ hội và thách thức trong tính toán song song
Tính toán song song mang đến cơ hội lớn cho Web3:
Gỡ bỏ trần ứng dụng, hỗ trợ các bối cảnh mới như trò chơi trên chuỗi tương tác cao và AI Agent.
Thúc đẩy chuỗi công cụ phát triển mới và lớp trừu tượng máy ảo.
Kết hợp với blockchain mô-đun, tạo thành kiến trúc tích hợp hiệu suất cao.
Nhưng đồng thời cũng đối mặt với nhiều thách thức:
Vấn đề đảm bảo tính nhất quán của trạng thái đồng thời và xử lý xung đột.
Mô hình an ninh của môi trường thực thi đa luồng vẫn chưa hoàn thiện.
Vấn đề di chuyển hệ sinh thái nhà phát triển và ngưỡng nhận thức.
Tương lai của tính toán song song không chỉ là sự đột phá công nghệ mà còn là thử thách về thiết kế sinh thái. Nó sẽ định nghĩa lại bản chất của blockchain, trở thành cốt lõi của cơ sở hạ tầng Web3 thế hệ mới.
Sáu, Kết luận: Tính toán song song, có phải là con đường mở rộng bản địa tốt nhất của Web3?
Mặc dù việc thực hiện tính toán song song khó khăn, nhưng đây có thể là con đường mở rộng gần gũi nhất với bản chất của blockchain. Nó giữ lại mô hình tin cậy cốt lõi của blockchain trong khi tái cấu trúc hoàn toàn mô hình thực thi, tạo ra một nền tảng hiệu suất bền vững cho các ứng dụng phức tạp trong tương lai.
Đây là một cuộc chuyển mình tương tự như từ kiến trúc CPU đơn nhân sang đa nhân, có thể nuôi dưỡng một hệ điều hành gốc Web3 thực sự. Mặc dù thách thức trong ngắn hạn là rất lớn, nhưng về lâu dài, tính toán song song rất có thể sẽ trở thành con đường tất yếu cho sự tiến hóa liên tục của Web3.
Xem bản gốc
Trang này có thể chứa nội dung của bên thứ ba, được cung cấp chỉ nhằm mục đích thông tin (không phải là tuyên bố/bảo đảm) và không được coi là sự chứng thực cho quan điểm của Gate hoặc là lời khuyên về tài chính hoặc chuyên môn. Xem Tuyên bố từ chối trách nhiệm để biết chi tiết.
10 thích
Phần thưởng
10
7
Chia sẻ
Bình luận
0/400
0xDreamChaser
· 07-16 06:26
Song song mới là con đường tương lai
Xem bản gốcTrả lời0
BlockchainFoodie
· 07-15 12:54
Mở rộng như một công thức trong sản xuất hàng loạt
Cách mạng tính toán song song Web3: Con đường cuối cùng cho mở rộng gốc blockchain
Báo cáo nghiên cứu sâu về tính toán song song Web3: Con đường mở rộng nguyên bản tối thượng
Một, Lời mở đầu: Mở rộng là đề tài vĩnh cửu, đồng hành là chiến trường tối thượng
Hệ thống blockchain luôn phải đối mặt với vấn đề cốt lõi về khả năng mở rộng. Năng lực xử lý giao dịch của Bitcoin và Ethereum có hạn, không thể đáp ứng nhu cầu ứng dụng quy mô lớn. Các giải pháp mở rộng truyền thống như tăng kích thước khối hoặc rút ngắn thời gian tạo khối đều có những hạn chế.
Trong những năm gần đây, ngành công nghiệp đã khám phá nhiều con đường mở rộng, bao gồm kênh trạng thái, Plasma, Rollup và chuỗi khối mô-đun. Trong số đó, Rollup đã trở thành giải pháp chủ đạo hiện nay, nâng cao TPS thông qua việc thực hiện ngoài chuỗi và xác minh trên chuỗi. Tuy nhiên, Rollup vẫn chưa chạm đến giới hạn thực sự của "hiệu suất chuỗi đơn" ở tầng dưới của chuỗi khối.
Tính toán song song trong chuỗi đang dần trở thành một điểm nóng nghiên cứu mới. Nó cố gắng hoàn toàn tái cấu trúc động cơ thực thi trong khi duy trì tính nguyên tử của chuỗi đơn, nâng cấp blockchain từ chế độ tuần tự lên hệ thống đồng thời cao. Điều này không chỉ có thể mang lại hàng trăm lần nâng cao khả năng xử lý, mà còn có thể trở thành cơ sở hạ tầng quan trọng cho sự bùng nổ của các ứng dụng phức tạp.
Tính toán song song đại diện cho sự chuyển đổi mô hình thực thi blockchain. Nó thách thức mô hình cơ bản của việc thực thi hợp đồng thông minh, định nghĩa lại logic cơ bản của việc xử lý giao dịch. Đây không chỉ là một cuộc đua công nghệ, mà còn là một cuộc chiến giành mô hình. Nền tảng thực thi chủ quyền thế hệ tiếp theo của thế giới Web3 rất có thể sẽ được sinh ra từ cuộc đấu tranh song song trong chuỗi này.
Hai, Toàn cảnh các mô hình mở rộng: Năm loại lộ trình, mỗi loại có trọng tâm riêng
Mở rộng là một trong những chủ đề quan trọng nhất trong sự tiến hóa của công nghệ chuỗi công khai. Sau gần mười năm khám phá, ngành đã hình thành năm tuyến đường cơ bản.
Mở rộng trên chuỗi: Tăng trực tiếp kích thước khối, rút ngắn thời gian tạo khối, v.v. Đơn giản nhưng dễ chạm đến giới hạn hệ thống.
Mở rộng ngoài chuỗi: như kênh trạng thái và chuỗi phụ. Có thể tăng đáng kể khả năng thông lượng, nhưng tồn tại vấn đề về niềm tin và an toàn.
Layer2 Rollup: Giải pháp phổ biến nhất hiện nay. Thực thi ngoài chuỗi, xác thực trên chuỗi, cân bằng giữa phi tập trung và hiệu suất.
Blockchain mô-đun: Tách rời các chức năng cốt lõi của blockchain, thực hiện thông qua sự hợp tác của nhiều chuỗi. Linh hoạt nhưng tăng độ phức tạp.
Tính toán song song trong chuỗi: Tái cấu trúc động cơ thực thi, thực hiện xử lý giao dịch đồng thời trong chuỗi. Độ khó cao nhưng tiềm năng lớn.
Năm loại đường dẫn này có những ưu nhược điểm riêng, phản ánh sự cân bằng giữa hiệu suất, khả năng kết hợp, an ninh và độ phức tạp trong phát triển của blockchain. Sự nâng cấp của mô hình tính toán Web3 trong tương lai rất có thể đến từ sự kết hợp và đổi mới ở những hướng này.
Ba, Bản đồ phân loại tính toán song song: Năm con đường từ tài khoản đến lệnh
Tính toán song song là một trong những con đường chính để đột phá hiệu suất của blockchain. Xuất phát từ mô hình thực thi, có thể chia tính toán song song thành năm loại:
Song song cấp tài khoản: Đại diện là Solana, dựa trên việc tách rời tài khoản và trạng thái, xác định mối quan hệ xung đột giữa các giao dịch để thực hiện song song.
Song song cấp đối tượng: như Aptos và Sui, thực hiện lập lịch đồng thời theo đơn vị "đối tượng trạng thái" với độ phân giải tinh vi hơn.
Độ sâu giao dịch: Đại diện bởi Monad, Sei, Fuel, xây dựng đồ thị phụ thuộc xung quanh toàn bộ giao dịch và thực hiện song song.
Song song cấp máy ảo: như MegaETH, hỗ trợ thực thi đồng thời mã hợp đồng thông minh đa luồng trực tiếp ở tầng VM.
Song song mức lệnh: Tham khảo việc thực thi không theo thứ tự của CPU, thực hiện phân tích sắp xếp và tái sắp xếp song song các lệnh bytecode.
Năm loại đường đi này từ độ sâu thô đến độ sâu tinh vi, thể hiện sự tinh chỉnh liên tục của logic song song và sự gia tăng độ phức tạp của hệ thống. Chúng đánh dấu sự chuyển đổi của mô hình tính toán blockchain sang môi trường thực thi phân tán hiệu suất cao, sẽ quyết định khả năng chịu tải của hệ sinh thái ứng dụng chuỗi trong tương lai.
Bốn, Phân tích sâu hai đường đua chính: Monad vs MegaETH
Hai hướng đi song song trong tính toán hiện tại mà thị trường đang tập trung là Monad và MegaETH, đại diện cho hai kiểu hình thức "xây dựng lại" và "tương thích".
Monad áp dụng kiến trúc hoàn toàn mới, học hỏi từ công nghệ cơ sở dữ liệu, thông qua kiểm soát đồng thời lạc quan, lịch trình DAG giao dịch và các cơ chế khác để đạt được hiệu suất tối ưu. Nó hỗ trợ cú pháp Solidity, nhưng hoàn toàn được cấu trúc lại ở tầng dưới, theo đuổi giới hạn hiệu suất.
MegaETH thì trên cơ sở EVM hiện tại giới thiệu khả năng song song, thông qua ngăn xếp gọi không đồng bộ và cách ly ngữ cảnh thực thi để thực hiện "EVM đồng thời". Nó giữ nguyên tính tương thích hoàn toàn, phù hợp cho việc nâng cấp liền mạch các dự án hiện tại.
Monad thích hợp cho các dự án mới theo đuổi hiệu suất cực hạn, trong khi MegaETH phù hợp cho việc chuyển tiếp mượt mà trong hệ sinh thái hiện tại. Cả hai đều đại diện cho các con đường công nghệ và chiến lược sinh thái khác nhau trong tính toán song song.
Năm, Cơ hội và thách thức trong tính toán song song
Tính toán song song mang đến cơ hội lớn cho Web3:
Gỡ bỏ trần ứng dụng, hỗ trợ các bối cảnh mới như trò chơi trên chuỗi tương tác cao và AI Agent.
Thúc đẩy chuỗi công cụ phát triển mới và lớp trừu tượng máy ảo.
Kết hợp với blockchain mô-đun, tạo thành kiến trúc tích hợp hiệu suất cao.
Nhưng đồng thời cũng đối mặt với nhiều thách thức:
Vấn đề đảm bảo tính nhất quán của trạng thái đồng thời và xử lý xung đột.
Mô hình an ninh của môi trường thực thi đa luồng vẫn chưa hoàn thiện.
Vấn đề di chuyển hệ sinh thái nhà phát triển và ngưỡng nhận thức.
Tương lai của tính toán song song không chỉ là sự đột phá công nghệ mà còn là thử thách về thiết kế sinh thái. Nó sẽ định nghĩa lại bản chất của blockchain, trở thành cốt lõi của cơ sở hạ tầng Web3 thế hệ mới.
Sáu, Kết luận: Tính toán song song, có phải là con đường mở rộng bản địa tốt nhất của Web3?
Mặc dù việc thực hiện tính toán song song khó khăn, nhưng đây có thể là con đường mở rộng gần gũi nhất với bản chất của blockchain. Nó giữ lại mô hình tin cậy cốt lõi của blockchain trong khi tái cấu trúc hoàn toàn mô hình thực thi, tạo ra một nền tảng hiệu suất bền vững cho các ứng dụng phức tạp trong tương lai.
Đây là một cuộc chuyển mình tương tự như từ kiến trúc CPU đơn nhân sang đa nhân, có thể nuôi dưỡng một hệ điều hành gốc Web3 thực sự. Mặc dù thách thức trong ngắn hạn là rất lớn, nhưng về lâu dài, tính toán song song rất có thể sẽ trở thành con đường tất yếu cho sự tiến hóa liên tục của Web3.