Bản đồ toàn cảnh về lĩnh vực tính toán song song Web3: Giải pháp mở rộng bản địa tốt nhất?
Một, lý thuyết tính toán song song: Vượt qua tam giác bất khả thi của blockchain
"Tam giác bất khả thi" của blockchain tiết lộ những thỏa hiệp cốt lõi trong thiết kế hệ thống blockchain, tức là các dự án blockchain rất khó có thể đạt được "an toàn tuyệt đối, mọi người đều có thể tham gia, xử lý nhanh chóng" cùng một lúc. Đối với chủ đề "khả năng mở rộng" vĩnh cửu này, hiện tại các giải pháp mở rộng blockchain chủ đạo trên thị trường được phân loại theo các kiểu mẫu, bao gồm:
Thực hiện mở rộng tăng cường: Nâng cao khả năng thực thi tại chỗ, chẳng hạn như song song, GPU, đa nhân
Mở rộng tách biệt trạng thái: phân tách trạng thái theo chiều ngang/Shard, chẳng hạn như phân đoạn, UTXO, nhiều subnet
Mở rộng kiểu gia công ngoài chuỗi: đưa thực thi ra ngoài chuỗi, ví dụ như Rollup, Coprocessor, DA
Mở rộng kiểu giải cấu trúc: mô-đun kiến trúc, hoạt động hợp tác, ví dụ như chuỗi mô-đun, bộ sắp xếp chia sẻ, Rollup Mesh
Mở rộng đồng thời không đồng bộ: Mô hình Actor, cách ly tiến trình, điều khiển tin nhắn, ví dụ như tác nhân, chuỗi bất đồng bộ đa luồng
Các giải pháp mở rộng blockchain bao gồm: tính toán song song trong chuỗi, Rollup, phân đoạn, mô-đun DA, cấu trúc mô-đun, hệ thống Actor, nén chứng minh zk, kiến trúc Stateless, v.v., bao gồm nhiều cấp độ như thực thi, trạng thái, dữ liệu, cấu trúc, là một hệ thống mở rộng hoàn chỉnh "hợp tác đa cấp, kết hợp mô-đun". Bài viết này tập trung vào cách mở rộng chủ yếu dựa trên tính toán song song.
Tính toán song song trong chuỗi chú trọng đến việc thực hiện song song các giao dịch/lệnh bên trong khối. Theo cơ chế song song, phương thức mở rộng có thể được chia thành năm loại lớn, mỗi loại đại diện cho những mục tiêu hiệu suất khác nhau, mô hình phát triển và triết lý kiến trúc, với độ phân giải song song ngày càng tinh vi hơn, cường độ song song ngày càng cao hơn, độ phức tạp lập lịch cũng ngày càng cao hơn, sự phức tạp trong lập trình và khó khăn trong triển khai cũng ngày càng tăng.
Song song cấp tài khoản: đại diện cho dự án Solana
Song song đối tượng: đại diện cho dự án Sui
Song song cấp giao dịch: đại diện cho dự án Monad, Aptos
Gọi cấp/vi mô VM song song: đại diện cho dự án MegaETH
Song song cấp lệnh: đại diện cho dự án GatlingX
Mô hình đồng thời bất đồng bộ ngoài chuỗi, với hệ thống tác nhân Actor làm đại diện, chúng thuộc về một loại hình tính toán song song khác, như một hệ thống thông điệp giữa các chuỗi/bất đồng bộ, mỗi Agent hoạt động như một "tiến trình thông minh" độc lập, theo cách thức đồng thời bất đồng bộ, dựa trên sự kiện, không cần lập lịch đồng bộ, các dự án đại diện bao gồm AO, ICP, Cartesi, v.v.
Các giải pháp mở rộng mà chúng ta thường nghe nói như Rollup hoặc phân mảnh thuộc về cơ chế đồng thời cấp hệ thống, không thuộc về tính toán song song trong chuỗi. Chúng thực hiện mở rộng thông qua "chạy song song nhiều chuỗi/miền thực thi" chứ không phải nâng cao độ song song bên trong một khối/ máy ảo đơn lẻ. Các giải pháp mở rộng kiểu này không phải là trọng tâm của bài viết này nhưng chúng tôi vẫn sẽ sử dụng chúng để so sánh sự khác biệt trong ý tưởng kiến trúc.
Hai, EVM hệ thống chuỗi tăng cường song song: Đột phá giới hạn hiệu suất trong sự tương thích
Kiến trúc xử lý tuần tự của Ethereum đã phát triển đến nay, trải qua nhiều vòng thử nghiệm mở rộng như phân đoạn, Rollup, kiến trúc mô-đun, nhưng vẫn chưa có bước đột phá cơ bản nào về độ thông lượng của lớp thực thi. Tuy nhiên, EVM và Solidity vẫn là nền tảng hợp đồng thông minh có cơ sở phát triển và tiềm năng sinh thái mạnh mẽ nhất hiện nay. Do đó, chuỗi tăng cường song song với EVM như một con đường then chốt vừa đảm bảo tính tương thích sinh thái vừa cải thiện hiệu suất thực thi, đang trở thành một hướng tiến triển quan trọng trong đợt mở rộng mới. Monad và MegaETH là những dự án điển hình nhất trong hướng đi này, lần lượt xây dựng kiến trúc xử lý song song EVM hướng đến các tình huống có độ đồng thời cao và thông lượng cao, từ việc thực thi trì hoãn và phân giải trạng thái.
Phân tích cơ chế tính toán song song của Monad ###
Monad là một blockchain Layer1 hiệu suất cao được thiết kế lại cho máy ảo Ethereum, dựa trên ý tưởng song song cơ bản của xử lý theo luồng, thực hiện đồng thuận bất đồng bộ ở lớp đồng thuận và đồng thời lạc quan ở lớp thực thi. Ngoài ra, ở lớp đồng thuận và lưu trữ, Monad lần lượt giới thiệu giao thức BFT hiệu suất cao và hệ thống cơ sở dữ liệu chuyên dụng, thực hiện tối ưu hóa từ đầu đến cuối.
Pipelining: Cơ chế thực thi song song nhiều giai đoạn
Pipelining là khái niệm cơ bản của việc thực thi song song Monad, ý tưởng cốt lõi là chia quy trình thực thi blockchain thành nhiều giai đoạn độc lập và xử lý các giai đoạn này một cách song song, hình thành cấu trúc ống dẫn ba chiều, mỗi giai đoạn chạy trên các luồng hoặc nhân độc lập, thực hiện xử lý đồng thời giữa các khối, cuối cùng đạt được hiệu quả tăng cường thông lượng và giảm độ trễ. Các giai đoạn này bao gồm: đề xuất giao dịch, đạt được đồng thuận, thực hiện giao dịch và nộp khối.
Thực thi bất đồng bộ: Tách rời đồng thuận - thực thi
Trong chuỗi truyền thống, sự đồng thuận và thực thi giao dịch thường là quy trình đồng bộ, mô hình tuần tự này hạn chế nghiêm trọng khả năng mở rộng hiệu suất. Monad đạt được sự đồng thuận bất đồng bộ, thực thi bất đồng bộ và lưu trữ bất đồng bộ thông qua "thực thi bất đồng bộ". Giảm đáng kể thời gian khối và độ trễ xác nhận, làm cho hệ thống trở nên linh hoạt hơn, quy trình xử lý được phân tách tốt hơn và tỷ lệ sử dụng tài nguyên cao hơn.
Thiết kế cốt lõi:
Quá trình đồng thuận chỉ chịu trách nhiệm sắp xếp giao dịch, không thực thi logic hợp đồng.
Quá trình thực thi được kích hoạt bất đồng bộ sau khi đồng thuận hoàn thành.
Sau khi hoàn thành đồng thuận, ngay lập tức vào quy trình đồng thuận khối tiếp theo mà không cần chờ đợi hoàn thành thực thi.
Thực thi song song lạc quan:乐观并行执行
Ethereum truyền thống sử dụng mô hình tuần tự nghiêm ngặt cho việc thực hiện giao dịch, nhằm tránh xung đột trạng thái. Trong khi đó, Monad áp dụng chiến lược "thực thi song song lạc quan", giúp tăng tốc độ xử lý giao dịch đáng kể.
Cơ chế thực hiện:
Monad sẽ thực hiện tất cả các giao dịch song song một cách lạc quan, giả định rằng phần lớn các giao dịch không có xung đột trạng thái.
Chạy một "bộ phát hiện xung đột" để giám sát xem các giao dịch có truy cập cùng một trạng thái hay không.
Nếu phát hiện xung đột, các giao dịch xung đột sẽ được tuần tự hóa và thực hiện lại để đảm bảo tính chính xác của trạng thái.
Monad đã chọn con đường tương thích: cố gắng ít thay đổi quy tắc EVM, trong quá trình thực hiện thông qua việc trì hoãn ghi trạng thái, phát hiện xung đột động để đạt được sự song song, giống như phiên bản hiệu suất của Ethereum, độ trưởng thành cao dễ dàng thực hiện việc di chuyển hệ sinh thái EVM, là bộ tăng tốc song song của thế giới EVM.
Phân tích cơ chế tính toán song song của MegaETH
Khác với định vị L1 của Monad, MegaETH được định vị là một lớp thực thi song song hiệu suất cao, tương thích với EVM, có thể hoạt động như một chuỗi công khai L1 độc lập hoặc như một lớp tăng cường thực thi hoặc thành phần mô-đun trên Ethereum. Mục tiêu thiết kế cốt lõi của nó là tách biệt và cấu trúc logic tài khoản, môi trường thực thi và trạng thái thành các đơn vị tối thiểu có thể được lập lịch độc lập, nhằm đạt được khả năng thực thi cao và độ trễ phản hồi thấp trong chuỗi. Sáng kiến quan trọng mà MegaETH đề xuất là: Kiến trúc Micro-VM + State Dependency DAG và cơ chế đồng bộ mô-đun, cùng nhau xây dựng một hệ thống thực thi song song hướng tới "chuỗi nội bộ luồng hóa".
Kiến trúc Micro-VM: Tài khoản là luồng
MegaETH đã giới thiệu mô hình thực thi "mỗi tài khoản một máy ảo vi mô", biến môi trường thực thi thành "đa luồng", cung cấp đơn vị cách ly tối thiểu cho lập lịch song song. Các VM này giao tiếp với nhau qua tin nhắn bất đồng bộ, thay vì gọi đồng bộ, cho phép nhiều VM thực thi độc lập, lưu trữ độc lập, tự nhiên song song.
State Dependency DAG: Cơ chế lập lịch dựa trên đồ thị phụ thuộc
MegaETH đã xây dựng một hệ thống lập lịch DAG dựa trên mối quan hệ truy cập trạng thái tài khoản, hệ thống duy trì một đồ thị phụ thuộc toàn cầu theo thời gian thực, mỗi giao dịch sẽ sửa đổi những tài khoản nào, đọc những tài khoản nào, tất cả đều được mô hình hóa thành mối quan hệ phụ thuộc. Các giao dịch không bị xung đột có thể được thực hiện song song trực tiếp, các giao dịch có mối quan hệ phụ thuộc sẽ được lập lịch theo thứ tự topo hoặc trì hoãn để thực hiện. Đồ thị phụ thuộc đảm bảo tính nhất quán trạng thái và không ghi đè trong quá trình thực hiện song song.
Thực thi không đồng bộ và cơ chế callback
B
Tóm lại, MegaETH đã phá vỡ mô hình máy trạng thái đơn luồng EVM truyền thống, thực hiện bao bọc vi máy ảo theo đơn vị tài khoản, điều phối giao dịch thông qua đồ thị phụ thuộc trạng thái, và thay thế ngăn xếp gọi đồng bộ bằng cơ chế thông điệp bất đồng bộ. Đây là một nền tảng tính toán song song được thiết kế lại toàn diện từ "cấu trúc tài khoản → kiến trúc điều phối → quy trình thực thi", cung cấp một hướng đi mới cấp độ mô hình cho việc xây dựng hệ thống chuỗi trên hiệu suất cao thế hệ tiếp theo.
MegaETH đã chọn con đường tái cấu trúc: hoàn toàn trừu tượng hóa tài khoản và hợp đồng thành VM độc lập, giải phóng tiềm năng song song cực cao thông qua lập lịch thực thi không đồng bộ. Về lý thuyết, giới hạn song song của MegaETH cao hơn, nhưng cũng khó kiểm soát độ phức tạp hơn, giống như một hệ điều hành phân tán siêu cấp dưới khái niệm của Ethereum.
Monad và MegaETH có thiết kế ý tưởng khác nhau với phân đoạn: phân đoạn chia blockchain thành nhiều chuỗi con độc lập, mỗi chuỗi con chịu trách nhiệm cho một phần giao dịch và trạng thái, phá vỡ giới hạn của chuỗi đơn trong việc mở rộng ở tầng mạng; trong khi Monad và MegaETH giữ nguyên tính toàn vẹn của chuỗi đơn, chỉ mở rộng theo chiều ngang ở tầng thực thi, tối ưu hóa thực hiện song song trong nội bộ chuỗi đơn để vượt qua hiệu suất. Cả hai đại diện cho hai hướng trong con đường mở rộng blockchain: tăng cường theo chiều dọc và mở rộng theo chiều ngang.
Các dự án tính toán song song như Monad và MegaETH chủ yếu tập trung vào lộ trình tối ưu hóa thông lượng, với mục tiêu cốt lõi là nâng cao TPS trên chuỗi, thông qua việc thực hiện trì hoãn và kiến trúc vi máy ảo để đạt được xử lý song song ở cấp độ giao dịch hoặc tài khoản. Pharos Network, với tư cách là một mạng lưới blockchain L1 mô-đun, toàn diện và song song, cơ chế tính toán song song cốt lõi của nó được gọi là "Rollup Mesh". Kiến trúc này hỗ trợ môi trường đa máy ảo thông qua sự hợp tác giữa mạng chính và mạng xử lý đặc biệt, đồng thời tích hợp các công nghệ tiên tiến như bằng chứng không kiến thức và môi trường thực thi đáng tin cậy.
Phân tích cơ chế tính toán song song Rollup Mesh:
Xử lý quy trình bất đồng bộ trong toàn bộ vòng đời: Pharos tách rời các giai đoạn của giao dịch và áp dụng phương pháp xử lý bất đồng bộ, cho phép mỗi giai đoạn có thể thực hiện độc lập và song song, từ đó nâng cao hiệu suất xử lý tổng thể.
Thực thi song song hai máy ảo: Pharos hỗ trợ hai môi trường máy ảo EVM và WASM, cho phép các nhà phát triển chọn môi trường thực thi phù hợp theo nhu cầu. Kiến trúc VM đôi này không chỉ nâng cao tính linh hoạt của hệ thống mà còn cải thiện khả năng xử lý giao dịch thông qua việc thực thi song song.
Mạng xử lý đặc biệt: SPNs là thành phần then chốt trong kiến trúc Pharos, tương tự như mạng con mô-đun, chuyên xử lý các loại nhiệm vụ hoặc ứng dụng cụ thể. Thông qua SPNs, Pharos có thể thực hiện phân bổ tài nguyên động và xử lý nhiệm vụ song song, từ đó tăng cường khả năng mở rộng và hiệu suất của hệ thống.
Cơ chế đồng thuận mô-đun và cơ chế tái đặt cược: Pharos đã giới thiệu một cơ chế đồng thuận linh hoạt, hỗ trợ nhiều mô hình đồng thuận, và thông qua giao thức tái đặt cược để thực hiện chia sẻ an toàn và tích hợp tài nguyên giữa mạng chính và SPNs.
Ngoài ra, Pharos đã tái cấu trúc mô hình thực thi từ tầng lưu trữ bằng cách sử dụng cây Merkle đa phiên bản, mã hóa khác biệt, địa chỉ phiên bản và công nghệ hạ tầng ADS, cho ra mắt động cơ lưu trữ hiệu suất cao gốc blockchain Pharos Store, đạt được khả năng xử lý trên chuỗi với thông lượng cao, độ trễ thấp và khả năng xác minh mạnh mẽ.
Tổng thể, kiến trúc Rollup Mesh của Pharos thông qua thiết kế mô-đun và cơ chế xử lý bất đồng bộ, đã đạt được khả năng tính toán song song hiệu suất cao. Pharos, với tư cách là người điều phối điều độ song song giữa các Rollup, không phải là bộ tối ưu hóa thực thi "song song trong chuỗi", mà là thông qua SPN để đảm nhận các nhiệm vụ thực thi tùy chỉnh không đồng nhất.
Ngoài việc thực thi song song của Monad, MegaETH và Pharos
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.
12 thích
Phần thưởng
12
5
Chia sẻ
Bình luận
0/400
HodlVeteran
· 07-20 17:37
Đồ ngốc lại nghe thấy một đợt chơi đùa với mọi người.
Xem bản gốcTrả lời0
RektButStillHere
· 07-19 14:20
Ôi trời ơi, ai hiểu được cái này?
Xem bản gốcTrả lời0
BakedCatFanboy
· 07-19 14:18
Mở rộng tốc độ ánh sáng cũng không giải quyết được vấn đề cốt lõi chứ?
Toàn cảnh tính toán song song Web3: Các chuỗi tương thích EVM vượt qua giới hạn hiệu suất như thế nào
Bản đồ toàn cảnh về lĩnh vực tính toán song song Web3: Giải pháp mở rộng bản địa tốt nhất?
Một, lý thuyết tính toán song song: Vượt qua tam giác bất khả thi của blockchain
"Tam giác bất khả thi" của blockchain tiết lộ những thỏa hiệp cốt lõi trong thiết kế hệ thống blockchain, tức là các dự án blockchain rất khó có thể đạt được "an toàn tuyệt đối, mọi người đều có thể tham gia, xử lý nhanh chóng" cùng một lúc. Đối với chủ đề "khả năng mở rộng" vĩnh cửu này, hiện tại các giải pháp mở rộng blockchain chủ đạo trên thị trường được phân loại theo các kiểu mẫu, bao gồm:
Các giải pháp mở rộng blockchain bao gồm: tính toán song song trong chuỗi, Rollup, phân đoạn, mô-đun DA, cấu trúc mô-đun, hệ thống Actor, nén chứng minh zk, kiến trúc Stateless, v.v., bao gồm nhiều cấp độ như thực thi, trạng thái, dữ liệu, cấu trúc, là một hệ thống mở rộng hoàn chỉnh "hợp tác đa cấp, kết hợp mô-đun". Bài viết này tập trung vào cách mở rộng chủ yếu dựa trên tính toán song song.
Tính toán song song trong chuỗi chú trọng đến việc thực hiện song song các giao dịch/lệnh bên trong khối. Theo cơ chế song song, phương thức mở rộng có thể được chia thành năm loại lớn, mỗi loại đại diện cho những mục tiêu hiệu suất khác nhau, mô hình phát triển và triết lý kiến trúc, với độ phân giải song song ngày càng tinh vi hơn, cường độ song song ngày càng cao hơn, độ phức tạp lập lịch cũng ngày càng cao hơn, sự phức tạp trong lập trình và khó khăn trong triển khai cũng ngày càng tăng.
Mô hình đồng thời bất đồng bộ ngoài chuỗi, với hệ thống tác nhân Actor làm đại diện, chúng thuộc về một loại hình tính toán song song khác, như một hệ thống thông điệp giữa các chuỗi/bất đồng bộ, mỗi Agent hoạt động như một "tiến trình thông minh" độc lập, theo cách thức đồng thời bất đồng bộ, dựa trên sự kiện, không cần lập lịch đồng bộ, các dự án đại diện bao gồm AO, ICP, Cartesi, v.v.
Các giải pháp mở rộng mà chúng ta thường nghe nói như Rollup hoặc phân mảnh thuộc về cơ chế đồng thời cấp hệ thống, không thuộc về tính toán song song trong chuỗi. Chúng thực hiện mở rộng thông qua "chạy song song nhiều chuỗi/miền thực thi" chứ không phải nâng cao độ song song bên trong một khối/ máy ảo đơn lẻ. Các giải pháp mở rộng kiểu này không phải là trọng tâm của bài viết này nhưng chúng tôi vẫn sẽ sử dụng chúng để so sánh sự khác biệt trong ý tưởng kiến trúc.
Hai, EVM hệ thống chuỗi tăng cường song song: Đột phá giới hạn hiệu suất trong sự tương thích
Kiến trúc xử lý tuần tự của Ethereum đã phát triển đến nay, trải qua nhiều vòng thử nghiệm mở rộng như phân đoạn, Rollup, kiến trúc mô-đun, nhưng vẫn chưa có bước đột phá cơ bản nào về độ thông lượng của lớp thực thi. Tuy nhiên, EVM và Solidity vẫn là nền tảng hợp đồng thông minh có cơ sở phát triển và tiềm năng sinh thái mạnh mẽ nhất hiện nay. Do đó, chuỗi tăng cường song song với EVM như một con đường then chốt vừa đảm bảo tính tương thích sinh thái vừa cải thiện hiệu suất thực thi, đang trở thành một hướng tiến triển quan trọng trong đợt mở rộng mới. Monad và MegaETH là những dự án điển hình nhất trong hướng đi này, lần lượt xây dựng kiến trúc xử lý song song EVM hướng đến các tình huống có độ đồng thời cao và thông lượng cao, từ việc thực thi trì hoãn và phân giải trạng thái.
Phân tích cơ chế tính toán song song của Monad ###
Monad là một blockchain Layer1 hiệu suất cao được thiết kế lại cho máy ảo Ethereum, dựa trên ý tưởng song song cơ bản của xử lý theo luồng, thực hiện đồng thuận bất đồng bộ ở lớp đồng thuận và đồng thời lạc quan ở lớp thực thi. Ngoài ra, ở lớp đồng thuận và lưu trữ, Monad lần lượt giới thiệu giao thức BFT hiệu suất cao và hệ thống cơ sở dữ liệu chuyên dụng, thực hiện tối ưu hóa từ đầu đến cuối.
Pipelining: Cơ chế thực thi song song nhiều giai đoạn
Pipelining là khái niệm cơ bản của việc thực thi song song Monad, ý tưởng cốt lõi là chia quy trình thực thi blockchain thành nhiều giai đoạn độc lập và xử lý các giai đoạn này một cách song song, hình thành cấu trúc ống dẫn ba chiều, mỗi giai đoạn chạy trên các luồng hoặc nhân độc lập, thực hiện xử lý đồng thời giữa các khối, cuối cùng đạt được hiệu quả tăng cường thông lượng và giảm độ trễ. Các giai đoạn này bao gồm: đề xuất giao dịch, đạt được đồng thuận, thực hiện giao dịch và nộp khối.
Thực thi bất đồng bộ: Tách rời đồng thuận - thực thi
Trong chuỗi truyền thống, sự đồng thuận và thực thi giao dịch thường là quy trình đồng bộ, mô hình tuần tự này hạn chế nghiêm trọng khả năng mở rộng hiệu suất. Monad đạt được sự đồng thuận bất đồng bộ, thực thi bất đồng bộ và lưu trữ bất đồng bộ thông qua "thực thi bất đồng bộ". Giảm đáng kể thời gian khối và độ trễ xác nhận, làm cho hệ thống trở nên linh hoạt hơn, quy trình xử lý được phân tách tốt hơn và tỷ lệ sử dụng tài nguyên cao hơn.
Thiết kế cốt lõi:
Thực thi song song lạc quan:乐观并行执行
Ethereum truyền thống sử dụng mô hình tuần tự nghiêm ngặt cho việc thực hiện giao dịch, nhằm tránh xung đột trạng thái. Trong khi đó, Monad áp dụng chiến lược "thực thi song song lạc quan", giúp tăng tốc độ xử lý giao dịch đáng kể.
Cơ chế thực hiện:
Monad đã chọn con đường tương thích: cố gắng ít thay đổi quy tắc EVM, trong quá trình thực hiện thông qua việc trì hoãn ghi trạng thái, phát hiện xung đột động để đạt được sự song song, giống như phiên bản hiệu suất của Ethereum, độ trưởng thành cao dễ dàng thực hiện việc di chuyển hệ sinh thái EVM, là bộ tăng tốc song song của thế giới EVM.
Phân tích cơ chế tính toán song song của MegaETH
Khác với định vị L1 của Monad, MegaETH được định vị là một lớp thực thi song song hiệu suất cao, tương thích với EVM, có thể hoạt động như một chuỗi công khai L1 độc lập hoặc như một lớp tăng cường thực thi hoặc thành phần mô-đun trên Ethereum. Mục tiêu thiết kế cốt lõi của nó là tách biệt và cấu trúc logic tài khoản, môi trường thực thi và trạng thái thành các đơn vị tối thiểu có thể được lập lịch độc lập, nhằm đạt được khả năng thực thi cao và độ trễ phản hồi thấp trong chuỗi. Sáng kiến quan trọng mà MegaETH đề xuất là: Kiến trúc Micro-VM + State Dependency DAG và cơ chế đồng bộ mô-đun, cùng nhau xây dựng một hệ thống thực thi song song hướng tới "chuỗi nội bộ luồng hóa".
Kiến trúc Micro-VM: Tài khoản là luồng
MegaETH đã giới thiệu mô hình thực thi "mỗi tài khoản một máy ảo vi mô", biến môi trường thực thi thành "đa luồng", cung cấp đơn vị cách ly tối thiểu cho lập lịch song song. Các VM này giao tiếp với nhau qua tin nhắn bất đồng bộ, thay vì gọi đồng bộ, cho phép nhiều VM thực thi độc lập, lưu trữ độc lập, tự nhiên song song.
State Dependency DAG: Cơ chế lập lịch dựa trên đồ thị phụ thuộc
MegaETH đã xây dựng một hệ thống lập lịch DAG dựa trên mối quan hệ truy cập trạng thái tài khoản, hệ thống duy trì một đồ thị phụ thuộc toàn cầu theo thời gian thực, mỗi giao dịch sẽ sửa đổi những tài khoản nào, đọc những tài khoản nào, tất cả đều được mô hình hóa thành mối quan hệ phụ thuộc. Các giao dịch không bị xung đột có thể được thực hiện song song trực tiếp, các giao dịch có mối quan hệ phụ thuộc sẽ được lập lịch theo thứ tự topo hoặc trì hoãn để thực hiện. Đồ thị phụ thuộc đảm bảo tính nhất quán trạng thái và không ghi đè trong quá trình thực hiện song song.
Thực thi không đồng bộ và cơ chế callback
B
Tóm lại, MegaETH đã phá vỡ mô hình máy trạng thái đơn luồng EVM truyền thống, thực hiện bao bọc vi máy ảo theo đơn vị tài khoản, điều phối giao dịch thông qua đồ thị phụ thuộc trạng thái, và thay thế ngăn xếp gọi đồng bộ bằng cơ chế thông điệp bất đồng bộ. Đây là một nền tảng tính toán song song được thiết kế lại toàn diện từ "cấu trúc tài khoản → kiến trúc điều phối → quy trình thực thi", cung cấp một hướng đi mới cấp độ mô hình cho việc xây dựng hệ thống chuỗi trên hiệu suất cao thế hệ tiếp theo.
MegaETH đã chọn con đường tái cấu trúc: hoàn toàn trừu tượng hóa tài khoản và hợp đồng thành VM độc lập, giải phóng tiềm năng song song cực cao thông qua lập lịch thực thi không đồng bộ. Về lý thuyết, giới hạn song song của MegaETH cao hơn, nhưng cũng khó kiểm soát độ phức tạp hơn, giống như một hệ điều hành phân tán siêu cấp dưới khái niệm của Ethereum.
Monad và MegaETH có thiết kế ý tưởng khác nhau với phân đoạn: phân đoạn chia blockchain thành nhiều chuỗi con độc lập, mỗi chuỗi con chịu trách nhiệm cho một phần giao dịch và trạng thái, phá vỡ giới hạn của chuỗi đơn trong việc mở rộng ở tầng mạng; trong khi Monad và MegaETH giữ nguyên tính toàn vẹn của chuỗi đơn, chỉ mở rộng theo chiều ngang ở tầng thực thi, tối ưu hóa thực hiện song song trong nội bộ chuỗi đơn để vượt qua hiệu suất. Cả hai đại diện cho hai hướng trong con đường mở rộng blockchain: tăng cường theo chiều dọc và mở rộng theo chiều ngang.
Các dự án tính toán song song như Monad và MegaETH chủ yếu tập trung vào lộ trình tối ưu hóa thông lượng, với mục tiêu cốt lõi là nâng cao TPS trên chuỗi, thông qua việc thực hiện trì hoãn và kiến trúc vi máy ảo để đạt được xử lý song song ở cấp độ giao dịch hoặc tài khoản. Pharos Network, với tư cách là một mạng lưới blockchain L1 mô-đun, toàn diện và song song, cơ chế tính toán song song cốt lõi của nó được gọi là "Rollup Mesh". Kiến trúc này hỗ trợ môi trường đa máy ảo thông qua sự hợp tác giữa mạng chính và mạng xử lý đặc biệt, đồng thời tích hợp các công nghệ tiên tiến như bằng chứng không kiến thức và môi trường thực thi đáng tin cậy.
Phân tích cơ chế tính toán song song Rollup Mesh:
Xử lý quy trình bất đồng bộ trong toàn bộ vòng đời: Pharos tách rời các giai đoạn của giao dịch và áp dụng phương pháp xử lý bất đồng bộ, cho phép mỗi giai đoạn có thể thực hiện độc lập và song song, từ đó nâng cao hiệu suất xử lý tổng thể.
Thực thi song song hai máy ảo: Pharos hỗ trợ hai môi trường máy ảo EVM và WASM, cho phép các nhà phát triển chọn môi trường thực thi phù hợp theo nhu cầu. Kiến trúc VM đôi này không chỉ nâng cao tính linh hoạt của hệ thống mà còn cải thiện khả năng xử lý giao dịch thông qua việc thực thi song song.
Mạng xử lý đặc biệt: SPNs là thành phần then chốt trong kiến trúc Pharos, tương tự như mạng con mô-đun, chuyên xử lý các loại nhiệm vụ hoặc ứng dụng cụ thể. Thông qua SPNs, Pharos có thể thực hiện phân bổ tài nguyên động và xử lý nhiệm vụ song song, từ đó tăng cường khả năng mở rộng và hiệu suất của hệ thống.
Cơ chế đồng thuận mô-đun và cơ chế tái đặt cược: Pharos đã giới thiệu một cơ chế đồng thuận linh hoạt, hỗ trợ nhiều mô hình đồng thuận, và thông qua giao thức tái đặt cược để thực hiện chia sẻ an toàn và tích hợp tài nguyên giữa mạng chính và SPNs.
Ngoài ra, Pharos đã tái cấu trúc mô hình thực thi từ tầng lưu trữ bằng cách sử dụng cây Merkle đa phiên bản, mã hóa khác biệt, địa chỉ phiên bản và công nghệ hạ tầng ADS, cho ra mắt động cơ lưu trữ hiệu suất cao gốc blockchain Pharos Store, đạt được khả năng xử lý trên chuỗi với thông lượng cao, độ trễ thấp và khả năng xác minh mạnh mẽ.
Tổng thể, kiến trúc Rollup Mesh của Pharos thông qua thiết kế mô-đun và cơ chế xử lý bất đồng bộ, đã đạt được khả năng tính toán song song hiệu suất cao. Pharos, với tư cách là người điều phối điều độ song song giữa các Rollup, không phải là bộ tối ưu hóa thực thi "song song trong chuỗi", mà là thông qua SPN để đảm nhận các nhiệm vụ thực thi tùy chỉnh không đồng nhất.
Ngoài việc thực thi song song của Monad, MegaETH và Pharos