TL;DR
Khái niệm EVM song song đang được một số VC hàng đầu đặt cược: Paradigm, Jump, Dragonfly, v.v.
Dự án đại diện là Monad, cũng như Sei, MegaETH, Polygon, Neon EVM, BSC, v.v. Một số là L1, một số là L2. Không có thông tin công khai đầy đủ về sự khác biệt cụ thể giữa các đội.
Mặc dù Parallel EVM có nghĩa đen là song song hóa, nhưng nó thực sự là một sự tối ưu hóa đặc biệt về hiệu suất của từng thành phần EVM, do đó những nỗ lực của nó có thể thể hiện giới hạn hiệu suất theo tiêu chuẩn EVM.
Độ khó: Ngoài việc xây dựng lại toàn bộ kho công nghệ, còn có cách dự đoán trước liệu các giao dịch song song có xung đột hay không và hiệu quả thực hiện lại sau xung đột.
Thách thức: Cách xây dựng sự khác biệt trong hệ sinh thái nguồn mở và cách tìm sự cân bằng giữa phân cấp và hiệu suất.
Sau thuật toán đồng thuận, DA (lớp dữ liệu) và công nghệ chứng minh không có kiến thức đã được nghiên cứu và lặp lại rộng rãi, công nghệ lõi cứng tiếp theo thu hút sự chú ý là Parallel EVM. Thị trường vốn cũng đã đầu tư hàng trăm triệu đô la vào đây tường thuật và nhiều công nghệ độc đáo đã ra đời. Một công ty khởi nghiệp ở cấp độ quái vật.
Cộng đồng bắt đầu chú ý đến Parallel EVM (song song hóa EVM)nguồn gốcGeorgios Konstantopoulos (CTO của Paradigm) và Haseeb Qureshi của Dragonfly tình cờ đề cập đến cùng một từ khóa khi mong chờ xu hướng năm 2024 vào cuối năm 2023. Tuy nhiên, không có nhiều thông tin chi tiết về chủ đề này và nhiều người cho rằng đây không phải là một khái niệm mới, EVM và điện toán song song lần lượt là những khái niệm tương đối trưởng thành. Tại sao việc kết hợp hai từ này lại là một xu hướng quan trọng?
Nhưng đây vẫn là một chủ đề rất thích hợp, đến mức nếu nhìn vào các bản tóm tắt hàng năm và dự báo xu hướng của nhiều tổ chức nghiên cứu, Parallel EVM không được đề cập đến. Vì vậy đây vẫn là một khái niệm mới chưa hình thành được sự đồng thuận trên diện rộng. Hơn nữa, khái niệm này cũng tương tự như các chủ đề như thuật toán đồng thuận và DA, đều thuần túy liên quan đến công nghệ nên càng ít người chú ý đến nó.
Ưu điểm trực tiếp nhất của Paralle EVM là cho phép các ứng dụng phi tập trung hiện có đạt được hiệu suất ở cấp độ Internet. Thậm chí có thể nói rằng Parallel EVM là công nghệ mới duy nhất không chỉ có thể sử dụng (một số lượng lớn các hợp đồng thông minh đã trưởng thành) hiện có mà còn đạt được thông lượng chuỗi công cộng song song, hiệu suất cao.
Paradigm đã mong muốn được vào game từ lâu và Jump đã đặt cược lớn
Theo Vận maybáo cáo, Paradigm đang có kế hoạch dẫn đầu vòng gọi vốn mới nhất của Monad, huy động được 200 triệu USD với mức định giá 3 tỷ USD. Mặc dù đây là nhóm ý tưởng Parallel EVM đầu tiên mà Paradigm dự định đầu tư nhưng thực tế họ đã chú ý đến công nghệ này trong nhiều năm. Georgios Konstantopoulos (CTO của Paradigm) từng thảo luận về nó vào năm 2021đề cập đếncó được từ này.
Nguồn gốc của từ đơn nguyên cũng rất thú vị. Trong hệ thống triết học của triết gia Leibniz, Đơn nguyên là những yếu tố cơ bản cấu thành nên vũ trụ. Chúng là những thực thể không thể chia cắt, không bị ảnh hưởng bởi vật lý. Mỗi Đơn nguyên phản ánh toàn bộ vũ trụ và từng được dịch là đơn nguyên trong tiếng Trung Quốc. .
Trong khoa học máy tính, Monad là một mẫu thiết kế trong các ngôn ngữ lập trình chức năng giúp các lập trình viên giải quyết sự phức tạp của thế giới thực một cách gần như thuần túy về mặt toán học, làm cho mã trở nên mô-đun hơn, dễ hiểu và dễ bảo trì hơn.
Một điều thú vị nữa là Monad và Nomad là đảo chữ của nhau. Nomad ám chỉ người du mục, và du mục kỹ thuật số ám chỉ người du mục kỹ thuật số/người chăn nuôi kỹ thuật số.
Ngoài Monad, Georgiosbàn luậnSei và Polygon cũng đã được đề cập về chủ đề này. Tuy nhiên, một lý do quan trọng khác khiến anh ấy rất lạc quan về Parallel EVM là họ đã phát triển ứng dụng khách Ethereum, Reth. Nó được định vị là ứng dụng khách lớp thực thi Ethereum hiệu suất cao, được triển khai bằng ngôn ngữ Rust. Reth đang được phát triển với tốc độ chóng mặt và vừa bước vào giai đoạn Beta. Có thể họ sẽ xem xét triển khai Parallel EVM trực tiếp trên Reth, nhưng xét đến số lượng kỹ thuật RD, có thể là lựa chọn tốt hơn nếu đầu tư vào các nhóm khác để quảng bá Parallel EVM. Theo tài liệu của Monad, họ chủ yếu sử dụng C++ và Rust trong kỹ thuật.
Khi Reth ra mắt, nó cũng bị các thành viên trong nhóm Erigon cáo buộc đạo văn mã nguồn mở Akula của hãng, điều này cũng khiến dự án Akula thiếu vốn và ngừng phát triển. Georgios trả lời rằng Reth không phải là một nhánh của bất kỳ khách hàng nào khác, mã cũng không đến từ bất kỳ khách hàng nào khác, nhưng nó thực sự bị ảnh hưởng và truyền cảm hứng từ Geth, Erigon và Akula. (https://thedefiant.io/paradigm-accused-copying-code)
Một thành viên cốt lõi khác là Jump Trading và Jump Capital. Người sáng lập Monad đến từ Jump Trading và có nhiều kinh nghiệm trong giao dịch tần suất cao; Các nhà đầu tư của Sei bao gồm Jump Capital và Jump đã tham gia sâu vào hệ sinh thái Solana, bao gồm cơ sở hạ tầng và các dự án. .
Dragonfly, một nhà đầu tư ban đầu vào Monad, cũng đã chú ý đến các lĩnh vực liên quan. Họ đã đầu tư vào NEAR, tập trung vào công nghệ sharding, cũng như các chuỗi công khai như Aptos, Avalanche và Nervos.
Nâng cấp thuật toán đồng thuận thôi chưa đủ, cuối cùng cũng đến lượt lớp thực thi
Trong một số cuộc chiến chuỗi công khai trước đây, lớp thực thi là nơi bị bỏ quên, họ hầu như chỉ nói về sự đổi mới của các thuật toán đồng thuận, cho dù đó là Solana, Avalanche hay EOS. Mặc dù họ có nhiều đổi mới trong lớp thực thi nhưng cộng đồng vẫn ghi nhớ thuật toán đồng thuận mà họ đã sử dụng và toàn bộ cộng đồng cũng cho rằng hiệu suất của các chuỗi công khai hiệu suất cao này đến từ sự đổi mới của thuật toán đồng thuận.
Nhưng thực tế không phải vậy, nếu bạn muốn có được chuỗi công khai hiệu suất cao, thuật toán đồng thuận và lớp thực thi cần phải phù hợp, điều này cũng phù hợp với khuyết điểm của thùng gỗ. Đối với những chuỗi công khai dựa trên EVM và chỉ cải thiện thuật toán đồng thuận, cần có các nút mạnh hơn để cải thiện hiệu suất. Ví dụ: BSC giới hạn lượng khí có thể được xử lý bởi một khối ở mức 2000 TPS, yêu cầu cấu hình máy gấp nhiều lần mức đầu tư của một nút đầy đủ Ethereum. Đa giáclý thuyếtNó có thể đạt tới 1.000 TPS, nhưng thường chỉ hàng chục đến hàng trăm.
Nút lưu trữ BSCYêu cầu ít nhất CPU 16 lõi và bộ nhớ 128 G,Nút EthereumYêu cầu ít nhất CPU 4 nhân và bộ nhớ 16 G.
Nhóm BSC đã nhận thức được những vấn đề này từ lâu nên cũng đang làm việc với NodeRealhợp tác phát triểnCông nghệ EVM song song. Chỉ bằng cách này, chúng tôi mới có thể tăng thêm số lượng giao dịch mà mỗi khối có thể xử lý, cho phép nhiều giao dịch được thực hiện song song hơn và tăng giới hạn trên TPS.
Tính song song: Không chỉ nâng cấp từ CPU đơn lõi lên CPU đa lõi
Trong hầu hết các hệ thống blockchain, các giao dịch được thực hiện hoàn toàn theo trình tự. Bạn có thể coi nó như một CPU lõi đơn. Phép tính tiếp theo chỉ có thể được thực hiện sau khi phép tính hiện tại hoàn tất. Mặc dù phương pháp này chậm nhưng ưu điểm của nó là đơn giản và độ phức tạp hệ thống thấp.
Nhưng nếu hệ thống blockchain trong tương lai cần truy cập vào quy mô người dùng ở cấp độ Internet, thì CPU lõi đơn chắc chắn sẽ không đủ. Do đó, việc nâng cấp lên máy ảo song song với CPU đa lõi có thể xử lý nhiều giao dịch cùng lúc và tăng thông lượng. Tuy nhiên, có rất nhiều thách thức trong việc triển khai kỹ thuật, ví dụ, tôi nên làm gì nếu hai giao dịch được xử lý cùng lúc ghi dữ liệu vào cùng một hợp đồng thông minh? Cần phải thiết kế một cơ chế mới để giải quyết mâu thuẫn này. Để thực hiện song song các hợp đồng thông minh hoàn toàn không liên quan khác, thông lượng có thể tăng lên tùy theo số lượng luồng và quy mô xử lý song song.
Ngoài ra, Parallel EVM không chỉ cải thiện khả năng song song mà còn tối ưu hóa hiệu quả thực thi đơn luồng. Giám đốc điều hành Monad Keone Honthể hiện, ...nút thắt thực sự (của EVM) là việc đọc và ghi trạng thái thường xuyên khi xử lý mọi thứ.... Ông cũng nói rằng việc thực thi song song chỉ là một phần của lộ trình và sứ mệnh lớn hơn của Monad là tập trung vào EVM và làm cho nó hiệu quả nhất có thể.
Do đó, mặc dù Parallel EVM có nghĩa đen là song song hóa, nhưng nó thực sự là một sự tối ưu hóa đặc biệt về hiệu suất của từng thành phần của EVM, do đó những nỗ lực của nó có thể thể hiện giới hạn hiệu suất theo tiêu chuẩn EVM.
EVM không bằng Solidity
Viết hợp đồng thông minh là một kỹ năng cần thiết đối với hầu hết các nhà phát triển blockchain. Các kỹ sư có thể sử dụng Solidity hoặc các ngôn ngữ hợp đồng thông minh cấp cao khác để viết các triển khai logic tương ứng dựa trên nhu cầu kinh doanh. Tuy nhiên, EVM thực tế không thể hiểu trực tiếp logic của Solidity mà phải trải qua một số dịch và dịch (biên dịch) sang ngôn ngữ cấp thấp mà máy có thể hiểu được (mã thao tác opcode/mã bytecode bytecode) trước khi có thể hiểu được. được đọc bởi máy ảo. Các nhà phát triển Solidity không cần phải hiểu quá trình dịch thuật này vì đã có những công cụ hoàn thiện để triển khai nó.
Suy cho cùng thì đó là dịch thuật, nên cũng sẽ có một số chi phí chung (chi phí bổ sung). Đối với các kỹ sư có kinh nghiệm về mã hóa cấp thấp, họ có thể viết logic chương trình trực tiếp bằng opcode trong Solidity, điều này có thể đạt được hiệu suất cao nhất, đồng nghĩa với việc người dùng có thể tiết kiệm Gas khi thực hiện giao dịch. Ví dụ: giao thức Cảng biển do Opensea đưa ra sử dụng rộng rãi hoạt động lắp ráp nội tuyến trong các hợp đồng thông minh để giảm chi phí gas cho người dùng nhiều nhất có thể.
Do đó, nếu cuối cùng có thể triển khai Parallel EVM, nó sẽ không chỉ mang lại khả năng song song hóa mà còn tối ưu hóa hiệu suất của toàn bộ ngăn xếp EVM. Các nhà phát triển ứng dụng thông thường không cần tốn nhiều công sức cho việc tối ưu hóa chỉ để tiết kiệm một ít xăng, bởi vì máy ảo cơ bản đủ mạnh để giải quyết những khác biệt này.
Hiệu suất EVM khác nhau và tiêu chuẩn không bằng thực hành kỹ thuật
Máy ảo cũng có thể được gọi là lớp thực thi, là công cụ trong đó các hợp đồng thông minh cuối cùng được tính toán và xử lý sau khi chúng được biên dịch thành các opcode. Mã byte được xác định bởi Máy ảo Ethereum (EVM) hiện đã trở thành một tiêu chuẩn công nghiệp. Cho dù đó là mạng lớp thứ hai dựa trên Ethereum hay các chuỗi công khai độc lập khác, chúng sẵn sàng tương thích trực tiếp và hoàn toàn hơn với EVM tiêu chuẩn trước khi phát triển Tác giả có thể viết hợp đồng thông minh một lần và triển khai chúng trên nhiều mạng, điều này cực kỳ tiết kiệm chi phí.
Do đó, miễn là nó hoàn toàn tương thích với tiêu chuẩn bytecode của EVM thì nó có thể được gọi là EVM, nhưng các phương pháp triển khai có thể rất khác nhau. Ví dụ: ứng dụng khách Ethereum Geth sử dụng ngôn ngữ Go để triển khai tiêu chuẩn EVM. Nhưng nhóm nghiên cứu điều hành Ipsilon của Ethereum Foundationduy trìMột triển khai EVM độc lập được phát triển trong C++ đã được phát triển. Các máy khách Ethereum khác có thể gọi trực tiếp thư viện này để thực thi dưới dạng EVM.
Ví dụ, nhiều sản phẩm sản xuất công nghiệp đều có tiêu chuẩn quốc tế tương ứng, ví dụ như khi một sản phẩm rời khỏi nhà máy, số lượng khuẩn lạc phải nhỏ hơn một giá trị nhất định mới có thể bán được, đây là tiêu chuẩn. Nhưng làm thế nào để đáp ứng tiêu chuẩn nhà máy này, mỗi nhà máy có thể chọn từ hàng chục phương pháp khử trùng khác nhau và một số nhà máy có thể tìm ra những cách tiết kiệm chi phí hơn để đáp ứng yêu cầu này. Đây là thực hành.
Vì cóevmonetriển khai, các triển khai khác cũng có thể được thực hiện. Vì vậy, trong ví dụ về EVM này, tiêu chuẩn EVM định nghĩa một số phương thức hoạt động cơ bản là bytecode (chẳng hạn như hỗ trợ số học cơ bản nhất như cộng, trừ, nhân, v.v.). Khi mỗi bytecode có một đầu vào nhất định thì sẽ có đầu ra Xác định . Khi cần đáp ứng tiêu chí này, việc triển khai (và thực tiễn) rất khác nhau, có nhiều chỗ để tùy chỉnh và khả năng tối ưu hóa kỹ thuật.
Điểm tương đồng và khác biệt của EVM song song
Trong đường đua Parallel EVM, ngoài Monad hot nhất còn có Sei, MegaETH, Polygon, Neon EVM, BSC, v.v. và ứng dụng khách Reth của Paradigm cũng muốn triển khai các chức năng song song hóa.
Từ góc độ định vị, Monad, Sei, Polygon và BSC đều là các chuỗi khối Lớp 1, trong khi MegaETH có thể là Lớp 2. Neon EVM dựa trên mạng Solana. Ngoài ra, Reth là một client nguồn mở và MegaETH sẽ tiếp tục được phát triển một phần dựa trên các dự án Reth.
Tất nhiên, giữa các đội này vẫn có sự cạnh tranh và tất cả các chi tiết kỹ thuật cũng như tài liệu kỹ thuật vẫn chưa được tiết lộ đầy đủ, sẽ phải đợi đến khi chúng dần dần được tiết lộ. Có lẽ đây lại giống như một cuộc chạy đua vũ trang, như BTC Lớp 2, Đặt lại và Ethereum Lớp 2. Mặc dù có những khác biệt nhỏ giữa các công nghệ (và nguồn mở), điều quan trọng hơn là làm thế nào để xây dựng tính độc đáo của hệ sinh thái.
Khó khăn kỹ thuật của EVM song song
Đối với các giao dịch được thực hiện tuần tự, nút thắt cổ chai là CPU và quá trình đọc và ghi trạng thái. Nhưng ưu điểm là phương pháp này đủ đơn giản, không có lỗi và mọi nhiệm vụ đều có thể được hoàn thành từng bước. Đối với các máy ảo thực thi song song có thể xảy ra xung đột trạng thái nên phần phán đoán này cần được bổ sung trước hoặc sau khi thực thi.
Một ví dụ đơn giản là nếu máy ảo hỗ trợ thực thi song song bốn luồng và mỗi luồng có thể xử lý một giao dịch cùng lúc, nếu bốn giao dịch này đều là các giao dịch có cùng nhóm giao dịch trên Uniswap thì chúng không thể được thực thi song song. Tính toán, vì mỗi giao dịch sẽ ảnh hưởng đến giá giao dịch của nhóm giao dịch này. Nhưng nếu bốn luồng này đang làm việc trên bốn việc hoàn toàn không liên quan cùng một lúc thì không có vấn đề gì.
Điều này sẽ liên quan đến việc thiết kế và triển khai kỹ thuật của các nhóm khác nhau, nhưng ít nhất điều phải được đảm bảo là sau khi thực thi song song, cần có một mô-đun để phát hiện xung đột và thực thi lại nếu gặp phải xung đột. Tất nhiên, nếu có thể dự đoán và sàng lọc trước các giao dịch có thể xung đột thì hiệu suất song song của toàn bộ máy ảo cũng có thể tăng lên.
Ngoài những khác biệt trong cách triển khai kỹ thuật của máy ảo Parallel EVM, mỗi nhóm thường sẽ thiết kế lại và nâng cao hiệu suất đọc và ghi của cơ sở dữ liệu trạng thái, đồng thời thiết kế một thuật toán đồng thuận, chẳng hạn như MonadDb và MonadBFT do Monad thiết kế.
thử thách
Đối với Parallel EVM, có hai thách thức có thể xảy ra: liệu Ethereum có nắm bắt được giá trị kỹ thuật dài hạn hay không; và việc tập trung hóa các nút.
Vì các nhóm khác nhau vẫn đang trong giai đoạn phát triển và thử nghiệm công nghệ Parallel EVM nên họ vẫn chưa chọn nguồn mở tất cả các chi tiết kỹ thuật. Tuy nhiên, sau khi vào mạng thử nghiệm và mạng chính, các tài liệu dự án này sẽ được công khai và cũng có thể được Ethereum hoặc các chuỗi công khai khác tiếp thu. Vì vậy, vào thời điểm đó cần đẩy mạnh xây dựng sinh thái nhanh hơn, xây dựng nhiều hào sinh thái hơn.
Tuy nhiên, vấn đề này không quá nghiêm trọng, một mặt, đối với các nhà phát triển Crypto, hiện nay có nhiều giấy phép nguồn mở hơn để lựa chọn (chẳng hạn như giấy phép của Uniswap có thể công khai mã nhưng không cho phép fork vào các dự án thương mại). mặt khác, vị trí của Monad vốn đã khác với vị trí của Ethereum. Ngay cả khi Ethereum có thể đạt được tính hữu hạn của một socket (SSF) trong tương lai, thì thời gian cuối cùng của các giao dịch vẫn sẽ kéo dài ít nhất là 12 giây, quá đủ cho các kịch bản ứng dụng tần số cao hơn.
Một thách thức khác thường gặp đối với tất cả các chuỗi công khai hiệu suất cao là làm thế nào để triển khai nhiều nút hơn để đáp ứng các yêu cầu cơ bản của người dùng về việc không được phép và không cần tin cậy: phân cấp. Có lẽ một số chỉ số có thể được định lượng, chẳng hạn như TPS chia cho yêu cầu phần cứng của nút, để chúng tôi có thể kiểm soát các biến và so sánh chuỗi công khai/khách hàng nào có TPS cao hơn dựa trên các yêu cầu phần cứng cụ thể. Xét cho cùng, yêu cầu phần cứng của một nút càng thấp thì số lượng nút có thể có càng cao.
Tiếp theo, chúng tôi sẽ tiếp tục theo dõi tiến độ của từng dự án Parallel EVM và thảo luận chi tiết về công nghệ cũng như sự khác biệt của chúng.
