تقرير بحث عميق حول الحساب المتوازي في Web3: المسار النهائي للتوسع الأصلي
1. المقدمة: توسيع السعة هو موضوع أبدي، والتوازي هو ساحة المعركة النهائية
تواجه أنظمة blockchain دائمًا مشكلة التوسع هذه. من الصعب تجاوز عنق الزجاجة في أداء Bitcoin وEthereum مقارنة بقدرات المعالجة في عالم Web2 التقليدي. هذه ليست مشكلة يمكن حلها ببساطة عن طريق زيادة عدد الخوادم، بل تنبع من القيود النظامية في التصميم الأساسي لل blockchain.
على مدى السنوات العشر الماضية، شهدنا محاولات متنوعة للتوسع، بدءًا من الجدل حول توسيع بيتكوين إلى رؤية تقسيم إيثريوم، ومن قنوات الحالة وPlasma إلى Rollup وسلاسل الكتل المودولية. يعد Rollup كخيار التوسع السائد حاليًا، حيث يعزز TPS وفي نفس الوقت يحتفظ بأمان إيثريوم. ومع ذلك، فإنه لم يمس الحدود الحقيقية لـ"أداء سلسلة واحدة" على مستوى البلوكشين، خاصة على مستوى التنفيذ.
بدأت الحسابات المتوازية ضمن السلسلة تدخل مجال الصناعة تدريجياً. على عكس توسيع السلسلة خارجياً، تحاول الحسابات المتوازية ضمن السلسلة إعادة بناء محرك التنفيذ بشكل جذري مع الحفاظ على هيكل السلسلة الواحدة، لترقية blockchain من "تنفيذ المعاملات بشكل متسلسل" إلى نظام عالي التزامن "متعدد الخيوط + أنابيب + جدولة الاعتماد". هذا لا يمكن أن يحقق زيادة في الإنتاجية بمئات الأضعاف فحسب، بل قد يصبح أيضاً المفتاح لانفجار تطبيقات العقود الذكية.
تقدم سلاسل جديدة مثل سولانا التوازي على مستوى الهيكل، بينما ترفع مشاريع مثل مونا د وميغا إيث التوازي داخل السلسلة إلى اختراقات أعمق. يمكن القول إن الحوسبة المتوازية ليست مجرد تحسين للأداء، بل هي نقطة تحول في نموذج تنفيذ blockchain. إنها تتحدى النموذج الأساسي لتنفيذ العقود الذكية، وتع redefine المنطق الأساسي لمعالجة المعاملات.
بعد أن تم توحيد مسار Rollup، أصبحت المعالجة المتوازية داخل السلسلة متغيرًا حاسمًا في المنافسة على Layer1 في الدورة الجديدة. لم تعد الأداء مجرد "أسرع"، بل هو إمكانية دعم عالم كامل من التطبيقات المتنوعة. هذه ليست مجرد منافسة تقنية، بل هي معركة على النموذج. من المحتمل أن تنشأ المنصة التنفيذية السيادية من الجيل التالي في عالم Web3 من هذه المعركة على المعالجة المتوازية داخل السلسلة.
٢. صورة شاملة لنموذج التوسع: خمس فئات من الطرق، لكل منها تركيز مختلف
تُعتبر توسيع السعة واحدة من أهم الموضوعات في تطور تقنية السلاسل العامة، وقد ولّدت تقريبًا جميع مسارات التقنية الرئيسية خلال العقد الماضي. بدأت هذه المنافسة التقنية "كيف نجعل السلسلة تعمل بشكل أسرع" من صراع حجم الكتلة في البيتكوين، وانقسمت في النهاية إلى خمس مسارات أساسية:
التوسع على السلسلة: زيادة حجم الكتلة، تقصير وقت إنشاء الكتلة، إلخ. على الرغم من الاحتفاظ باتساق السلسلة الفردية، إلا أنه من السهل الوصول إلى مخاطر المركزية والحد الأقصى للنظام.
توسيع خارج السلسلة: قنوات الحالة وسلاسل الجانبية. نقل معظم المعاملات إلى خارج السلسلة، وكتابة النتائج النهائية فقط في السلسلة الرئيسية. قابلية توسيع غير محدودة، ولكن توجد مشاكل في الثقة والأمان.
Layer2 Rollup: الحل الأكثر انتشارًا حاليًا لتوسيع نطاق الشبكة. يتم تحقيق التوسع من خلال التنفيذ خارج السلسلة والتحقق داخل السلسلة. يتمتع Optimistic Rollup و ZK Rollup بمزايا كل منهما، ولكنهما يعانيان أيضًا من اختناق مؤقت.
blockchain المودولية: فصل الوظائف الأساسية للبلوكشين، من خلال سلاسل متخصصة متعددة تؤدي وظائف مختلفة. قابل للتبديل ومرن، لكن التحديات واضحة.
الحوسبة المتوازية داخل السلسلة: تغيير بنية محرك التنفيذ داخل سلسلة واحدة لتحقيق المعالجة المتزامنة للمعاملات الذرية. يحتاج إلى إعادة كتابة منطق جدولة VM وإدخال آلية جدولة أنظمة الكمبيوتر الحديثة.
تظهر هذه الفئات الخمس من المسارات التوازن بين أداء البلوكشين، القابلية للتجميع، الأمان، والتعقيد. كل مسار له مزاياه وعيوبه، مما يشكل معًا صورة شاملة لترقية نموذج حساب Web3. وقد تكون المعالجة المتوازية داخل السلسلة هي ساحة المعركة النهائية في هذه الحرب الطويلة.
٣. خريطة تصنيف الحوسبة المتوازية: خمسة مسارات من الحسابات إلى التعليمات
أصبح الحوسبة المتوازية تدريجياً المسار الرئيسي لاختراق أداء blockchain. انطلاقاً من نموذج التنفيذ، يمكن تقسيم تقنية الحوسبة المتوازية إلى خمسة مسارات:
مستوى الحساب المتوازي: يمثلها سولانا. يعتمد على فك الارتباط بين الحساب والحالة، من خلال التحليل الثابت لتحديد تضارب المعاملات. مناسب للمعاملات ذات الهيكل الواضح، ولكن في السيناريوهات المعقدة قد ينخفض مستوى التوازي.
المستوى الكائن المتوازي: تمثله Aptos و Sui. إدخال "كائن الحالة" بدقة أكبر لإجراء جدولة متزامنة. أكثر عمومية، ولكن يزيد من عتبة اللغة وتعقيد التطوير.
التوازي على مستوى المعاملات: تمثلها Monad وSei وFuel. يتم بناء مخطط الاعتماد حول المعاملة التجارية بأكملها، وتنفيذ التدفق المتزامن. القدرة المحتملة على التحمل عالية، ولكنها تتطلب إدارة اعتماد معقدة.
التوازي على مستوى الآلة الافتراضية: تمثلها MegaETH. دمج قدرة التنفيذ المتزامن في منطق جدولة التعليمات الأساسية للآلة الافتراضية. تكمن الصعوبة في الحفاظ على التوافق مع EVM أثناء إعادة تصميم بيئة التنفيذ بأكملها.
التوازي على مستوى التعليمات: أدق مستوى من التوازي. مشابه للتنفيذ غير المتسلسل لوحدات المعالجة المركزية الحديثة وخطوط أنابيب التعليمات. لقد أدخل فريق Fuel هذا بشكل أولي، لكنه لا يزال في مرحلة التجريب.
تحدد هذه المسارات الخمسة من العمق الخشن إلى العمق الدقيق، وهي ليست فقط تفصيلًا للمنطق المتوازي، ولكنها أيضًا تصعيد في تعقيد النظام. إنها تشير إلى تحول نموذج حساب blockchain من التنفيذ التسلسلي التقليدي إلى بيئة موزعة عالية الأداء.
أربعة، تحليل عميق لمضمارين رئيسيين: Monad مقابل MegaETH
أكثر مسارين تقنيين يحظيان بشغف في مجال الحوسبة المتوازية في الوقت الحالي هما "بناء سلسلة الحوسبة المتوازية من الصفر" لـ Monad و "ثورة التوازي داخل EVM" لـ MegaETH. وهما يمثلان نموذجين مختلفين وهما "إعادة البناء" و"التوافق".
مناد تتبنى مسار إعادة بناء جذري، مستلهمة من قواعد البيانات الحديثة والأنظمة ذات الأداء العالي. تشمل تقنياتها الأساسية التحكم في التزام التفاؤل، جدولة المعاملات بتقنية DAG، والتنفيذ غير المتسلسل، وتهدف إلى رفع أداء معالجة المعاملات إلى مستوى مليون TPS. تدعم مناد من خلال طبقة اللغة الوسيطة التوافق مع Solidity، وتتبع استراتيجية "التوافق السطحي وإعادة البناء في العمق".
اختارت MegaETH تنفيذ التوازي على أساس EVM الحالي. إنها لا تغير معايير EVM، بل تعيد بناء نموذج تنفيذ التعليمات، وتدخل عزل مستوى الخيط وآلية التنفيذ غير المتزامن. تسمح MegaETH للمطورين بالحصول على تحسين الأداء دون الحاجة لتغيير العقود الحالية، مما يجعلها أكثر قبولًا في بيئة إيثيريوم.
موناد تشبه القطار فائق السرعة في مسار جديد، حيث تم إعادة تعريف كل شيء من المسار إلى جسم القطار. بينما MegaETH تشبه تركيب توربو على الطرق السريعة الحالية، مما يحسن هيكل الجدولة لجعل المركبات تسير بسرعة أكبر. من الممكن أن يجد كلاهما موضعه في الهيكلية المودولارية في المستقبل، لبناء محرك تنفيذ عالي الأداء لـ Web3.
خمسة، فرص وتحديات الحوسبة المتوازية في المستقبل
بدأ الحوسبة المتوازية بالانتقال من التصميم إلى التنفيذ، حيث بدأت إمكانياتها بالظهور تدريجياً. إنها لا تعزز الأداء فحسب، بل تعيد تشكيل نماذج التطوير والأعمال.
فرص
إزالة سقف التطبيق، ودعم التفاعل عالي التردد على السلسلة، مثل محرك ألعاب السلسلة الحقيقي والوكيل الذكي الذي يعمل بشكل مستقل في الوقت الحقيقي.
تحفيز ظهور جيل جديد من أدوات تطوير البرمجيات، مثل إطار العقود الذكية المتوازية، ومجمعات محسّنة، وغيرها.
توفير وحدات تنفيذ عالية الأداء لسلسلة الكتل المعيارية.
التحديات:
التحديات التقنية: ضمان التناسق في التزامن بين الحالات ومعالجة تضارب المعاملات.
نموذج الأمان لم يتم إنشاؤه بالكامل بعد، مثل عزل الخيوط، والمشكلات المتعلقة بالهجمات الجديدة وغيرها.
هجرة النظام البيئي والعتبة المعرفية للمطورين.
مستقبل الحوسبة المتوازية هو انتصار للهندسة النظامية، وأيضًا اختبار للتصميم البيئي. سيعيد تعريف جوهر السلسلة، وقد يصبح نقطة التحول في نموذج الحوسبة Web3.
سادساً، الخاتمة: هل الحوسبة المتوازية هي أفضل طريق للتوسع الأصلي في Web3؟
رغم أن الحوسبة المتوازية ليست الأسهل في التنفيذ، إلا أنها قد تكون الأقرب إلى جوهر blockchain. إنها تحاول إعادة بناء نموذج التنفيذ في الذرية الخاصة بالسلسلة، والوصول إلى جذور عنق الزجاجة في الأداء. هذه الطريقة في التوسع "المولودة من السلسلة" تحتفظ بنموذج الثقة الأساسي، مما يتيح أداءً مستدامًا للتطبيقات المعقدة.
إعادة هيكلة الحساب المتوازي هو "روح السلسلة". قد لا تكون هذه طريقة سريعة على المدى القصير، لكنها قد تكون الحل الوحيد المستدام في التطور طويل الأمد لـWeb3. نحن نشهد انتقالاً معماريًا مشابهًا من نظام تشغيل أحادي النواة إلى نظام تشغيل متعدد النواة، وقد تكون نواة نظام التشغيل الأصلي لـWeb3 مخفية في ذلك.
شاهد النسخة الأصلية
قد تحتوي هذه الصفحة على محتوى من جهات خارجية، يتم تقديمه لأغراض إعلامية فقط (وليس كإقرارات/ضمانات)، ولا ينبغي اعتباره موافقة على آرائه من قبل Gate، ولا بمثابة نصيحة مالية أو مهنية. انظر إلى إخلاء المسؤولية للحصول على التفاصيل.
تسجيلات الإعجاب 21
أعجبني
21
5
مشاركة
تعليق
0/400
nft_widow
· 07-23 09:29
موجه نحو Monad تقنية ثور
شاهد النسخة الأصليةرد0
PerennialLeek
· 07-22 19:20
مشكلة الأداء تتزايد يومياً ، ورفع الأسعار لا يزال غير كافٍ
أبحاث الحوسبة المتوازية في Web3: الطريق إلى التوسع الأصلي في المستقبل
تقرير بحث عميق حول الحساب المتوازي في Web3: المسار النهائي للتوسع الأصلي
1. المقدمة: توسيع السعة هو موضوع أبدي، والتوازي هو ساحة المعركة النهائية
تواجه أنظمة blockchain دائمًا مشكلة التوسع هذه. من الصعب تجاوز عنق الزجاجة في أداء Bitcoin وEthereum مقارنة بقدرات المعالجة في عالم Web2 التقليدي. هذه ليست مشكلة يمكن حلها ببساطة عن طريق زيادة عدد الخوادم، بل تنبع من القيود النظامية في التصميم الأساسي لل blockchain.
على مدى السنوات العشر الماضية، شهدنا محاولات متنوعة للتوسع، بدءًا من الجدل حول توسيع بيتكوين إلى رؤية تقسيم إيثريوم، ومن قنوات الحالة وPlasma إلى Rollup وسلاسل الكتل المودولية. يعد Rollup كخيار التوسع السائد حاليًا، حيث يعزز TPS وفي نفس الوقت يحتفظ بأمان إيثريوم. ومع ذلك، فإنه لم يمس الحدود الحقيقية لـ"أداء سلسلة واحدة" على مستوى البلوكشين، خاصة على مستوى التنفيذ.
بدأت الحسابات المتوازية ضمن السلسلة تدخل مجال الصناعة تدريجياً. على عكس توسيع السلسلة خارجياً، تحاول الحسابات المتوازية ضمن السلسلة إعادة بناء محرك التنفيذ بشكل جذري مع الحفاظ على هيكل السلسلة الواحدة، لترقية blockchain من "تنفيذ المعاملات بشكل متسلسل" إلى نظام عالي التزامن "متعدد الخيوط + أنابيب + جدولة الاعتماد". هذا لا يمكن أن يحقق زيادة في الإنتاجية بمئات الأضعاف فحسب، بل قد يصبح أيضاً المفتاح لانفجار تطبيقات العقود الذكية.
تقدم سلاسل جديدة مثل سولانا التوازي على مستوى الهيكل، بينما ترفع مشاريع مثل مونا د وميغا إيث التوازي داخل السلسلة إلى اختراقات أعمق. يمكن القول إن الحوسبة المتوازية ليست مجرد تحسين للأداء، بل هي نقطة تحول في نموذج تنفيذ blockchain. إنها تتحدى النموذج الأساسي لتنفيذ العقود الذكية، وتع redefine المنطق الأساسي لمعالجة المعاملات.
بعد أن تم توحيد مسار Rollup، أصبحت المعالجة المتوازية داخل السلسلة متغيرًا حاسمًا في المنافسة على Layer1 في الدورة الجديدة. لم تعد الأداء مجرد "أسرع"، بل هو إمكانية دعم عالم كامل من التطبيقات المتنوعة. هذه ليست مجرد منافسة تقنية، بل هي معركة على النموذج. من المحتمل أن تنشأ المنصة التنفيذية السيادية من الجيل التالي في عالم Web3 من هذه المعركة على المعالجة المتوازية داخل السلسلة.
٢. صورة شاملة لنموذج التوسع: خمس فئات من الطرق، لكل منها تركيز مختلف
تُعتبر توسيع السعة واحدة من أهم الموضوعات في تطور تقنية السلاسل العامة، وقد ولّدت تقريبًا جميع مسارات التقنية الرئيسية خلال العقد الماضي. بدأت هذه المنافسة التقنية "كيف نجعل السلسلة تعمل بشكل أسرع" من صراع حجم الكتلة في البيتكوين، وانقسمت في النهاية إلى خمس مسارات أساسية:
التوسع على السلسلة: زيادة حجم الكتلة، تقصير وقت إنشاء الكتلة، إلخ. على الرغم من الاحتفاظ باتساق السلسلة الفردية، إلا أنه من السهل الوصول إلى مخاطر المركزية والحد الأقصى للنظام.
توسيع خارج السلسلة: قنوات الحالة وسلاسل الجانبية. نقل معظم المعاملات إلى خارج السلسلة، وكتابة النتائج النهائية فقط في السلسلة الرئيسية. قابلية توسيع غير محدودة، ولكن توجد مشاكل في الثقة والأمان.
Layer2 Rollup: الحل الأكثر انتشارًا حاليًا لتوسيع نطاق الشبكة. يتم تحقيق التوسع من خلال التنفيذ خارج السلسلة والتحقق داخل السلسلة. يتمتع Optimistic Rollup و ZK Rollup بمزايا كل منهما، ولكنهما يعانيان أيضًا من اختناق مؤقت.
blockchain المودولية: فصل الوظائف الأساسية للبلوكشين، من خلال سلاسل متخصصة متعددة تؤدي وظائف مختلفة. قابل للتبديل ومرن، لكن التحديات واضحة.
الحوسبة المتوازية داخل السلسلة: تغيير بنية محرك التنفيذ داخل سلسلة واحدة لتحقيق المعالجة المتزامنة للمعاملات الذرية. يحتاج إلى إعادة كتابة منطق جدولة VM وإدخال آلية جدولة أنظمة الكمبيوتر الحديثة.
تظهر هذه الفئات الخمس من المسارات التوازن بين أداء البلوكشين، القابلية للتجميع، الأمان، والتعقيد. كل مسار له مزاياه وعيوبه، مما يشكل معًا صورة شاملة لترقية نموذج حساب Web3. وقد تكون المعالجة المتوازية داخل السلسلة هي ساحة المعركة النهائية في هذه الحرب الطويلة.
٣. خريطة تصنيف الحوسبة المتوازية: خمسة مسارات من الحسابات إلى التعليمات
أصبح الحوسبة المتوازية تدريجياً المسار الرئيسي لاختراق أداء blockchain. انطلاقاً من نموذج التنفيذ، يمكن تقسيم تقنية الحوسبة المتوازية إلى خمسة مسارات:
مستوى الحساب المتوازي: يمثلها سولانا. يعتمد على فك الارتباط بين الحساب والحالة، من خلال التحليل الثابت لتحديد تضارب المعاملات. مناسب للمعاملات ذات الهيكل الواضح، ولكن في السيناريوهات المعقدة قد ينخفض مستوى التوازي.
المستوى الكائن المتوازي: تمثله Aptos و Sui. إدخال "كائن الحالة" بدقة أكبر لإجراء جدولة متزامنة. أكثر عمومية، ولكن يزيد من عتبة اللغة وتعقيد التطوير.
التوازي على مستوى المعاملات: تمثلها Monad وSei وFuel. يتم بناء مخطط الاعتماد حول المعاملة التجارية بأكملها، وتنفيذ التدفق المتزامن. القدرة المحتملة على التحمل عالية، ولكنها تتطلب إدارة اعتماد معقدة.
التوازي على مستوى الآلة الافتراضية: تمثلها MegaETH. دمج قدرة التنفيذ المتزامن في منطق جدولة التعليمات الأساسية للآلة الافتراضية. تكمن الصعوبة في الحفاظ على التوافق مع EVM أثناء إعادة تصميم بيئة التنفيذ بأكملها.
التوازي على مستوى التعليمات: أدق مستوى من التوازي. مشابه للتنفيذ غير المتسلسل لوحدات المعالجة المركزية الحديثة وخطوط أنابيب التعليمات. لقد أدخل فريق Fuel هذا بشكل أولي، لكنه لا يزال في مرحلة التجريب.
تحدد هذه المسارات الخمسة من العمق الخشن إلى العمق الدقيق، وهي ليست فقط تفصيلًا للمنطق المتوازي، ولكنها أيضًا تصعيد في تعقيد النظام. إنها تشير إلى تحول نموذج حساب blockchain من التنفيذ التسلسلي التقليدي إلى بيئة موزعة عالية الأداء.
أربعة، تحليل عميق لمضمارين رئيسيين: Monad مقابل MegaETH
أكثر مسارين تقنيين يحظيان بشغف في مجال الحوسبة المتوازية في الوقت الحالي هما "بناء سلسلة الحوسبة المتوازية من الصفر" لـ Monad و "ثورة التوازي داخل EVM" لـ MegaETH. وهما يمثلان نموذجين مختلفين وهما "إعادة البناء" و"التوافق".
مناد تتبنى مسار إعادة بناء جذري، مستلهمة من قواعد البيانات الحديثة والأنظمة ذات الأداء العالي. تشمل تقنياتها الأساسية التحكم في التزام التفاؤل، جدولة المعاملات بتقنية DAG، والتنفيذ غير المتسلسل، وتهدف إلى رفع أداء معالجة المعاملات إلى مستوى مليون TPS. تدعم مناد من خلال طبقة اللغة الوسيطة التوافق مع Solidity، وتتبع استراتيجية "التوافق السطحي وإعادة البناء في العمق".
اختارت MegaETH تنفيذ التوازي على أساس EVM الحالي. إنها لا تغير معايير EVM، بل تعيد بناء نموذج تنفيذ التعليمات، وتدخل عزل مستوى الخيط وآلية التنفيذ غير المتزامن. تسمح MegaETH للمطورين بالحصول على تحسين الأداء دون الحاجة لتغيير العقود الحالية، مما يجعلها أكثر قبولًا في بيئة إيثيريوم.
موناد تشبه القطار فائق السرعة في مسار جديد، حيث تم إعادة تعريف كل شيء من المسار إلى جسم القطار. بينما MegaETH تشبه تركيب توربو على الطرق السريعة الحالية، مما يحسن هيكل الجدولة لجعل المركبات تسير بسرعة أكبر. من الممكن أن يجد كلاهما موضعه في الهيكلية المودولارية في المستقبل، لبناء محرك تنفيذ عالي الأداء لـ Web3.
خمسة، فرص وتحديات الحوسبة المتوازية في المستقبل
بدأ الحوسبة المتوازية بالانتقال من التصميم إلى التنفيذ، حيث بدأت إمكانياتها بالظهور تدريجياً. إنها لا تعزز الأداء فحسب، بل تعيد تشكيل نماذج التطوير والأعمال.
فرص
التحديات:
مستقبل الحوسبة المتوازية هو انتصار للهندسة النظامية، وأيضًا اختبار للتصميم البيئي. سيعيد تعريف جوهر السلسلة، وقد يصبح نقطة التحول في نموذج الحوسبة Web3.
سادساً، الخاتمة: هل الحوسبة المتوازية هي أفضل طريق للتوسع الأصلي في Web3؟
رغم أن الحوسبة المتوازية ليست الأسهل في التنفيذ، إلا أنها قد تكون الأقرب إلى جوهر blockchain. إنها تحاول إعادة بناء نموذج التنفيذ في الذرية الخاصة بالسلسلة، والوصول إلى جذور عنق الزجاجة في الأداء. هذه الطريقة في التوسع "المولودة من السلسلة" تحتفظ بنموذج الثقة الأساسي، مما يتيح أداءً مستدامًا للتطبيقات المعقدة.
إعادة هيكلة الحساب المتوازي هو "روح السلسلة". قد لا تكون هذه طريقة سريعة على المدى القصير، لكنها قد تكون الحل الوحيد المستدام في التطور طويل الأمد لـWeb3. نحن نشهد انتقالاً معماريًا مشابهًا من نظام تشغيل أحادي النواة إلى نظام تشغيل متعدد النواة، وقد تكون نواة نظام التشغيل الأصلي لـWeb3 مخفية في ذلك.