Informe de investigación sobre la profundidad de la computación paralela en Web3: la ruta definitiva para la escalabilidad nativa
I. Introducción: La expansión es un tema eterno, y la paralelización es el campo de batalla definitivo
Desde su creación, los sistemas de blockchain han enfrentado el problema central de la escalabilidad. La capacidad de procesamiento de transacciones de Bitcoin y Ethereum es limitada, muy por debajo de los sistemas tradicionales de Web2. Esto no es un problema que se pueda resolver simplemente aumentando servidores, sino que proviene de limitaciones sistémicas en el diseño subyacente de la blockchain.
En los últimos diez años, la tecnología de escalado ha evolucionado constantemente, desde la disputa por el escalado de Bitcoin hasta el sharding de Ethereum, desde los canales de estado hasta Rollup y las blockchains modular. Rollup, como la solución de escalado más popular en la actualidad, ha mejorado el rendimiento hasta cierto punto, pero no ha alcanzado el verdadero límite del "rendimiento de cadena única" subyacente.
El cálculo paralelo dentro de la cadena se está convirtiendo gradualmente en un nuevo foco de atención. Intenta reconstruir el motor de ejecución manteniendo la atomicidad de la cadena única, actualizando la blockchain de un modo de subproceso único a un sistema de cálculo de alta concurrencia. Esto no solo podría traer mejoras en el rendimiento de cientos de veces, sino que también podría ser una condición clave para la explosión de las aplicaciones de contratos inteligentes.
El cálculo en paralelo no solo es una optimización del rendimiento, sino que también es un punto de inflexión en el paradigma del modelo de ejecución de blockchain. Redefine la lógica básica del procesamiento de transacciones y proporciona un soporte de infraestructura sostenible para las aplicaciones nativas de Web3 en el futuro. Después de la homogeneización de Rollup, el paralelismo dentro de la cadena se está convirtiendo en una variable clave en esta nueva ronda de competencia de Layer1. Esto no es solo una competencia técnica, sino también una lucha de paradigmas. Es muy probable que la próxima generación de plataformas de ejecución soberana Web3 surja de este forcejeo de paralelismo dentro de la cadena.
Dos, Panorama del Paradigma de Escalabilidad: Cinco Rutas, Cada Una con Enfoque Específico
La escalabilidad, como uno de los temas más importantes en la evolución de la tecnología de cadenas públicas, ha dado origen a casi todas las rutas tecnológicas principales en la última década. Esta competencia técnica sobre "cómo hacer que la cadena funcione más rápido" ha dado lugar, en última instancia, a cinco rutas básicas.
Escalado en cadena: aumentar directamente el tamaño del bloque, acortar el tiempo de creación del bloque, etc. Mantiene la consistencia de la cadena única, pero es susceptible a riesgos de centralización.
Escalamiento fuera de la cadena: como canales de estado y cadenas laterales. Mueve las transacciones fuera de la cadena, escribiendo solo los resultados en la cadena principal. Puede aumentar significativamente el rendimiento, pero existen problemas de confianza y seguridad.
Layer2 Rollup: La solución de escalado más popular en la actualidad. Ejecución fuera de la cadena, verificación en la cadena, equilibrando la descentralización y el rendimiento. Sin embargo, existen cuellos de botella, como la dependencia de la disponibilidad de datos.
Blockchain modular: desacoplar las funciones centrales de la blockchain, permitiendo que múltiples cadenas especializadas realicen diferentes funciones. Flexible pero aumenta la complejidad.
Cálculo paralelo en cadena: cambiar la arquitectura del motor de ejecución para lograr el procesamiento concurrente de transacciones en la cadena. Es necesario reescribir la lógica de programación de VM e introducir mecanismos de programación de sistemas informáticos modernos.
Cada ruta tiene sus ventajas y desventajas, así como sus escenarios de aplicación. La paralelización en cadena se considera un requisito técnico importante para futuros escenarios de aplicaciones complejas.
Tres, mapa de clasificación de computación paralela: cinco grandes caminos desde la cuenta hasta la instrucción.
La tecnología de computación paralela se puede dividir en cinco rutas, de grano grueso a grano fino:
Paralelismo a nivel de cuenta: representado por Solana. Basado en la desacoplamiento de cuenta-estado, se juzga el conflicto de cuentas entre transacciones.
Paralelismo a nivel de objeto: como Aptos y Sui. Programación basada en unidades de "objetos de estado" de mayor granularidad.
Paralelismo a nivel de transacciones: como Monad, Sei, Fuel. Construir un gráfico de dependencias y programar en torno a toda la transacción.
Paralelismo a nivel de máquina virtual: como MegaETH. Soporta la ejecución concurrente multihilo directamente en la capa de VM.
Paralelismo a nivel de instrucción: como FuelVM. Análisis de programación y reordenamiento en paralelo para cada operación.
Estas cinco categorías de caminos, desde estructuras de datos estáticas hasta mecanismos de programación dinámica, presentan una complejidad y dificultad de programación que aumenta constantemente, pero también representan un cambio de paradigma en los modelos de cálculo de blockchain. La elección de caminos paralelos en diferentes cadenas públicas determinará el límite de capacidad de su futuro ecosistema de aplicaciones.
Cuarta, análisis profundo de dos grandes vías: Monad vs MegaETH
Las dos principales rutas tecnológicas más destacadas en el campo de la computación paralela actualmente son Monad y MegaETH.
Monad representa "construir una cadena de cálculo paralelo desde cero". Se basa en tecnologías modernas de bases de datos, adoptando mecanismos como control de concurrencia optimista y programación de transacciones DAG, con el objetivo de elevar el rendimiento de la cadena a millones de TPS. Monad soporta Solidity a través de una capa de lenguaje intermedia, logrando "compatibilidad en la superficie y reestructuración en el fondo".
MegaETH representa "Revolución Paralela en EVM". Introduce un mecanismo de programación multihilo, logrando la ejecución asíncrona a nivel de contrato, todo ello sobre la base de mantener la especificación de EVM. Este enfoque de "revolución conservadora" no requiere que los desarrolladores cambien el código existente, siendo más amigable para el ecosistema de Ethereum.
Monad y MegaETH representan dos enfoques en la computación paralela: el "reconstructor" y el "compatibilista". El primero busca romper paradigmas y lograr un rendimiento extremo, mientras que el segundo se centra en la optimización progresiva y la compatibilidad ecológica. Ambos tienen sus ventajas y podrían finalmente encontrar su lugar en una arquitectura de blockchain modular.
Cinco, oportunidades y desafíos futuros de la computación paralela
La computación paralela trae nuevas oportunidades a Web3:
Levantar el límite de la aplicación, apoyando escenarios más complejos como juegos en cadena, Agentes de IA, etc.
Reestructurar la cadena de herramientas para desarrolladores y la capa de abstracción de la máquina virtual.
Proporcionar módulos de ejecución de alto rendimiento para cadenas de bloques modularizadas.
También enfrenta desafíos:
El desafío técnico de garantizar la consistencia de concurrencia del estado y el manejo de conflictos.
El umbral para la migración del ecosistema de desarrolladores y la adaptación a nuevos paradigmas.
La reconstrucción del modelo de seguridad.
El futuro de la computación paralela no solo es un avance tecnológico, sino que también requiere la sabiduría del diseño ecológico. Redefinirá la esencia de la blockchain y podría convertirse en un punto de inflexión para el paradigma de la computación Web3.
Seis, Conclusión: ¿Es la computación paralela el mejor camino para la escalabilidad nativa de Web3?
Aunque la computación paralela es difícil de implementar, puede ser la ruta de escalabilidad más cercana a la esencia de la blockchain. Esta reestructura fundamental del modelo de ejecución conserva el modelo de confianza central de la blockchain. Este enfoque de escalabilidad "nativo de la cadena" reserva una base de rendimiento sostenible para aplicaciones complejas en el futuro.
La computación paralela reconstruye "el alma de la cadena". Aunque no es un atajo que dé resultados a corto plazo, podría ser la única solución sostenible en la evolución a largo plazo de Web3. Estamos siendo testigos de una transición arquitectónica similar a la de pasar de un sistema operativo de un solo núcleo a uno de múltiples núcleos; la forma primitiva del sistema operativo nativo de Web3 podría estar oculta en estos experimentos paralelos dentro de las cadenas.
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SchroedingersFrontrun
· hace7h
Todo el día investigando la escalabilidad, alcista, hablando sin parar.
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PoolJumper
· 07-23 22:56
La verdadera expansión depende de la cadena. ¡Esperando con ansias~
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BearMarketSage
· 07-22 22:16
¡Qué tontería! Los desarrolladores solo están dibujando promesas otra vez.
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MevTears
· 07-22 22:16
El salvador también tiene que sentirse muy mal. Correr cuesta.
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GasSavingMaster
· 07-22 22:16
Este monad realmente no está mal~ es mucho mejor que esos L2, no sé a dónde llegan.
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MidsommarWallet
· 07-22 22:15
Con este rendimiento, ¿todavía están presumiendo?
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UncommonNPC
· 07-22 22:13
¿Otra vez ampliando la capacidad? Todos lo entendemos.
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WhaleSurfer
· 07-22 22:09
tps es demasiado difícil, ¿no es un poco exagerado?
El auge del cálculo paralelo en Web3: la solución definitiva para la escalabilidad en la cadena y perspectivas futuras
Informe de investigación sobre la profundidad de la computación paralela en Web3: la ruta definitiva para la escalabilidad nativa
I. Introducción: La expansión es un tema eterno, y la paralelización es el campo de batalla definitivo
Desde su creación, los sistemas de blockchain han enfrentado el problema central de la escalabilidad. La capacidad de procesamiento de transacciones de Bitcoin y Ethereum es limitada, muy por debajo de los sistemas tradicionales de Web2. Esto no es un problema que se pueda resolver simplemente aumentando servidores, sino que proviene de limitaciones sistémicas en el diseño subyacente de la blockchain.
En los últimos diez años, la tecnología de escalado ha evolucionado constantemente, desde la disputa por el escalado de Bitcoin hasta el sharding de Ethereum, desde los canales de estado hasta Rollup y las blockchains modular. Rollup, como la solución de escalado más popular en la actualidad, ha mejorado el rendimiento hasta cierto punto, pero no ha alcanzado el verdadero límite del "rendimiento de cadena única" subyacente.
El cálculo paralelo dentro de la cadena se está convirtiendo gradualmente en un nuevo foco de atención. Intenta reconstruir el motor de ejecución manteniendo la atomicidad de la cadena única, actualizando la blockchain de un modo de subproceso único a un sistema de cálculo de alta concurrencia. Esto no solo podría traer mejoras en el rendimiento de cientos de veces, sino que también podría ser una condición clave para la explosión de las aplicaciones de contratos inteligentes.
El cálculo en paralelo no solo es una optimización del rendimiento, sino que también es un punto de inflexión en el paradigma del modelo de ejecución de blockchain. Redefine la lógica básica del procesamiento de transacciones y proporciona un soporte de infraestructura sostenible para las aplicaciones nativas de Web3 en el futuro. Después de la homogeneización de Rollup, el paralelismo dentro de la cadena se está convirtiendo en una variable clave en esta nueva ronda de competencia de Layer1. Esto no es solo una competencia técnica, sino también una lucha de paradigmas. Es muy probable que la próxima generación de plataformas de ejecución soberana Web3 surja de este forcejeo de paralelismo dentro de la cadena.
Dos, Panorama del Paradigma de Escalabilidad: Cinco Rutas, Cada Una con Enfoque Específico
La escalabilidad, como uno de los temas más importantes en la evolución de la tecnología de cadenas públicas, ha dado origen a casi todas las rutas tecnológicas principales en la última década. Esta competencia técnica sobre "cómo hacer que la cadena funcione más rápido" ha dado lugar, en última instancia, a cinco rutas básicas.
Escalado en cadena: aumentar directamente el tamaño del bloque, acortar el tiempo de creación del bloque, etc. Mantiene la consistencia de la cadena única, pero es susceptible a riesgos de centralización.
Escalamiento fuera de la cadena: como canales de estado y cadenas laterales. Mueve las transacciones fuera de la cadena, escribiendo solo los resultados en la cadena principal. Puede aumentar significativamente el rendimiento, pero existen problemas de confianza y seguridad.
Layer2 Rollup: La solución de escalado más popular en la actualidad. Ejecución fuera de la cadena, verificación en la cadena, equilibrando la descentralización y el rendimiento. Sin embargo, existen cuellos de botella, como la dependencia de la disponibilidad de datos.
Blockchain modular: desacoplar las funciones centrales de la blockchain, permitiendo que múltiples cadenas especializadas realicen diferentes funciones. Flexible pero aumenta la complejidad.
Cálculo paralelo en cadena: cambiar la arquitectura del motor de ejecución para lograr el procesamiento concurrente de transacciones en la cadena. Es necesario reescribir la lógica de programación de VM e introducir mecanismos de programación de sistemas informáticos modernos.
Cada ruta tiene sus ventajas y desventajas, así como sus escenarios de aplicación. La paralelización en cadena se considera un requisito técnico importante para futuros escenarios de aplicaciones complejas.
Tres, mapa de clasificación de computación paralela: cinco grandes caminos desde la cuenta hasta la instrucción.
La tecnología de computación paralela se puede dividir en cinco rutas, de grano grueso a grano fino:
Paralelismo a nivel de cuenta: representado por Solana. Basado en la desacoplamiento de cuenta-estado, se juzga el conflicto de cuentas entre transacciones.
Paralelismo a nivel de objeto: como Aptos y Sui. Programación basada en unidades de "objetos de estado" de mayor granularidad.
Paralelismo a nivel de transacciones: como Monad, Sei, Fuel. Construir un gráfico de dependencias y programar en torno a toda la transacción.
Paralelismo a nivel de máquina virtual: como MegaETH. Soporta la ejecución concurrente multihilo directamente en la capa de VM.
Paralelismo a nivel de instrucción: como FuelVM. Análisis de programación y reordenamiento en paralelo para cada operación.
Estas cinco categorías de caminos, desde estructuras de datos estáticas hasta mecanismos de programación dinámica, presentan una complejidad y dificultad de programación que aumenta constantemente, pero también representan un cambio de paradigma en los modelos de cálculo de blockchain. La elección de caminos paralelos en diferentes cadenas públicas determinará el límite de capacidad de su futuro ecosistema de aplicaciones.
Cuarta, análisis profundo de dos grandes vías: Monad vs MegaETH
Las dos principales rutas tecnológicas más destacadas en el campo de la computación paralela actualmente son Monad y MegaETH.
Monad representa "construir una cadena de cálculo paralelo desde cero". Se basa en tecnologías modernas de bases de datos, adoptando mecanismos como control de concurrencia optimista y programación de transacciones DAG, con el objetivo de elevar el rendimiento de la cadena a millones de TPS. Monad soporta Solidity a través de una capa de lenguaje intermedia, logrando "compatibilidad en la superficie y reestructuración en el fondo".
MegaETH representa "Revolución Paralela en EVM". Introduce un mecanismo de programación multihilo, logrando la ejecución asíncrona a nivel de contrato, todo ello sobre la base de mantener la especificación de EVM. Este enfoque de "revolución conservadora" no requiere que los desarrolladores cambien el código existente, siendo más amigable para el ecosistema de Ethereum.
Monad y MegaETH representan dos enfoques en la computación paralela: el "reconstructor" y el "compatibilista". El primero busca romper paradigmas y lograr un rendimiento extremo, mientras que el segundo se centra en la optimización progresiva y la compatibilidad ecológica. Ambos tienen sus ventajas y podrían finalmente encontrar su lugar en una arquitectura de blockchain modular.
Cinco, oportunidades y desafíos futuros de la computación paralela
La computación paralela trae nuevas oportunidades a Web3:
Levantar el límite de la aplicación, apoyando escenarios más complejos como juegos en cadena, Agentes de IA, etc.
Reestructurar la cadena de herramientas para desarrolladores y la capa de abstracción de la máquina virtual.
Proporcionar módulos de ejecución de alto rendimiento para cadenas de bloques modularizadas.
También enfrenta desafíos:
El desafío técnico de garantizar la consistencia de concurrencia del estado y el manejo de conflictos.
El umbral para la migración del ecosistema de desarrolladores y la adaptación a nuevos paradigmas.
La reconstrucción del modelo de seguridad.
El futuro de la computación paralela no solo es un avance tecnológico, sino que también requiere la sabiduría del diseño ecológico. Redefinirá la esencia de la blockchain y podría convertirse en un punto de inflexión para el paradigma de la computación Web3.
Seis, Conclusión: ¿Es la computación paralela el mejor camino para la escalabilidad nativa de Web3?
Aunque la computación paralela es difícil de implementar, puede ser la ruta de escalabilidad más cercana a la esencia de la blockchain. Esta reestructura fundamental del modelo de ejecución conserva el modelo de confianza central de la blockchain. Este enfoque de escalabilidad "nativo de la cadena" reserva una base de rendimiento sostenible para aplicaciones complejas en el futuro.
La computación paralela reconstruye "el alma de la cadena". Aunque no es un atajo que dé resultados a corto plazo, podría ser la única solución sostenible en la evolución a largo plazo de Web3. Estamos siendo testigos de una transición arquitectónica similar a la de pasar de un sistema operativo de un solo núcleo a uno de múltiples núcleos; la forma primitiva del sistema operativo nativo de Web3 podría estar oculta en estos experimentos paralelos dentro de las cadenas.