Laporan Penelitian Kedalaman Komputasi Paralel Web3: Jalur Utama untuk Skalabilitas Asli
I. Pendahuluan: Ekspansi adalah topik abadi, paralel adalah medan perang tertinggi
Sistem blockchain selalu menghadapi masalah inti ini, yaitu skalabilitas. Kendala kinerja Bitcoin dan Ethereum sulit untuk melampaui kapasitas pemrosesan dunia Web2 tradisional. Ini bukan masalah yang dapat diselesaikan hanya dengan menambah server, tetapi berasal dari batasan sistemik dalam desain dasar blockchain.
Selama sepuluh tahun terakhir, kita telah menyaksikan berbagai upaya skalabilitas, dari kontroversi skalabilitas Bitcoin hingga visi shard Ethereum, dari saluran status, Plasma hingga Rollup dan blockchain modular. Rollup sebagai solusi skalabilitas arus utama saat ini, meningkatkan TPS sambil mempertahankan keamanan Ethereum. Namun, itu belum menyentuh batas "kinerja rantai tunggal" yang sebenarnya dari blockchain, terutama di tingkat eksekusi.
Perhitungan paralel dalam rantai secara bertahap memasuki pandangan industri. Berbeda dengan peningkatan kapasitas di luar rantai, perhitungan paralel dalam rantai berusaha untuk merekonstruksi mesin eksekusi secara menyeluruh sambil mempertahankan struktur rantai tunggal, mengupgrade blockchain dari "eksekusi transaksi secara serial satu per satu" menjadi sistem konkuren tinggi "multi-threading + pipeline + penjadwalan ketergantungan". Ini tidak hanya dapat mencapai peningkatan throughput ratusan kali lipat, tetapi juga dapat menjadi kunci ledakan aplikasi kontrak pintar.
Solana dan rantai baru lainnya memperkenalkan paralelisme di tingkat arsitektur, sementara proyek seperti Monad dan MegaETH lebih lanjut meningkatkan paralelisme dalam rantai ke terobosan yang lebih dalam. Bisa dibilang, komputasi paralel bukan hanya optimisasi kinerja, tetapi juga titik balik dalam model eksekusi blockchain. Ini menantang pola dasar eksekusi kontrak pintar dan mendefinisikan ulang logika dasar pemrosesan transaksi.
Setelah jalur Rollup menjadi seragam, paralel dalam rantai mulai menjadi variabel penentu dalam kompetisi Layer1 pada siklus baru. Kinerja tidak lagi hanya tentang "lebih cepat", tetapi tentang kemungkinan untuk mendukung seluruh dunia aplikasi heterogen. Ini bukan hanya perlombaan teknologi, tetapi juga pertempuran paradigma. Platform eksekusi kedaulatan generasi berikutnya di dunia Web3 kemungkinan besar akan lahir dari perjuangan paralel dalam rantai ini.
Dua, Peta Paradigma Ekspansi: Lima Jenis Rute, Masing-Masing Memiliki Fokus Tersendiri
Skalabilitas sebagai salah satu topik terpenting dalam evolusi teknologi blockchain, telah melahirkan hampir semua jalur teknologi utama dalam sepuluh tahun terakhir. Dimulai dari perselisihan ukuran blok Bitcoin, perlombaan teknologi "bagaimana membuat rantai berjalan lebih cepat" ini akhirnya membedakan menjadi lima jalur dasar:
Ekspansi di atas rantai: meningkatkan ukuran blok, memperpendek waktu pembuatan blok, dll. Meskipun mempertahankan konsistensi rantai tunggal, tetapi mudah menghadapi risiko sentralisasi dan batasan sistem.
Skalabilitas Off-Chain: saluran status dan sidechain. Memindahkan sebagian besar transaksi ke off-chain, hanya menuliskan hasil akhir ke mainchain. Dapat memperluas throughput tanpa batas, tetapi ada masalah kepercayaan dan keamanan.
Layer2 Rollup: Solusi skalabilitas yang paling luas diterapkan saat ini. Mencapai skalabilitas melalui eksekusi di luar rantai dan verifikasi di dalam rantai. Optimistic Rollup dan ZK Rollup memiliki keunggulan masing-masing, tetapi juga terdapat kendala sementara.
Blockchain Modular: Memisahkan fungsi inti blockchain, diselesaikan oleh beberapa rantai khusus untuk menyelesaikan fungsi yang berbeda. Fleksibel dapat diganti, tetapi tantangan juga jelas.
Perhitungan paralel dalam rantai: Mengubah arsitektur mesin eksekusi di dalam satu rantai, untuk mencapai pemrosesan bersamaan transaksi atomik. Diperlukan penulisan ulang logika penjadwalan VM, memperkenalkan mekanisme penjadwalan sistem komputer modern.
Lima jenis jalur ini mencerminkan trade-off antara kinerja, komposabilitas, keamanan, dan kompleksitas dalam blockchain. Setiap jalur memiliki kelebihan dan kekurangannya, bersama-sama membentuk gambaran keseluruhan tentang peningkatan paradigma komputasi Web3. Sementara itu, paralel di dalam rantai, mungkin menjadi medan perang terakhir dalam perang jangka panjang ini.
Tiga, Peta Klasifikasi Perhitungan Paralel: Lima Jalur dari Akun ke Instruksi
Perhitungan paralel secara bertahap menjadi jalur inti untuk terobosan kinerja blockchain. Dari model eksekusi, teknologi perhitungan paralel dapat dibagi menjadi lima jalur:
Paralel tingkat akun: diwakili oleh Solana. Berdasarkan pemisahan akun-status, menentukan konflik transaksi melalui analisis statis. Cocok untuk transaksi yang terstruktur dengan jelas, tetapi dalam skenario yang kompleks, tingkat paralel mungkin menurun.
Paralelisme tingkat objek: diwakili oleh Aptos dan Sui. Memperkenalkan "objek status" yang lebih halus untuk penjadwalan konkuren. Lebih umum, tetapi meningkatkan ambang bahasa dan kompleksitas pengembangan.
Paralelisme tingkat transaksi: yang diwakili oleh Monad, Sei, dan Fuel. Membangun grafik ketergantungan di sekitar seluruh transaksi perdagangan, melakukan eksekusi aliran paralel. Kemampuan throughput potensial tinggi, tetapi memerlukan manajemen ketergantungan yang kompleks.
Paralelisme tingkat mesin virtual: diwakili oleh MegaETH. Mengintegrasikan kemampuan eksekusi bersamaan ke dalam logika penjadwalan instruksi dasar VM. Tantangannya terletak pada mempertahankan kompatibilitas EVM sambil memodifikasi seluruh lingkungan eksekusi.
Paralelisme tingkat instruksi: paralelisme dengan granularity terkecil. Mirip dengan eksekusi out-of-order dan pipeline instruksi pada CPU modern. Tim Fuel telah memperkenalkan secara awal, tetapi masih dalam tahap percobaan.
Lima jalur ini dari granularitas kasar ke granularitas halus, merupakan pemurnian logika paralel, serta peningkatan kompleksitas sistem. Mereka menandai pergeseran model komputasi blockchain dari eksekusi urut tradisional ke lingkungan terdistribusi berkinerja tinggi.
Empat, Dua Jalur Utama yang Dalam: Monad vs MegaETH
Dua jalur teknologi yang paling menarik perhatian saat ini di bidang komputasi paralel adalah "membangun rantai komputasi paralel dari nol" oleh Monad dan "revolusi paralel internal EVM" oleh MegaETH. Keduanya mewakili dua paradigma berbeda: "rekonstruksionisme" dan "kompatibilisme".
Monad mengadopsi pendekatan rekonstruksi yang mendalam, terinspirasi dari database modern dan sistem berkinerja tinggi. Teknologi inti mencakup kontrol konkurensi optimis, penjadwalan DAG transaksi, eksekusi tidak terurut, dan bertujuan untuk meningkatkan kinerja pemrosesan transaksi hingga tingkat juta TPS. Monad mendukung kompatibilitas Solidity melalui lapisan bahasa perantara, dengan strategi "kompatibilitas permukaan, rekonstruksi dasar".
MegaETH memilih untuk mengimplementasikan paralel di atas dasar EVM yang ada. Ini tidak mengubah spesifikasi EVM, tetapi merekonstruksi model eksekusi instruksi, memperkenalkan isolasi tingkat thread dan mekanisme eksekusi asinkron. MegaETH memungkinkan pengembang untuk mendapatkan peningkatan kinerja tanpa mengubah kontrak yang ada, sehingga lebih mudah diterima oleh ekosistem Ethereum.
Monad seperti kereta cepat baru di jalur baru, dari rel hingga bodi kereta semuanya didefinisikan ulang. MegaETH seperti memasang turbo pada jalan raya yang sudah ada, meningkatkan struktur penjadwalan agar kendaraan dapat berjalan lebih cepat. Keduanya mungkin menemukan posisi masing-masing dalam arsitektur modular di masa depan, bersama-sama membangun mesin eksekusi berkinerja tinggi untuk Web3.
Lima, Peluang dan Tantangan Masa Depan Komputasi Paralel
Perhitungan paralel sedang beralih dari desain ke implementasi, potensinya secara bertahap mulai terlihat. Ini tidak hanya membawa peningkatan kinerja, tetapi juga merombak paradigma pengembangan dan model bisnis.
Peluang:
Menghapus batasan aplikasi, mendukung interaksi frekuensi tinggi di blockchain, seperti mesin permainan blockchain yang sebenarnya dan agen AI yang otonom secara real-time.
Mendorong lahirnya generasi baru alat pengembangan, seperti kerangka kontrak pintar paralel, kompiler yang dioptimalkan, dll.
Menyediakan modul eksekusi berkinerja tinggi untuk blockchain modular.
Tantangan:
Masalah teknis: jaminan konsistensi status yang bersamaan dan penanganan konflik transaksi.
Model keamanan belum sepenuhnya dibangun, seperti isolasi thread, serangan baru, dan masalah lainnya.
Migrasi ekosistem dan ambang pemahaman pengembang.
Masa depan komputasi paralel adalah kemenangan rekayasa sistem, sekaligus ujian desain ekologi. Ini akan mendefinisikan kembali esensi rantai, dan mungkin menjadi titik balik dalam paradigma komputasi Web3.
Enam, Kesimpulan: Apakah komputasi paralel adalah jalur terbaik untuk skalabilitas asli Web3?
Meskipun komputasi paralel bukanlah yang paling mudah untuk diimplementasikan, namun mungkin paling mendekati esensi blockchain. Ini mencoba untuk membangun kembali model eksekusi dalam atomisitas rantai, langsung menuju sumber hambatan kinerja. Cara skalabilitas yang "berasal dari rantai" ini mempertahankan model kepercayaan inti, dan menyediakan kinerja yang berkelanjutan untuk aplikasi yang kompleks.
Perhitungan paralel merekonstruksi "jiwa rantai". Ini mungkin bukan jalan pintas jangka pendek, tetapi mungkin satu-satunya solusi berkelanjutan dalam evolusi jangka panjang Web3. Kita sedang menyaksikan suatu lompatan arsitektur yang mirip dengan transisi dari OS satu inti ke OS multi inti, bentuk awal sistem operasi asli Web3 mungkin tersembunyi di dalamnya.
Lihat Asli
Halaman ini mungkin berisi konten pihak ketiga, yang disediakan untuk tujuan informasi saja (bukan pernyataan/jaminan) dan tidak boleh dianggap sebagai dukungan terhadap pandangannya oleh Gate, atau sebagai nasihat keuangan atau profesional. Lihat Penafian untuk detailnya.
23 Suka
Hadiah
23
6
Bagikan
Komentar
0/400
IntrovertMetaverse
· 07-25 00:19
Ya, hanya untuk throughput~
Lihat AsliBalas0
nft_widow
· 07-23 09:29
Menuju Monad, teknologi bull
Lihat AsliBalas0
PerennialLeek
· 07-22 19:20
Masalah kinerja setiap hari diangkat, harga naik tetapi tidak memberikan kekuatan.
Penelitian Komputasi Paralel Web3: Jalan Masa Depan Skalabilitas Native
Laporan Penelitian Kedalaman Komputasi Paralel Web3: Jalur Utama untuk Skalabilitas Asli
I. Pendahuluan: Ekspansi adalah topik abadi, paralel adalah medan perang tertinggi
Sistem blockchain selalu menghadapi masalah inti ini, yaitu skalabilitas. Kendala kinerja Bitcoin dan Ethereum sulit untuk melampaui kapasitas pemrosesan dunia Web2 tradisional. Ini bukan masalah yang dapat diselesaikan hanya dengan menambah server, tetapi berasal dari batasan sistemik dalam desain dasar blockchain.
Selama sepuluh tahun terakhir, kita telah menyaksikan berbagai upaya skalabilitas, dari kontroversi skalabilitas Bitcoin hingga visi shard Ethereum, dari saluran status, Plasma hingga Rollup dan blockchain modular. Rollup sebagai solusi skalabilitas arus utama saat ini, meningkatkan TPS sambil mempertahankan keamanan Ethereum. Namun, itu belum menyentuh batas "kinerja rantai tunggal" yang sebenarnya dari blockchain, terutama di tingkat eksekusi.
Perhitungan paralel dalam rantai secara bertahap memasuki pandangan industri. Berbeda dengan peningkatan kapasitas di luar rantai, perhitungan paralel dalam rantai berusaha untuk merekonstruksi mesin eksekusi secara menyeluruh sambil mempertahankan struktur rantai tunggal, mengupgrade blockchain dari "eksekusi transaksi secara serial satu per satu" menjadi sistem konkuren tinggi "multi-threading + pipeline + penjadwalan ketergantungan". Ini tidak hanya dapat mencapai peningkatan throughput ratusan kali lipat, tetapi juga dapat menjadi kunci ledakan aplikasi kontrak pintar.
Solana dan rantai baru lainnya memperkenalkan paralelisme di tingkat arsitektur, sementara proyek seperti Monad dan MegaETH lebih lanjut meningkatkan paralelisme dalam rantai ke terobosan yang lebih dalam. Bisa dibilang, komputasi paralel bukan hanya optimisasi kinerja, tetapi juga titik balik dalam model eksekusi blockchain. Ini menantang pola dasar eksekusi kontrak pintar dan mendefinisikan ulang logika dasar pemrosesan transaksi.
Setelah jalur Rollup menjadi seragam, paralel dalam rantai mulai menjadi variabel penentu dalam kompetisi Layer1 pada siklus baru. Kinerja tidak lagi hanya tentang "lebih cepat", tetapi tentang kemungkinan untuk mendukung seluruh dunia aplikasi heterogen. Ini bukan hanya perlombaan teknologi, tetapi juga pertempuran paradigma. Platform eksekusi kedaulatan generasi berikutnya di dunia Web3 kemungkinan besar akan lahir dari perjuangan paralel dalam rantai ini.
Dua, Peta Paradigma Ekspansi: Lima Jenis Rute, Masing-Masing Memiliki Fokus Tersendiri
Skalabilitas sebagai salah satu topik terpenting dalam evolusi teknologi blockchain, telah melahirkan hampir semua jalur teknologi utama dalam sepuluh tahun terakhir. Dimulai dari perselisihan ukuran blok Bitcoin, perlombaan teknologi "bagaimana membuat rantai berjalan lebih cepat" ini akhirnya membedakan menjadi lima jalur dasar:
Ekspansi di atas rantai: meningkatkan ukuran blok, memperpendek waktu pembuatan blok, dll. Meskipun mempertahankan konsistensi rantai tunggal, tetapi mudah menghadapi risiko sentralisasi dan batasan sistem.
Skalabilitas Off-Chain: saluran status dan sidechain. Memindahkan sebagian besar transaksi ke off-chain, hanya menuliskan hasil akhir ke mainchain. Dapat memperluas throughput tanpa batas, tetapi ada masalah kepercayaan dan keamanan.
Layer2 Rollup: Solusi skalabilitas yang paling luas diterapkan saat ini. Mencapai skalabilitas melalui eksekusi di luar rantai dan verifikasi di dalam rantai. Optimistic Rollup dan ZK Rollup memiliki keunggulan masing-masing, tetapi juga terdapat kendala sementara.
Blockchain Modular: Memisahkan fungsi inti blockchain, diselesaikan oleh beberapa rantai khusus untuk menyelesaikan fungsi yang berbeda. Fleksibel dapat diganti, tetapi tantangan juga jelas.
Perhitungan paralel dalam rantai: Mengubah arsitektur mesin eksekusi di dalam satu rantai, untuk mencapai pemrosesan bersamaan transaksi atomik. Diperlukan penulisan ulang logika penjadwalan VM, memperkenalkan mekanisme penjadwalan sistem komputer modern.
Lima jenis jalur ini mencerminkan trade-off antara kinerja, komposabilitas, keamanan, dan kompleksitas dalam blockchain. Setiap jalur memiliki kelebihan dan kekurangannya, bersama-sama membentuk gambaran keseluruhan tentang peningkatan paradigma komputasi Web3. Sementara itu, paralel di dalam rantai, mungkin menjadi medan perang terakhir dalam perang jangka panjang ini.
Tiga, Peta Klasifikasi Perhitungan Paralel: Lima Jalur dari Akun ke Instruksi
Perhitungan paralel secara bertahap menjadi jalur inti untuk terobosan kinerja blockchain. Dari model eksekusi, teknologi perhitungan paralel dapat dibagi menjadi lima jalur:
Paralel tingkat akun: diwakili oleh Solana. Berdasarkan pemisahan akun-status, menentukan konflik transaksi melalui analisis statis. Cocok untuk transaksi yang terstruktur dengan jelas, tetapi dalam skenario yang kompleks, tingkat paralel mungkin menurun.
Paralelisme tingkat objek: diwakili oleh Aptos dan Sui. Memperkenalkan "objek status" yang lebih halus untuk penjadwalan konkuren. Lebih umum, tetapi meningkatkan ambang bahasa dan kompleksitas pengembangan.
Paralelisme tingkat transaksi: yang diwakili oleh Monad, Sei, dan Fuel. Membangun grafik ketergantungan di sekitar seluruh transaksi perdagangan, melakukan eksekusi aliran paralel. Kemampuan throughput potensial tinggi, tetapi memerlukan manajemen ketergantungan yang kompleks.
Paralelisme tingkat mesin virtual: diwakili oleh MegaETH. Mengintegrasikan kemampuan eksekusi bersamaan ke dalam logika penjadwalan instruksi dasar VM. Tantangannya terletak pada mempertahankan kompatibilitas EVM sambil memodifikasi seluruh lingkungan eksekusi.
Paralelisme tingkat instruksi: paralelisme dengan granularity terkecil. Mirip dengan eksekusi out-of-order dan pipeline instruksi pada CPU modern. Tim Fuel telah memperkenalkan secara awal, tetapi masih dalam tahap percobaan.
Lima jalur ini dari granularitas kasar ke granularitas halus, merupakan pemurnian logika paralel, serta peningkatan kompleksitas sistem. Mereka menandai pergeseran model komputasi blockchain dari eksekusi urut tradisional ke lingkungan terdistribusi berkinerja tinggi.
Empat, Dua Jalur Utama yang Dalam: Monad vs MegaETH
Dua jalur teknologi yang paling menarik perhatian saat ini di bidang komputasi paralel adalah "membangun rantai komputasi paralel dari nol" oleh Monad dan "revolusi paralel internal EVM" oleh MegaETH. Keduanya mewakili dua paradigma berbeda: "rekonstruksionisme" dan "kompatibilisme".
Monad mengadopsi pendekatan rekonstruksi yang mendalam, terinspirasi dari database modern dan sistem berkinerja tinggi. Teknologi inti mencakup kontrol konkurensi optimis, penjadwalan DAG transaksi, eksekusi tidak terurut, dan bertujuan untuk meningkatkan kinerja pemrosesan transaksi hingga tingkat juta TPS. Monad mendukung kompatibilitas Solidity melalui lapisan bahasa perantara, dengan strategi "kompatibilitas permukaan, rekonstruksi dasar".
MegaETH memilih untuk mengimplementasikan paralel di atas dasar EVM yang ada. Ini tidak mengubah spesifikasi EVM, tetapi merekonstruksi model eksekusi instruksi, memperkenalkan isolasi tingkat thread dan mekanisme eksekusi asinkron. MegaETH memungkinkan pengembang untuk mendapatkan peningkatan kinerja tanpa mengubah kontrak yang ada, sehingga lebih mudah diterima oleh ekosistem Ethereum.
Monad seperti kereta cepat baru di jalur baru, dari rel hingga bodi kereta semuanya didefinisikan ulang. MegaETH seperti memasang turbo pada jalan raya yang sudah ada, meningkatkan struktur penjadwalan agar kendaraan dapat berjalan lebih cepat. Keduanya mungkin menemukan posisi masing-masing dalam arsitektur modular di masa depan, bersama-sama membangun mesin eksekusi berkinerja tinggi untuk Web3.
Lima, Peluang dan Tantangan Masa Depan Komputasi Paralel
Perhitungan paralel sedang beralih dari desain ke implementasi, potensinya secara bertahap mulai terlihat. Ini tidak hanya membawa peningkatan kinerja, tetapi juga merombak paradigma pengembangan dan model bisnis.
Peluang:
Tantangan:
Masa depan komputasi paralel adalah kemenangan rekayasa sistem, sekaligus ujian desain ekologi. Ini akan mendefinisikan kembali esensi rantai, dan mungkin menjadi titik balik dalam paradigma komputasi Web3.
Enam, Kesimpulan: Apakah komputasi paralel adalah jalur terbaik untuk skalabilitas asli Web3?
Meskipun komputasi paralel bukanlah yang paling mudah untuk diimplementasikan, namun mungkin paling mendekati esensi blockchain. Ini mencoba untuk membangun kembali model eksekusi dalam atomisitas rantai, langsung menuju sumber hambatan kinerja. Cara skalabilitas yang "berasal dari rantai" ini mempertahankan model kepercayaan inti, dan menyediakan kinerja yang berkelanjutan untuk aplikasi yang kompleks.
Perhitungan paralel merekonstruksi "jiwa rantai". Ini mungkin bukan jalan pintas jangka pendek, tetapi mungkin satu-satunya solusi berkelanjutan dalam evolusi jangka panjang Web3. Kita sedang menyaksikan suatu lompatan arsitektur yang mirip dengan transisi dari OS satu inti ke OS multi inti, bentuk awal sistem operasi asli Web3 mungkin tersembunyi di dalamnya.