Отчет о глубоком исследовании параллельных вычислений Web3: окончательный путь нативного масштабирования
I. Введение: Масштабирование - вечная тема, параллельность - конечное поле битвы
Блокчейн-системы всегда сталкиваются с основной проблемой масштабируемости. Производственные узкие места Bitcoin и Ethereum трудно преодолеть в сравнении с мощностями традиционного мира Web2. Это не просто вопрос увеличения числа серверов, а связано с системными ограничениями в базовом дизайне блокчейна.
За последние десять лет мы стали свидетелями различных попыток масштабирования, от споров о масштабировании биткойна до видения шардирования эфира, от каналов состояния, Plasma до Rollup и модульных блокчейнов. Rollup, как текущая основная схема масштабирования, увеличивает TPS, одновременно сохраняя безопасность эфира. Однако он не затрагивает истинные пределы "однокомпонентной производительности" блокчейна, особенно на уровне выполнения.
Параллельные вычисления в цепочке постепенно становятся видимыми в отрасли. В отличие от расширения вне цепочки, параллельные вычисления внутри цепочки пытаются полностью реконструировать исполнительный движок, сохраняя структуру одной цепочки, обновляя блокчейн с "последовательного выполнения транзакций" на "многопоточную + конвейерную + зависимую маршрутизацию" высокопроизводительную систему. Это не только может обеспечить увеличение пропускной способности в сотни раз, но и может стать ключом к взрыву применения смарт-контрактов.
Новые цепочки, такие как Solana, внедряют параллельность на уровне архитектуры, в то время как проекты, такие как Monad и MegaETH, поднимают параллелизм внутри цепочки на более глубокий уровень. Можно сказать, что параллельные вычисления — это не только оптимизация производительности, но и парадигмальный поворот в модели выполнения блокчейна. Они ставят под сомнение основную модель выполнения смарт-контрактов и переопределяют базовую логику обработки транзакций.
После того как в сегменте Rollup произошла конвергенция, параллельная работа в цепочке становится решающим фактором конкуренции Layer1 в новом цикле. Производительность больше не просто "быстрее", а возможность поддерживать целый мир гетерогенных приложений. Это не только технологическая гонка, но и борьба за парадигму. Следующее поколение суверенной платформы выполнения в мире Web3, вероятно, появится именно из этой борьбы за параллельную работу в цепочке.
Два. Панорама парадигмы масштабирования: пять типов маршрутов, каждый с акцентом
Масштабирование, будучи одной из самых важных тем в эволюции технологий публичных блокчейнов, стало причиной появления почти всех основных технологических путей за последние десять лет. Начавшись с спора о размере блока биткойна, эта технологическая гонка "как сделать цепочку быстрее" в конечном итоге разделилась на пять основных направлений:
Масштабирование на цепочке: увеличение размера блока, сокращение времени создания блока и т.д. Хотя сохраняется согласованность одной цепи, существует риск централизации и системные ограничения.
Внешнее расширение: каналы состояния и сайдчейны. Большинство транзакций переносится за пределы цепи, только окончательный результат записывается в основную цепь. Потенциально неограниченная пропускная способность, но существуют проблемы доверия и безопасности.
Layer2 Rollup: Текущая наиболее широко развернутая схема масштабирования. Масштабирование достигается через выполнение вне цепи и проверку на цепи. Optimistic Rollup и ZK Rollup имеют свои преимущества, но также существуют среднесрочные узкие места.
Модульная блокчейн: декомпозиция основных функций блокчейна, выполнение различных функций несколькими специализированными цепями. Гибкая замена, но вызовы тоже очевидны.
Параллельные вычисления внутри цепи: изменение архитектуры движка исполнения внутри одной цепи для реализации параллельной обработки атомарных транзакций. Необходимо переписать логику планирования виртуальной машины и внедрить современные механизмы планирования компьютерных систем.
Эти пять типов путей отражают компромиссы блокчейна между производительностью, композируемостью, безопасностью и сложностью. Каждый путь имеет свои плюсы и минусы, которые вместе составляют панораму обновления вычислительной парадигмы Web3. А параллель внутри цепи может стать конечным полем боя в этой долгой войне.
Три. Классификация параллельных вычислений: пять основных путей от аккаунта до инструкции
Параллельные вычисления постепенно становятся核心路径 для突破 производительности блокчейна. Исходя из модели выполнения, технологии параллельных вычислений можно разделить на пять путей:
Уровень аккаунта параллельности: представленный Solana. Основан на декомпозиции аккаунта и состояния, определяет конфликты транзакций с помощью статического анализа. Подходит для четко структурированных транзакций, но в сложных сценариях параллелизм может снижаться.
Объектный уровень параллелизма: в качестве примеров Aptos и Sui. Ввод более мелкофрагментированных "объектов состояния" для параллельного планирования. Более универсально, но увеличивает языковую планку и сложность разработки.
Уровень транзакций: в качестве 대표ов Monad, Sei, Fuel. Строится граф зависимостей вокруг всей транзакции, выполняется параллельное потоковое выполнение. Потенциальная пропускная способность высокая, но требует сложного управления зависимостями.
Параллелизм на уровне виртуальной машины: в качестве примера MegaETH. Встраивание возможностей параллельного выполнения в логику планирования инструкций на уровне виртуальной машины. Сложность заключается в поддержании совместимости с EVM при модификации всей среды выполнения.
Уровень командного параллелизма: наименьшая степень параллелизма. Похоже на внеочередное выполнение и конвейер команд современных ЦП. Команда Fuel уже частично внедрила, но все еще находится на стадии экспериментов.
Эти пять путей от грубой до тонкой детализации представляют собой как уточнение параллельной логики, так и рост сложности системы. Они обозначают переход модели вычислений блокчейна от традиционного последовательного выполнения к высокопроизводительной распределенной среде.
Четыре. Глубокий анализ двух основных направлений: Monad против MegaETH
В настоящее время двумя наиболее обсуждаемыми техническими направлениями в области параллельных вычислений являются "построение параллельной вычислительной цепочки с нуля" от Monad и "внутренняя параллельная революция EVM" от MegaETH. Они представляют собой две различные парадигмы: "реконструкционизм" и "совместимость".
Monad использует радикальный подход к реорганизации, черпая вдохновение из современных баз данных и высокопроизводительных систем. Его ключевые технологии включают оптимистичное управление конкурентностью, планирование транзакций в виде DAG, выполнение вне порядка и т. д., с целью повышения производительности обработки транзакций до уровня миллиона TPS. Monad поддерживает совместимость с Solidity через промежуточный языковой слой, применяя стратегию "поверхностной совместимости, глубинной реорганизации".
MegaETH выбирает реализацию параллелизма на основе существующей EVM. Он не изменяет спецификацию EVM, а перестраивает модель выполнения инструкций, вводя изоляцию на уровне потоков и асинхронный механизм выполнения. MegaETH позволяет разработчикам получать повышение производительности без изменения существующих контрактов, что облегчает его принятие экосистемой Ethereum.
Monad похож на высокоскоростной поезд в новой гонке, который переопределяет как рельсы, так и сам поезд. MegaETH же напоминает установку турбин на уже существующем шоссе, улучшая структуру диспетчеризации, чтобы транспортные средства двигались быстрее. Оба могут найти свои места в будущем модульном архитектуре, совместно создавая высокопроизводительный исполнительный двигатель для Web3.
Пять. Будущие возможности и вызовы параллельных вычислений
Параллельные вычисления переходят от проектирования к реализации, их потенциал постепенно проявляется. Они не только повышают производительность, но и пересматривают парадигму разработки и бизнес-модели.
Возможности:
Снять потолок приложения, поддерживать высокочастотное взаимодействие на цепочке, как настоящий игровой движок на цепочке и автономные AI-агенты в реальном времени.
Создание нового поколения инструментов разработки, таких как параллельные смарт-контракты, оптимизированные компиляторы и т.д.
Обеспечение высокопроизводительного исполняемого модуля для модульной блокчейн-системы.
В аспектах вызова:
Техническая проблема: обеспечение согласованности состояния при параллельной обработке и обработка конфликтов транзакций.
Модель безопасности еще не полностью разработана, такие как изоляция потоков, новые типы атак и другие проблемы.
Экосистемная миграция и порог восприятия разработчиков.
Будущее параллельных вычислений — это как победа системной инженерии, так и испытание экологического дизайна. Оно переопределит суть цепочки и может стать поворотным моментом в парадигме вычислений Web3.
VI. Заключение: Является ли параллельные вычисления лучшим путем для нативного масштабирования Web3?
Параллельные вычисления, хотя и не самые простые в реализации, могут быть наиболее близкими к сути блокчейна. Они пытаются реконструировать модель выполнения в атомарности цепочки, доходя до корней узкого места производительности. Этот способ масштабирования, "родившийся в цепочке", сохраняет основную модель доверия, оставляя место для устойчивой производительности сложным приложениям.
Параллельные вычисления реконструируют "душу цепи". Это, возможно, не краткосрочный путь, но может быть единственным устойчивым правильным решением в долгосрочной эволюции Web3. Мы являемся свидетелями перехода, аналогичного переходу от однопроцессорных к многопроцессорным ОС, и первоначальная форма нативной операционной системы Web3, возможно, скрыта в этом.
Посмотреть Оригинал
На этой странице может содержаться сторонний контент, который предоставляется исключительно в информационных целях (не в качестве заявлений/гарантий) и не должен рассматриваться как поддержка взглядов компании Gate или как финансовый или профессиональный совет. Подробности смотрите в разделе «Отказ от ответственности» .
23 Лайков
Награда
23
6
Поделиться
комментарий
0/400
IntrovertMetaverse
· 07-25 00:19
Просто для пропускной способности~
Посмотреть ОригиналОтветить0
nft_widow
· 07-23 09:29
Смотрим на Monad, технологии бык!
Посмотреть ОригиналОтветить0
PerennialLeek
· 07-22 19:20
Проблемы с производительностью, каждый день требуют роста цен, но неэффективно.
Посмотреть ОригиналОтветить0
DegenWhisperer
· 07-22 00:59
Давайте сделаем это!
Посмотреть ОригиналОтветить0
MetadataExplorer
· 07-22 00:51
Пропускная способность зависит от затрат в блокчейне
Исследование параллельных вычислений в Web3: будущее нативного масштабирования
Отчет о глубоком исследовании параллельных вычислений Web3: окончательный путь нативного масштабирования
I. Введение: Масштабирование - вечная тема, параллельность - конечное поле битвы
Блокчейн-системы всегда сталкиваются с основной проблемой масштабируемости. Производственные узкие места Bitcoin и Ethereum трудно преодолеть в сравнении с мощностями традиционного мира Web2. Это не просто вопрос увеличения числа серверов, а связано с системными ограничениями в базовом дизайне блокчейна.
За последние десять лет мы стали свидетелями различных попыток масштабирования, от споров о масштабировании биткойна до видения шардирования эфира, от каналов состояния, Plasma до Rollup и модульных блокчейнов. Rollup, как текущая основная схема масштабирования, увеличивает TPS, одновременно сохраняя безопасность эфира. Однако он не затрагивает истинные пределы "однокомпонентной производительности" блокчейна, особенно на уровне выполнения.
Параллельные вычисления в цепочке постепенно становятся видимыми в отрасли. В отличие от расширения вне цепочки, параллельные вычисления внутри цепочки пытаются полностью реконструировать исполнительный движок, сохраняя структуру одной цепочки, обновляя блокчейн с "последовательного выполнения транзакций" на "многопоточную + конвейерную + зависимую маршрутизацию" высокопроизводительную систему. Это не только может обеспечить увеличение пропускной способности в сотни раз, но и может стать ключом к взрыву применения смарт-контрактов.
Новые цепочки, такие как Solana, внедряют параллельность на уровне архитектуры, в то время как проекты, такие как Monad и MegaETH, поднимают параллелизм внутри цепочки на более глубокий уровень. Можно сказать, что параллельные вычисления — это не только оптимизация производительности, но и парадигмальный поворот в модели выполнения блокчейна. Они ставят под сомнение основную модель выполнения смарт-контрактов и переопределяют базовую логику обработки транзакций.
После того как в сегменте Rollup произошла конвергенция, параллельная работа в цепочке становится решающим фактором конкуренции Layer1 в новом цикле. Производительность больше не просто "быстрее", а возможность поддерживать целый мир гетерогенных приложений. Это не только технологическая гонка, но и борьба за парадигму. Следующее поколение суверенной платформы выполнения в мире Web3, вероятно, появится именно из этой борьбы за параллельную работу в цепочке.
Два. Панорама парадигмы масштабирования: пять типов маршрутов, каждый с акцентом
Масштабирование, будучи одной из самых важных тем в эволюции технологий публичных блокчейнов, стало причиной появления почти всех основных технологических путей за последние десять лет. Начавшись с спора о размере блока биткойна, эта технологическая гонка "как сделать цепочку быстрее" в конечном итоге разделилась на пять основных направлений:
Масштабирование на цепочке: увеличение размера блока, сокращение времени создания блока и т.д. Хотя сохраняется согласованность одной цепи, существует риск централизации и системные ограничения.
Внешнее расширение: каналы состояния и сайдчейны. Большинство транзакций переносится за пределы цепи, только окончательный результат записывается в основную цепь. Потенциально неограниченная пропускная способность, но существуют проблемы доверия и безопасности.
Layer2 Rollup: Текущая наиболее широко развернутая схема масштабирования. Масштабирование достигается через выполнение вне цепи и проверку на цепи. Optimistic Rollup и ZK Rollup имеют свои преимущества, но также существуют среднесрочные узкие места.
Модульная блокчейн: декомпозиция основных функций блокчейна, выполнение различных функций несколькими специализированными цепями. Гибкая замена, но вызовы тоже очевидны.
Параллельные вычисления внутри цепи: изменение архитектуры движка исполнения внутри одной цепи для реализации параллельной обработки атомарных транзакций. Необходимо переписать логику планирования виртуальной машины и внедрить современные механизмы планирования компьютерных систем.
Эти пять типов путей отражают компромиссы блокчейна между производительностью, композируемостью, безопасностью и сложностью. Каждый путь имеет свои плюсы и минусы, которые вместе составляют панораму обновления вычислительной парадигмы Web3. А параллель внутри цепи может стать конечным полем боя в этой долгой войне.
Три. Классификация параллельных вычислений: пять основных путей от аккаунта до инструкции
Параллельные вычисления постепенно становятся核心路径 для突破 производительности блокчейна. Исходя из модели выполнения, технологии параллельных вычислений можно разделить на пять путей:
Уровень аккаунта параллельности: представленный Solana. Основан на декомпозиции аккаунта и состояния, определяет конфликты транзакций с помощью статического анализа. Подходит для четко структурированных транзакций, но в сложных сценариях параллелизм может снижаться.
Объектный уровень параллелизма: в качестве примеров Aptos и Sui. Ввод более мелкофрагментированных "объектов состояния" для параллельного планирования. Более универсально, но увеличивает языковую планку и сложность разработки.
Уровень транзакций: в качестве 대표ов Monad, Sei, Fuel. Строится граф зависимостей вокруг всей транзакции, выполняется параллельное потоковое выполнение. Потенциальная пропускная способность высокая, но требует сложного управления зависимостями.
Параллелизм на уровне виртуальной машины: в качестве примера MegaETH. Встраивание возможностей параллельного выполнения в логику планирования инструкций на уровне виртуальной машины. Сложность заключается в поддержании совместимости с EVM при модификации всей среды выполнения.
Уровень командного параллелизма: наименьшая степень параллелизма. Похоже на внеочередное выполнение и конвейер команд современных ЦП. Команда Fuel уже частично внедрила, но все еще находится на стадии экспериментов.
Эти пять путей от грубой до тонкой детализации представляют собой как уточнение параллельной логики, так и рост сложности системы. Они обозначают переход модели вычислений блокчейна от традиционного последовательного выполнения к высокопроизводительной распределенной среде.
Четыре. Глубокий анализ двух основных направлений: Monad против MegaETH
В настоящее время двумя наиболее обсуждаемыми техническими направлениями в области параллельных вычислений являются "построение параллельной вычислительной цепочки с нуля" от Monad и "внутренняя параллельная революция EVM" от MegaETH. Они представляют собой две различные парадигмы: "реконструкционизм" и "совместимость".
Monad использует радикальный подход к реорганизации, черпая вдохновение из современных баз данных и высокопроизводительных систем. Его ключевые технологии включают оптимистичное управление конкурентностью, планирование транзакций в виде DAG, выполнение вне порядка и т. д., с целью повышения производительности обработки транзакций до уровня миллиона TPS. Monad поддерживает совместимость с Solidity через промежуточный языковой слой, применяя стратегию "поверхностной совместимости, глубинной реорганизации".
MegaETH выбирает реализацию параллелизма на основе существующей EVM. Он не изменяет спецификацию EVM, а перестраивает модель выполнения инструкций, вводя изоляцию на уровне потоков и асинхронный механизм выполнения. MegaETH позволяет разработчикам получать повышение производительности без изменения существующих контрактов, что облегчает его принятие экосистемой Ethereum.
Monad похож на высокоскоростной поезд в новой гонке, который переопределяет как рельсы, так и сам поезд. MegaETH же напоминает установку турбин на уже существующем шоссе, улучшая структуру диспетчеризации, чтобы транспортные средства двигались быстрее. Оба могут найти свои места в будущем модульном архитектуре, совместно создавая высокопроизводительный исполнительный двигатель для Web3.
Пять. Будущие возможности и вызовы параллельных вычислений
Параллельные вычисления переходят от проектирования к реализации, их потенциал постепенно проявляется. Они не только повышают производительность, но и пересматривают парадигму разработки и бизнес-модели.
Возможности:
В аспектах вызова:
Будущее параллельных вычислений — это как победа системной инженерии, так и испытание экологического дизайна. Оно переопределит суть цепочки и может стать поворотным моментом в парадигме вычислений Web3.
VI. Заключение: Является ли параллельные вычисления лучшим путем для нативного масштабирования Web3?
Параллельные вычисления, хотя и не самые простые в реализации, могут быть наиболее близкими к сути блокчейна. Они пытаются реконструировать модель выполнения в атомарности цепочки, доходя до корней узкого места производительности. Этот способ масштабирования, "родившийся в цепочке", сохраняет основную модель доверия, оставляя место для устойчивой производительности сложным приложениям.
Параллельные вычисления реконструируют "душу цепи". Это, возможно, не краткосрочный путь, но может быть единственным устойчивым правильным решением в долгосрочной эволюции Web3. Мы являемся свидетелями перехода, аналогичного переходу от однопроцессорных к многопроцессорным ОС, и первоначальная форма нативной операционной системы Web3, возможно, скрыта в этом.