Báo cáo nghiên cứu sâu về tính toán song song Web3: Con đường cuối cùng của mở rộng bản địa
Một, lời mở đầu: Mở rộng là một đề tài vĩnh cửu, song song là chiến trường tối thượng
Hệ thống blockchain luôn phải đối mặt với vấn đề cốt lõi về khả năng mở rộng. Những nút thắt về hiệu suất của Bitcoin và Ethereum khó có thể vượt qua khả năng xử lý của thế giới Web2 truyền thống. Đây không phải là một vấn đề đơn giản có thể giải quyết bằng cách tăng cường máy chủ, mà xuất phát từ những hạn chế hệ thống trong thiết kế nền tảng của blockchain.
Trong mười năm qua, chúng ta đã chứng kiến nhiều nỗ lực mở rộng, từ tranh cãi về mở rộng Bitcoin đến tầm nhìn phân đoạn của Ethereum, từ kênh trạng thái, Plasma đến Rollup và blockchain mô-đun. Rollup, như là giải pháp mở rộng chính hiện nay, nâng cao TPS trong khi vẫn giữ được tính bảo mật của Ethereum. Tuy nhiên, nó chưa chạm đến giới hạn thực sự của "hiệu suất chuỗi đơn" ở tầng dưới của blockchain, đặc biệt là ở khía cạnh thực thi.
Tính toán song song trong chuỗi đang dần vào tầm nhìn của ngành. Khác với việc mở rộng ngoài chuỗi, tính toán song song trong chuỗi cố gắng hoàn toàn tái cấu trúc động cơ thực thi trong khi giữ nguyên cấu trúc chuỗi đơn, nâng cấp blockchain từ "thực thi giao dịch tuần tự từng giao dịch" lên hệ thống có độ đồng thời cao "đa luồng + ống dẫn + lập lịch phụ thuộc". Điều này không chỉ có thể đạt được hàng trăm lần cải thiện thông lượng, mà còn có thể trở thành chìa khóa cho sự bùng nổ ứng dụng hợp đồng thông minh.
Các chuỗi mới như Solana đã giới thiệu tính song song ở cấp kiến trúc, trong khi các dự án như Monad, MegaETH đã nâng cao tính song song trong chuỗi lên một bước đột phá sâu hơn. Có thể nói, tính toán song song không chỉ là tối ưu hóa hiệu suất, mà còn là bước ngoặt trong mô hình thực thi blockchain. Nó thách thức mô hình cơ bản của việc thực thi hợp đồng thông minh, định nghĩa lại logic cơ bản của xử lý giao dịch.
Sau khi các đường đua Rollup trở nên đồng nhất, việc thực hiện song song trên chuỗi đang trở thành biến số quyết định trong cuộc cạnh tranh Layer1 của chu kỳ mới. Hiệu suất không còn chỉ là "nhanh hơn", mà là khả năng hỗ trợ toàn bộ một thế giới ứng dụng dị thể. Đây không chỉ là cuộc đua công nghệ, mà còn là cuộc chiến giành lấy các mô hình. Nền tảng thực thi chủ quyền thế hệ tiếp theo của thế giới Web3 rất có thể sẽ được sinh ra từ cuộc đấu tranh song song trên chuỗi này.
Hai, Bức tranh toàn cảnh về mô hình mở rộng: Năm loại lộ trình, mỗi loại có trọng tâm riêng
Mở rộng là một trong những chủ đề quan trọng nhất trong sự tiến hóa của công nghệ chuỗi công khai, đã phát sinh gần như tất cả các con đường công nghệ chính trong gần mười năm qua. Bắt đầu từ cuộc tranh luận về kích thước khối của Bitcoin, cuộc đua công nghệ "làm thế nào để cho chuỗi chạy nhanh hơn", cuối cùng đã phân hóa thành năm con đường cơ bản.
Mở rộng trên chuỗi: Tăng kích thước khối, rút ngắn thời gian tạo khối, v.v. Mặc dù vẫn giữ được tính nhất quán của chuỗi đơn, nhưng dễ gặp phải rủi ro tập trung và giới hạn hệ thống.
Mở rộng ngoài chuỗi: Kênh trạng thái và chuỗi bên. Chuyển hầu hết các giao dịch ra ngoài chuỗi, chỉ ghi lại kết quả cuối cùng vào chuỗi chính. Có khả năng mở rộng vô hạn về thông lượng, nhưng có vấn đề về niềm tin và an ninh.
Layer2 Rollup: Giải pháp mở rộng được triển khai rộng rãi nhất hiện nay. Thực hiện mở rộng thông qua thực thi ngoài chuỗi và xác minh trên chuỗi. Optimistic Rollup và ZK Rollup có những lợi thế riêng, nhưng cũng gặp phải các nút thắt trong trung hạn.
Blockchain mô-đun: Tách rời các chức năng cốt lõi của blockchain, để nhiều chuỗi chuyên biệt thực hiện các chức năng khác nhau. Linh hoạt có thể thay thế, nhưng thách thức cũng rõ ràng.
Tính toán song song trong chuỗi: Thay đổi kiến trúc động cơ thực thi bên trong một chuỗi, thực hiện xử lý đồng thời giao dịch nguyên tử. Cần viết lại logic lập lịch VM, giới thiệu cơ chế lập lịch của hệ thống máy tính hiện đại.
Năm loại đường dẫn này thể hiện sự cân bằng giữa hiệu suất, khả năng kết hợp, tính an toàn và độ phức tạp trong blockchain. Mỗi đường dẫn đều có ưu nhược điểm riêng, cùng nhau tạo thành bức tranh toàn cảnh về việc nâng cấp mô hình tính toán Web3. Và sự song song trong chuỗi có thể chính là chiến trường cuối cùng của cuộc chiến lâu dài này.
Ba, Bản đồ phân loại tính toán song song: Năm con đường từ tài khoản đến lệnh
Tính toán song song dần trở thành con đường cốt lõi để vượt qua hiệu suất blockchain. Xuất phát từ mô hình thực thi, công nghệ tính toán song song có thể được chia thành năm con đường:
Song song cấp tài khoản: đại diện bởi Solana. Dựa trên việc tách rời tài khoản-trạng thái, thông qua phân tích tĩnh để xác định xung đột giao dịch. Phù hợp với giao dịch có cấu trúc rõ ràng, nhưng trong các tình huống phức tạp, độ song song có thể giảm.
Song song đối tượng: đại diện bởi Aptos và Sui. Giới thiệu "đối tượng trạng thái" với độ chi tiết hơn để thực hiện lập lịch đồng thời. Đặc biệt hơn, nhưng làm tăng ngưỡng ngôn ngữ và độ phức tạp trong phát triển.
Song song cấp giao dịch: đại diện bởi Monad, Sei, Fuel. Xây dựng đồ thị phụ thuộc quanh toàn bộ giao dịch, thực hiện luồng song song. Khả năng thông lượng tiềm năng cao, nhưng cần quản lý phụ thuộc phức tạp.
Song song cấp máy ảo: đại diện là MegaETH. Nhúng khả năng thực thi đồng thời vào logic lập lịch lệnh ở cấp độ VM. Khó khăn là duy trì tính tương thích với EVM trong khi cải tạo toàn bộ môi trường thực thi.
Song song cấp lệnh: Mức độ song song tinh vi nhất. Tương tự như thực thi không theo thứ tự và ống dẫn lệnh của CPU hiện đại. Nhóm Fuel đã giới thiệu sơ bộ, nhưng vẫn đang ở giai đoạn thử nghiệm.
Năm con đường này từ độ sâu thô đến độ sâu tinh vi, vừa là sự tinh chỉnh của logic song song, vừa là sự gia tăng độ phức tạp của hệ thống. Chúng đánh dấu sự chuyển đổi của mô hình tính toán blockchain từ thực thi tuần tự truyền thống sang môi trường phân tán hiệu suất cao.
Bốn, Phân tích sâu về hai đường đua chính: Monad vs MegaETH
Hai hướng công nghệ được quan tâm nhất hiện nay trong lĩnh vực tính toán song song là "Xây dựng chuỗi tính toán song song từ đầu" của Monad và "Cách mạng song song bên trong EVM" của MegaETH. Chúng đại diện cho hai khuynh hướng khác nhau: "Cấu trúc lại" và "Tương thích".
Monad áp dụng hướng đi tái cấu trúc triệt để, lấy cảm hứng từ cơ sở dữ liệu hiện đại và hệ thống hiệu suất cao. Công nghệ cốt lõi của nó bao gồm kiểm soát đồng thời lạc quan, lập lịch giao dịch DAG, thực thi phi tuần tự, nhằm nâng cao hiệu suất xử lý giao dịch lên tới triệu TPS. Monad hỗ trợ tương thích Solidity thông qua lớp ngôn ngữ trung gian, áp dụng chiến lược "tương thích bề mặt, tái cấu trúc sâu".
MegaETH chọn cách thực hiện song song trên nền tảng EVM hiện có. Nó không thay đổi các tiêu chuẩn EVM, mà tái cấu trúc mô hình thực thi lệnh, giới thiệu cách cách ly cấp độ luồng và cơ chế thực thi bất đồng bộ. MegaETH cho phép các nhà phát triển cải thiện hiệu suất mà không cần thay đổi hợp đồng hiện có, dễ dàng được hệ sinh thái Ethereum chấp nhận.
Monad giống như tàu cao tốc trên một đường đua hoàn toàn mới, từ đường ray đến thân tàu đều được định nghĩa lại. MegaETH thì giống như việc lắp đặt tua-bin cho những con đường cao tốc hiện có, cải thiện cấu trúc điều phối để xe cộ chạy nhanh hơn. Cả hai có thể tìm thấy vị trí riêng trong kiến trúc mô-đun trong tương lai, cùng nhau xây dựng động cơ thực thi hiệu suất cao cho Web3.
Năm, Cơ hội và Thách thức trong Tính toán Song song
Tính toán song song đang từ thiết kế chuyển sang thực tiễn, tiềm năng của nó dần dần được thể hiện. Nó không chỉ mang lại sự cải thiện về hiệu suất, mà còn tái cấu trúc mô hình phát triển và mô hình kinh doanh.
Cơ hội:
Gỡ bỏ trần ứng dụng, hỗ trợ tương tác cao trên chuỗi, như động cơ trò chơi chuỗi thực sự và AI Agent tự trị theo thời gian thực.
Thúc đẩy sự ra đời của chuỗi công cụ phát triển thế hệ mới, như khung hợp đồng thông minh song song, trình biên dịch tối ưu, v.v.
Cung cấp mô-đun thực thi hiệu suất cao cho blockchain mô-đun.
Thách thức:
Vấn đề kỹ thuật: Đảm bảo tính nhất quán của trạng thái đồng thời và xử lý xung đột giao dịch.
Mô hình an toàn vẫn chưa được thiết lập hoàn toàn, như phân tách luồng, các vấn đề tấn công mới, v.v.
Di chuyển sinh thái và ngưỡng nhận thức của nhà phát triển.
Tương lai của tính toán song song vừa là chiến thắng của kỹ thuật hệ thống, vừa là thử thách của thiết kế sinh thái. Nó sẽ định nghĩa lại bản chất của chuỗi, có thể trở thành bước ngoặt của mô hình tính toán Web3.
Sáu, Kết luận: Tính toán song song, có phải là con đường mở rộng bản địa tốt nhất của Web3?
Tính toán song song mặc dù không phải là điều dễ thực hiện nhất, nhưng có thể gần gũi nhất với bản chất của blockchain. Nó cố gắng tái cấu trúc mô hình thực thi trong tính nguyên tử của chuỗi, đến tận nguồn gốc của nút thắt về hiệu suất. Phương pháp mở rộng "sinh ra từ chuỗi" này giữ lại mô hình tin cậy cốt lõi, dành chỗ cho hiệu suất bền vững cho các ứng dụng phức tạp.
Tái cấu trúc tính toán song song là "linh hồn của chuỗi". Điều này có thể không phải là lối tắt ngắn hạn, nhưng có thể là câu trả lời bền vững duy nhất trong sự tiến hóa lâu dài của Web3. Chúng ta đang chứng kiến một bước nhảy vọt kiến trúc tương tự như từ hệ điều hành đơn nhân sang đa nhân, và có thể hình dạng ban đầu của hệ điều hành gốc Web3 đang ẩn chứa trong đó.
Xem bản gốc
Trang này có thể chứa nội dung của bên thứ ba, được cung cấp chỉ nhằm mục đích thông tin (không phải là tuyên bố/bảo đảm) và không được coi là sự chứng thực cho quan điểm của Gate hoặc là lời khuyên về tài chính hoặc chuyên môn. Xem Tuyên bố từ chối trách nhiệm để biết chi tiết.
17 thích
Phần thưởng
17
5
Chia sẻ
Bình luận
0/400
nft_widow
· 4giờ trước
Hướng tới Monad, kỹ thuật bò mạnh
Xem bản gốcTrả lời0
PerennialLeek
· 18giờ trước
Vấn đề hiệu suất hàng ngày tăng lên giá mà vẫn không có sức mạnh.
Xem bản gốcTrả lời0
DegenWhisperer
· 07-22 00:59
Hãy bắt đầu nào!
Xem bản gốcTrả lời0
MetadataExplorer
· 07-22 00:51
Khả năng thông qua còn phải xem xét chi phí on-chain.
Nghiên cứu tính toán song song Web3: Con đường tương lai của mở rộng gốc
Báo cáo nghiên cứu sâu về tính toán song song Web3: Con đường cuối cùng của mở rộng bản địa
Một, lời mở đầu: Mở rộng là một đề tài vĩnh cửu, song song là chiến trường tối thượng
Hệ thống blockchain luôn phải đối mặt với vấn đề cốt lõi về khả năng mở rộng. Những nút thắt về hiệu suất của Bitcoin và Ethereum khó có thể vượt qua khả năng xử lý của thế giới Web2 truyền thống. Đây không phải là một vấn đề đơn giản có thể giải quyết bằng cách tăng cường máy chủ, mà xuất phát từ những hạn chế hệ thống trong thiết kế nền tảng của blockchain.
Trong mười năm qua, chúng ta đã chứng kiến nhiều nỗ lực mở rộng, từ tranh cãi về mở rộng Bitcoin đến tầm nhìn phân đoạn của Ethereum, từ kênh trạng thái, Plasma đến Rollup và blockchain mô-đun. Rollup, như là giải pháp mở rộng chính hiện nay, nâng cao TPS trong khi vẫn giữ được tính bảo mật của Ethereum. Tuy nhiên, nó chưa chạm đến giới hạn thực sự của "hiệu suất chuỗi đơn" ở tầng dưới của blockchain, đặc biệt là ở khía cạnh thực thi.
Tính toán song song trong chuỗi đang dần vào tầm nhìn của ngành. Khác với việc mở rộng ngoài chuỗi, tính toán song song trong chuỗi cố gắng hoàn toàn tái cấu trúc động cơ thực thi trong khi giữ nguyên cấu trúc chuỗi đơn, nâng cấp blockchain từ "thực thi giao dịch tuần tự từng giao dịch" lên hệ thống có độ đồng thời cao "đa luồng + ống dẫn + lập lịch phụ thuộc". Điều này không chỉ có thể đạt được hàng trăm lần cải thiện thông lượng, mà còn có thể trở thành chìa khóa cho sự bùng nổ ứng dụng hợp đồng thông minh.
Các chuỗi mới như Solana đã giới thiệu tính song song ở cấp kiến trúc, trong khi các dự án như Monad, MegaETH đã nâng cao tính song song trong chuỗi lên một bước đột phá sâu hơn. Có thể nói, tính toán song song không chỉ là tối ưu hóa hiệu suất, mà còn là bước ngoặt trong mô hình thực thi blockchain. Nó thách thức mô hình cơ bản của việc thực thi hợp đồng thông minh, định nghĩa lại logic cơ bản của xử lý giao dịch.
Sau khi các đường đua Rollup trở nên đồng nhất, việc thực hiện song song trên chuỗi đang trở thành biến số quyết định trong cuộc cạnh tranh Layer1 của chu kỳ mới. Hiệu suất không còn chỉ là "nhanh hơn", mà là khả năng hỗ trợ toàn bộ một thế giới ứng dụng dị thể. Đây không chỉ là cuộc đua công nghệ, mà còn là cuộc chiến giành lấy các mô hình. Nền tảng thực thi chủ quyền thế hệ tiếp theo của thế giới Web3 rất có thể sẽ được sinh ra từ cuộc đấu tranh song song trên chuỗi này.
Hai, Bức tranh toàn cảnh về mô hình mở rộng: Năm loại lộ trình, mỗi loại có trọng tâm riêng
Mở rộng là một trong những chủ đề quan trọng nhất trong sự tiến hóa của công nghệ chuỗi công khai, đã phát sinh gần như tất cả các con đường công nghệ chính trong gần mười năm qua. Bắt đầu từ cuộc tranh luận về kích thước khối của Bitcoin, cuộc đua công nghệ "làm thế nào để cho chuỗi chạy nhanh hơn", cuối cùng đã phân hóa thành năm con đường cơ bản.
Mở rộng trên chuỗi: Tăng kích thước khối, rút ngắn thời gian tạo khối, v.v. Mặc dù vẫn giữ được tính nhất quán của chuỗi đơn, nhưng dễ gặp phải rủi ro tập trung và giới hạn hệ thống.
Mở rộng ngoài chuỗi: Kênh trạng thái và chuỗi bên. Chuyển hầu hết các giao dịch ra ngoài chuỗi, chỉ ghi lại kết quả cuối cùng vào chuỗi chính. Có khả năng mở rộng vô hạn về thông lượng, nhưng có vấn đề về niềm tin và an ninh.
Layer2 Rollup: Giải pháp mở rộng được triển khai rộng rãi nhất hiện nay. Thực hiện mở rộng thông qua thực thi ngoài chuỗi và xác minh trên chuỗi. Optimistic Rollup và ZK Rollup có những lợi thế riêng, nhưng cũng gặp phải các nút thắt trong trung hạn.
Blockchain mô-đun: Tách rời các chức năng cốt lõi của blockchain, để nhiều chuỗi chuyên biệt thực hiện các chức năng khác nhau. Linh hoạt có thể thay thế, nhưng thách thức cũng rõ ràng.
Tính toán song song trong chuỗi: Thay đổi kiến trúc động cơ thực thi bên trong một chuỗi, thực hiện xử lý đồng thời giao dịch nguyên tử. Cần viết lại logic lập lịch VM, giới thiệu cơ chế lập lịch của hệ thống máy tính hiện đại.
Năm loại đường dẫn này thể hiện sự cân bằng giữa hiệu suất, khả năng kết hợp, tính an toàn và độ phức tạp trong blockchain. Mỗi đường dẫn đều có ưu nhược điểm riêng, cùng nhau tạo thành bức tranh toàn cảnh về việc nâng cấp mô hình tính toán Web3. Và sự song song trong chuỗi có thể chính là chiến trường cuối cùng của cuộc chiến lâu dài này.
Ba, Bản đồ phân loại tính toán song song: Năm con đường từ tài khoản đến lệnh
Tính toán song song dần trở thành con đường cốt lõi để vượt qua hiệu suất blockchain. Xuất phát từ mô hình thực thi, công nghệ tính toán song song có thể được chia thành năm con đường:
Song song cấp tài khoản: đại diện bởi Solana. Dựa trên việc tách rời tài khoản-trạng thái, thông qua phân tích tĩnh để xác định xung đột giao dịch. Phù hợp với giao dịch có cấu trúc rõ ràng, nhưng trong các tình huống phức tạp, độ song song có thể giảm.
Song song đối tượng: đại diện bởi Aptos và Sui. Giới thiệu "đối tượng trạng thái" với độ chi tiết hơn để thực hiện lập lịch đồng thời. Đặc biệt hơn, nhưng làm tăng ngưỡng ngôn ngữ và độ phức tạp trong phát triển.
Song song cấp giao dịch: đại diện bởi Monad, Sei, Fuel. Xây dựng đồ thị phụ thuộc quanh toàn bộ giao dịch, thực hiện luồng song song. Khả năng thông lượng tiềm năng cao, nhưng cần quản lý phụ thuộc phức tạp.
Song song cấp máy ảo: đại diện là MegaETH. Nhúng khả năng thực thi đồng thời vào logic lập lịch lệnh ở cấp độ VM. Khó khăn là duy trì tính tương thích với EVM trong khi cải tạo toàn bộ môi trường thực thi.
Song song cấp lệnh: Mức độ song song tinh vi nhất. Tương tự như thực thi không theo thứ tự và ống dẫn lệnh của CPU hiện đại. Nhóm Fuel đã giới thiệu sơ bộ, nhưng vẫn đang ở giai đoạn thử nghiệm.
Năm con đường này từ độ sâu thô đến độ sâu tinh vi, vừa là sự tinh chỉnh của logic song song, vừa là sự gia tăng độ phức tạp của hệ thống. Chúng đánh dấu sự chuyển đổi của mô hình tính toán blockchain từ thực thi tuần tự truyền thống sang môi trường phân tán hiệu suất cao.
Bốn, Phân tích sâu về hai đường đua chính: Monad vs MegaETH
Hai hướng công nghệ được quan tâm nhất hiện nay trong lĩnh vực tính toán song song là "Xây dựng chuỗi tính toán song song từ đầu" của Monad và "Cách mạng song song bên trong EVM" của MegaETH. Chúng đại diện cho hai khuynh hướng khác nhau: "Cấu trúc lại" và "Tương thích".
Monad áp dụng hướng đi tái cấu trúc triệt để, lấy cảm hứng từ cơ sở dữ liệu hiện đại và hệ thống hiệu suất cao. Công nghệ cốt lõi của nó bao gồm kiểm soát đồng thời lạc quan, lập lịch giao dịch DAG, thực thi phi tuần tự, nhằm nâng cao hiệu suất xử lý giao dịch lên tới triệu TPS. Monad hỗ trợ tương thích Solidity thông qua lớp ngôn ngữ trung gian, áp dụng chiến lược "tương thích bề mặt, tái cấu trúc sâu".
MegaETH chọn cách thực hiện song song trên nền tảng EVM hiện có. Nó không thay đổi các tiêu chuẩn EVM, mà tái cấu trúc mô hình thực thi lệnh, giới thiệu cách cách ly cấp độ luồng và cơ chế thực thi bất đồng bộ. MegaETH cho phép các nhà phát triển cải thiện hiệu suất mà không cần thay đổi hợp đồng hiện có, dễ dàng được hệ sinh thái Ethereum chấp nhận.
Monad giống như tàu cao tốc trên một đường đua hoàn toàn mới, từ đường ray đến thân tàu đều được định nghĩa lại. MegaETH thì giống như việc lắp đặt tua-bin cho những con đường cao tốc hiện có, cải thiện cấu trúc điều phối để xe cộ chạy nhanh hơn. Cả hai có thể tìm thấy vị trí riêng trong kiến trúc mô-đun trong tương lai, cùng nhau xây dựng động cơ thực thi hiệu suất cao cho Web3.
Năm, Cơ hội và Thách thức trong Tính toán Song song
Tính toán song song đang từ thiết kế chuyển sang thực tiễn, tiềm năng của nó dần dần được thể hiện. Nó không chỉ mang lại sự cải thiện về hiệu suất, mà còn tái cấu trúc mô hình phát triển và mô hình kinh doanh.
Cơ hội:
Thách thức:
Tương lai của tính toán song song vừa là chiến thắng của kỹ thuật hệ thống, vừa là thử thách của thiết kế sinh thái. Nó sẽ định nghĩa lại bản chất của chuỗi, có thể trở thành bước ngoặt của mô hình tính toán Web3.
Sáu, Kết luận: Tính toán song song, có phải là con đường mở rộng bản địa tốt nhất của Web3?
Tính toán song song mặc dù không phải là điều dễ thực hiện nhất, nhưng có thể gần gũi nhất với bản chất của blockchain. Nó cố gắng tái cấu trúc mô hình thực thi trong tính nguyên tử của chuỗi, đến tận nguồn gốc của nút thắt về hiệu suất. Phương pháp mở rộng "sinh ra từ chuỗi" này giữ lại mô hình tin cậy cốt lõi, dành chỗ cho hiệu suất bền vững cho các ứng dụng phức tạp.
Tái cấu trúc tính toán song song là "linh hồn của chuỗi". Điều này có thể không phải là lối tắt ngắn hạn, nhưng có thể là câu trả lời bền vững duy nhất trong sự tiến hóa lâu dài của Web3. Chúng ta đang chứng kiến một bước nhảy vọt kiến trúc tương tự như từ hệ điều hành đơn nhân sang đa nhân, và có thể hình dạng ban đầu của hệ điều hành gốc Web3 đang ẩn chứa trong đó.