Rapport de recherche approfondie sur le calcul parallèle Web3 : le chemin ultime de l'extensibilité native
I. Introduction : L'augmentation de la capacité est un sujet éternel, et le parallélisme est le champ de bataille ultime
Depuis sa création, le système de blockchain est confronté à la question centrale de l'évolutivité. La capacité de traitement des transactions de Bitcoin et d'Ethereum est bien inférieure à celle des systèmes Web2 traditionnels, ce goulot d'étranglement étant profondément ancré dans la conception de base de la blockchain. Au cours de la dernière décennie, l'industrie a essayé plusieurs solutions d'évolutivité, allant de l'évolutivité on-chain aux solutions Layer 2, des canaux d'état aux Rollups. Cependant, ces solutions n'ont pas atteint la véritable limite de "performance d'une seule chaîne" de la blockchain.
Le calcul parallèle intra-chaîne devient progressivement un nouveau point focal. Il tente de reconstruire complètement le moteur d'exécution tout en maintenant l'atomicité d'une seule chaîne, en mettant à niveau la blockchain d'un mode mono-thread à un système de calcul à haute concurrence. Cela pourrait non seulement réaliser une augmentation de plusieurs centaines de fois du débit, mais pourrait également devenir un prérequis clé pour l'explosion des applications de contrats intelligents.
Le calcul parallèle remet en question le modèle fondamental de l'exécution des contrats intelligents, redéfinissant la logique de traitement des transactions. Son objectif est de fournir un soutien infrastructurel véritablement durable pour les applications natives Web3 de demain. Alors que la course aux Rollups converge, le parallélisme sur la chaîne devient un facteur déterminant dans la nouvelle compétition de Layer 1. Ce n'est pas seulement une course technologique, mais aussi une lutte de paradigmes. La prochaine génération de plateformes d'exécution souveraine dans le monde Web3 pourrait bien naître de cette lutte pour le parallélisme sur la chaîne.
II. Panorama des paradigmes d'extension : cinq types de routes, chacun avec ses propres priorités
L'extension, en tant que sujet clé dans l'évolution de la technologie des chaînes publiques, a donné naissance à diverses voies technologiques. Ces voies peuvent être classées en cinq grandes lignes de base :
Extension directe sur la chaîne : comme augmenter la taille des blocs, réduire le temps de génération des blocs, etc. Facile à mettre en œuvre mais susceptible de toucher aux risques de centralisation.
Extensibilité hors chaîne : comme les canaux d'état et les chaînes latérales. Déplacer les transactions hors chaîne pour traitement, en n'écrivant que les résultats sur la chaîne principale. Cela peut considérablement augmenter le débit, mais fait face à des défis de confiance et de sécurité.
Layer 2 Rollup : la solution la plus populaire actuellement. Exécution hors chaîne, vérification sur chaîne, réalisant un équilibre entre scalabilité et sécurité. Cependant, il existe des problèmes de dépendance à la disponibilité des données.
Blockchain modulaire : découpler les fonctionnalités centrales de la blockchain, permettant à plusieurs chaînes spécialisées d'accomplir différentes fonctions. Flexibilité élevée mais complexité du système accrue.
Calcul parallèle dans la chaîne : en modifiant l'architecture du moteur d'exécution, réaliser le traitement concurrent des transactions dans la chaîne. Il est nécessaire de réécrire la logique de planification de la VM et d'introduire des mécanismes de planification des systèmes informatiques modernes.
Ces cinq types de chemins reflètent le compromis entre performance, combinabilité, sécurité et complexité dans la blockchain. Chaque solution a ses avantages et ses inconvénients, formant ensemble un panorama de la mise à niveau du paradigme de calcul Web3.
Trois, carte de classification du calcul parallèle : cinq grands chemins de comptes aux instructions
Les techniques de calcul parallèle peuvent être divisées en cinq voies, allant de la granularité grossière à la granularité fine :
Parallélisme au niveau du compte : représenté par Solana. Basé sur le découplage compte-état, il détermine s'il existe des relations de conflit entre les transactions pour réaliser le parallélisme.
Parallélisme au niveau des objets : comme Aptos et Sui. Planification concurrente basée sur des "objets d'état" de granularité plus fine.
Concurrence au niveau des transactions : comme Monad, Sei, Fuel. Construire un graphique de dépendance autour de toute la transaction, et exécuter en flux concurrent.
Parallélisme au niveau de la machine virtuelle : comme MegaETH. Intégration de la capacité d'exécution concurrente dans la logique de planification des instructions au niveau de la VM.
Parallélisme au niveau des instructions : s'inspirer de la pensée d'exécution hors ordre du CPU, effectuer une analyse de planification et un réarrangement parallèle pour chaque opération.
Ces cinq catégories de chemins, des structures de données statiques aux mécanismes de planification dynamiques, reflètent le raffinement constant des technologies parallèles et l'augmentation de la complexité des systèmes. Elles marquent la transition du modèle de calcul blockchain d'une exécution séquentielle traditionnelle vers un environnement d'exécution distribué haute performance.
Quatre, Analyse approfondie des deux principales pistes : Monad vs MegaETH
Les deux projets les plus en vue dans le domaine du calcul parallèle sont Monad et MegaETH, qui représentent deux voies technologiques radicalement différentes.
Monad adopte une approche de "reconstructionnisme", s'inspirant des systèmes de bases de données modernes pour redéfinir le moteur d'exécution de la blockchain. Ses technologies clés incluent le contrôle de concurrence optimiste, la planification de transactions en DAG, l'exécution désordonnée, etc. Monad réalise la compatibilité avec l'EVM grâce à une couche de langage intermédiaire, préservant ainsi son amitié envers l'écosystème Ethereum.
MegaETH adopte une approche de "compatibilité", visant à intégrer des capacités parallèles dans l'EVM existant. Il restructure le modèle d'exécution des instructions EVM, introduisant une isolation au niveau des threads et un mécanisme d'exécution asynchrone, réalisant ainsi un "EVM multicœur". MegaETH permet aux développeurs d'obtenir des améliorations de performance sans avoir à modifier les contrats existants.
Monad est mieux adapté pour construire de nouveaux systèmes, visant des performances extrêmes. MegaETH, en revanche, est plus approprié pour les projets existants cherchant à réaliser une mise à niveau des performances à moindre coût. Les deux représentent une opposition typique entre le "courant de reconstruction" et le "courant de compatibilité" dans le calcul parallèle, chacun ayant ses avantages.
Cinq, opportunités et défis futurs du calcul parallèle
Le calcul parallèle offre d'énormes opportunités pour le Web3 :
Lever le plafond d'application, réaliser des interactions à haute fréquence sur la chaîne.
Promouvoir la transformation des paradigmes de développement, susciter une nouvelle génération de chaînes d'outils.
Fournir des modules d'exécution haute performance pour les blockchains modulaires.
Mais en même temps, elle fait face à de nombreux défis :
Garantie de cohérence de la concurrence d'état et gestion des conflits.
Le modèle de sécurité de l'environnement d'exécution multithread n'est pas encore mature.
Migration de l'écosystème des développeurs et seuil de compréhension.
L'avenir du calcul parallèle dépend à la fois des percées technologiques et de la conception écologique. Il redéfinira la nature de la blockchain et pourrait devenir un tournant dans le paradigme de calcul Web3.
VI. Conclusion : Le calcul parallèle est-il le meilleur moyen d'évoluer nativement sur le Web3 ?
Bien que la mise en œuvre du calcul parallèle soit difficile, elle est la plus proche de l'essence de la blockchain. Elle permet d'améliorer les performances en reconfigurant le modèle d'exécution lui-même, tout en préservant le modèle de confiance central de la blockchain. Cette méthode d'extension "native à la chaîne" réserve un espace de performance durable pour des applications plus complexes sur la chaîne à l'avenir.
Le calcul parallèle reconstruit "l'âme de la chaîne". Bien que cela soit difficile à réaliser à court terme, il est très probable que ce soit le seul chemin correct et durable dans l'évolution à long terme du Web3. Nous assistons à une transition architecturale similaire à celle du passage d'un cœur unique à des cœurs multiples, et la forme embryonnaire du système d'exploitation natif du Web3 pourrait se cacher dans ces expériences parallèles au sein des chaînes.
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RugResistant
· 07-19 12:36
C'est absurde, encore en train de vanter la technologie.
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NftDataDetective
· 07-19 04:05
l'évolutivité du moteur d'exécution c'est comme... bruh, nous avons déjà vu cette histoire lmao
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CryptoPhoenix
· 07-16 18:40
Le calcul parallèle insuffle une âme au web3. Croyez que l'avenir finira par s'éclaircir !
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LiquidityWizard
· 07-16 18:21
Il est difficile de dépasser Solana même avec une accélération.
L'essor du calcul parallèle Web3 : reconstruire le moteur d'exécution Blockchain pour ouvrir une nouvelle ère de performance
Rapport de recherche approfondie sur le calcul parallèle Web3 : le chemin ultime de l'extensibilité native
I. Introduction : L'augmentation de la capacité est un sujet éternel, et le parallélisme est le champ de bataille ultime
Depuis sa création, le système de blockchain est confronté à la question centrale de l'évolutivité. La capacité de traitement des transactions de Bitcoin et d'Ethereum est bien inférieure à celle des systèmes Web2 traditionnels, ce goulot d'étranglement étant profondément ancré dans la conception de base de la blockchain. Au cours de la dernière décennie, l'industrie a essayé plusieurs solutions d'évolutivité, allant de l'évolutivité on-chain aux solutions Layer 2, des canaux d'état aux Rollups. Cependant, ces solutions n'ont pas atteint la véritable limite de "performance d'une seule chaîne" de la blockchain.
Le calcul parallèle intra-chaîne devient progressivement un nouveau point focal. Il tente de reconstruire complètement le moteur d'exécution tout en maintenant l'atomicité d'une seule chaîne, en mettant à niveau la blockchain d'un mode mono-thread à un système de calcul à haute concurrence. Cela pourrait non seulement réaliser une augmentation de plusieurs centaines de fois du débit, mais pourrait également devenir un prérequis clé pour l'explosion des applications de contrats intelligents.
Le calcul parallèle remet en question le modèle fondamental de l'exécution des contrats intelligents, redéfinissant la logique de traitement des transactions. Son objectif est de fournir un soutien infrastructurel véritablement durable pour les applications natives Web3 de demain. Alors que la course aux Rollups converge, le parallélisme sur la chaîne devient un facteur déterminant dans la nouvelle compétition de Layer 1. Ce n'est pas seulement une course technologique, mais aussi une lutte de paradigmes. La prochaine génération de plateformes d'exécution souveraine dans le monde Web3 pourrait bien naître de cette lutte pour le parallélisme sur la chaîne.
II. Panorama des paradigmes d'extension : cinq types de routes, chacun avec ses propres priorités
L'extension, en tant que sujet clé dans l'évolution de la technologie des chaînes publiques, a donné naissance à diverses voies technologiques. Ces voies peuvent être classées en cinq grandes lignes de base :
Extension directe sur la chaîne : comme augmenter la taille des blocs, réduire le temps de génération des blocs, etc. Facile à mettre en œuvre mais susceptible de toucher aux risques de centralisation.
Extensibilité hors chaîne : comme les canaux d'état et les chaînes latérales. Déplacer les transactions hors chaîne pour traitement, en n'écrivant que les résultats sur la chaîne principale. Cela peut considérablement augmenter le débit, mais fait face à des défis de confiance et de sécurité.
Layer 2 Rollup : la solution la plus populaire actuellement. Exécution hors chaîne, vérification sur chaîne, réalisant un équilibre entre scalabilité et sécurité. Cependant, il existe des problèmes de dépendance à la disponibilité des données.
Blockchain modulaire : découpler les fonctionnalités centrales de la blockchain, permettant à plusieurs chaînes spécialisées d'accomplir différentes fonctions. Flexibilité élevée mais complexité du système accrue.
Calcul parallèle dans la chaîne : en modifiant l'architecture du moteur d'exécution, réaliser le traitement concurrent des transactions dans la chaîne. Il est nécessaire de réécrire la logique de planification de la VM et d'introduire des mécanismes de planification des systèmes informatiques modernes.
Ces cinq types de chemins reflètent le compromis entre performance, combinabilité, sécurité et complexité dans la blockchain. Chaque solution a ses avantages et ses inconvénients, formant ensemble un panorama de la mise à niveau du paradigme de calcul Web3.
Trois, carte de classification du calcul parallèle : cinq grands chemins de comptes aux instructions
Les techniques de calcul parallèle peuvent être divisées en cinq voies, allant de la granularité grossière à la granularité fine :
Parallélisme au niveau du compte : représenté par Solana. Basé sur le découplage compte-état, il détermine s'il existe des relations de conflit entre les transactions pour réaliser le parallélisme.
Parallélisme au niveau des objets : comme Aptos et Sui. Planification concurrente basée sur des "objets d'état" de granularité plus fine.
Concurrence au niveau des transactions : comme Monad, Sei, Fuel. Construire un graphique de dépendance autour de toute la transaction, et exécuter en flux concurrent.
Parallélisme au niveau de la machine virtuelle : comme MegaETH. Intégration de la capacité d'exécution concurrente dans la logique de planification des instructions au niveau de la VM.
Parallélisme au niveau des instructions : s'inspirer de la pensée d'exécution hors ordre du CPU, effectuer une analyse de planification et un réarrangement parallèle pour chaque opération.
Ces cinq catégories de chemins, des structures de données statiques aux mécanismes de planification dynamiques, reflètent le raffinement constant des technologies parallèles et l'augmentation de la complexité des systèmes. Elles marquent la transition du modèle de calcul blockchain d'une exécution séquentielle traditionnelle vers un environnement d'exécution distribué haute performance.
Quatre, Analyse approfondie des deux principales pistes : Monad vs MegaETH
Les deux projets les plus en vue dans le domaine du calcul parallèle sont Monad et MegaETH, qui représentent deux voies technologiques radicalement différentes.
Monad adopte une approche de "reconstructionnisme", s'inspirant des systèmes de bases de données modernes pour redéfinir le moteur d'exécution de la blockchain. Ses technologies clés incluent le contrôle de concurrence optimiste, la planification de transactions en DAG, l'exécution désordonnée, etc. Monad réalise la compatibilité avec l'EVM grâce à une couche de langage intermédiaire, préservant ainsi son amitié envers l'écosystème Ethereum.
MegaETH adopte une approche de "compatibilité", visant à intégrer des capacités parallèles dans l'EVM existant. Il restructure le modèle d'exécution des instructions EVM, introduisant une isolation au niveau des threads et un mécanisme d'exécution asynchrone, réalisant ainsi un "EVM multicœur". MegaETH permet aux développeurs d'obtenir des améliorations de performance sans avoir à modifier les contrats existants.
Monad est mieux adapté pour construire de nouveaux systèmes, visant des performances extrêmes. MegaETH, en revanche, est plus approprié pour les projets existants cherchant à réaliser une mise à niveau des performances à moindre coût. Les deux représentent une opposition typique entre le "courant de reconstruction" et le "courant de compatibilité" dans le calcul parallèle, chacun ayant ses avantages.
Cinq, opportunités et défis futurs du calcul parallèle
Le calcul parallèle offre d'énormes opportunités pour le Web3 :
Lever le plafond d'application, réaliser des interactions à haute fréquence sur la chaîne.
Promouvoir la transformation des paradigmes de développement, susciter une nouvelle génération de chaînes d'outils.
Fournir des modules d'exécution haute performance pour les blockchains modulaires.
Mais en même temps, elle fait face à de nombreux défis :
Garantie de cohérence de la concurrence d'état et gestion des conflits.
Le modèle de sécurité de l'environnement d'exécution multithread n'est pas encore mature.
Migration de l'écosystème des développeurs et seuil de compréhension.
L'avenir du calcul parallèle dépend à la fois des percées technologiques et de la conception écologique. Il redéfinira la nature de la blockchain et pourrait devenir un tournant dans le paradigme de calcul Web3.
VI. Conclusion : Le calcul parallèle est-il le meilleur moyen d'évoluer nativement sur le Web3 ?
Bien que la mise en œuvre du calcul parallèle soit difficile, elle est la plus proche de l'essence de la blockchain. Elle permet d'améliorer les performances en reconfigurant le modèle d'exécution lui-même, tout en préservant le modèle de confiance central de la blockchain. Cette méthode d'extension "native à la chaîne" réserve un espace de performance durable pour des applications plus complexes sur la chaîne à l'avenir.
Le calcul parallèle reconstruit "l'âme de la chaîne". Bien que cela soit difficile à réaliser à court terme, il est très probable que ce soit le seul chemin correct et durable dans l'évolution à long terme du Web3. Nous assistons à une transition architecturale similaire à celle du passage d'un cœur unique à des cœurs multiples, et la forme embryonnaire du système d'exploitation natif du Web3 pourrait se cacher dans ces expériences parallèles au sein des chaînes.