Web3 Paralel Hesaplama Derinlik Araştırma Raporu: Yerel Ölçeklenmenin Nihai Yolu

I. Giriş: Ölçekleme, sonsuz bir konu; paralel işlem, nihai savaş alanıdır.

Blockchain sistemleri doğduğundan beri ölçeklenebilirlik gibi bir çekirdek sorunla karşı karşıyadır. Bitcoin ve Ethereum'un işlem işleme kapasitesi, geleneksel Web2 sistemlerinin çok altındadır; bu darboğaz, blockchain'in temel tasarımına derinlemesine yerleşmiştir. Son on yılda, sektör birçok ölçeklenebilirlik çözümü denemiştir, zincir üzerindeki ölçeklendirmeden Layer 2'ye, durum kanallarından Rollup'a kadar. Ancak bu çözümler hiçbir zaman blockchain'in temel "tek zincir performansı"nın gerçek sınırlarını aşamamıştır.

Zincir içi paralel hesaplama giderek yeni bir odak haline geliyor. Tek zincir atomikliğini korurken, yürütme motorunu tamamen yeniden yapılandırmayı ve blok zincirini tek iş parçacıklı moddan yüksek eşzamanlı hesaplama sistemine yükseltmeyi amaçlıyor. Bu sadece yüzlerce kat daha fazla verimlilik sağlamakla kalmayıp, aynı zamanda akıllı sözleşme uygulamalarının patlama yapmasının ana koşulu haline gelebilir.

Paralel hesaplama, akıllı sözleşme yürütmenin temel modeline meydan okuyor ve işlem işlemenin temel mantığını yeniden tanımlıyor. Amacı, gelecekteki Web3 yerel uygulamalarına gerçek anlamda sürdürülebilir bir altyapı desteği sağlamaktır. Rollup yarışında benzeşmeler yaşandıktan sonra, zincir içi paralellik yeni bir Layer 1 rekabetinin belirleyici değişkeni haline geliyor. Bu sadece bir teknik yarışı değil, aynı zamanda bir paradigma mücadelesidir. Web3 dünyasının bir sonraki nesil egemen yürütme platformu, muhtemelen bu zincir içi paralellik mücadelesinden doğacaktır.

İkincisi, Ölçeklendirme Paradigması Genel Görünümü: Beş Farklı Yol, Her Birinin Kendi Odak Noktası

Genişleme, halka açık blok zinciri teknolojisinin evriminin en önemli konularından biri olarak, çeşitli teknik yolların ortaya çıkmasına sebep olmuştur. Bu yollar beş temel yol olarak sınıflandırılabilir:

1. Zincir üzerinde doğrudan genişleme: blok boyutunu artırmak, blok oluşturma süresini kısaltmak vb. Uygulaması kolaydır ancak merkezileşme riski taşıma olasılığı yüksektir.

2. Zincir dışı ölçeklenme: Durum kanalları ve yan zincirler gibi. İşlemleri zincir dışına taşıyarak yalnızca sonuçları ana zincire yazma. Bu, işlem hacmini önemli ölçüde artırabilir, ancak güven ve güvenlik zorluklarıyla karşı karşıya kalır.

3. Layer 2 Rollup: Şu anda en popüler çözüm. Zincir dışı yürütme, zincir içi doğrulama, ölçeklenebilirlik ve güvenliğin dengelenmesini sağlar. Ancak veri kullanılabilirliği bağımlılığı gibi sorunlar vardır.

4. Modüler Blockchain: Blockchain'in temel işlevlerini ayrıştırarak, farklı işlevleri yerine getiren birden fazla özel zincir tarafından tamamlanır. Yüksek esneklik sağlarken sistem karmaşıklığını artırır.

5. Zincir içi paralel hesaplama: İcra motoru mimarisini değiştirerek, zincir içindeki işlemlerin eşzamanlı işlenmesini sağlamak. VM zamanlama mantığının yeniden yazılması ve modern bilgisayar sistemi zamanlama mekanizmasının entegrasyonu gerekmektedir.

Bu beş yol, blokzincirinin performans, bileşebilirlik, güvenlik ve karmaşıklık arasında yaptığı dengeyi yansıtmaktadır. Her bir çözümün avantajları ve dezavantajları vardır ve birlikte Web3 hesaplama paradigması yükseltilmesinin panoramasını oluşturur.

Üç, Paralel Hesaplama Sınıflandırma Haritası: Hesaplardan Komutlara Beş Ana Yol

Paralel hesaplama teknolojisi beş yola ayrılabilir, kaba parçalıdan ince parçalıya sırasıyla şunlardır:

1. Hesap seviyesinde paralellik: Solana örnek alınarak. Hesap-durum ayrımına dayanarak, işlemler arasında çelişki olup olmadığını belirleyerek paralellik sağlanır.

2. Nesne düzeyinde paralellik: Aptos ve Sui gibi. Daha ince bir "durum nesnesi" birimi üzerinden eşzamanlı zamanlama yapılır.

3. İşlem seviyesi paralellik: Monad, Sei, Fuel gibi. Tüm işlem işlemi etrafında bir bağımlılık grafiği oluşturulur ve eşzamanlı akış yürütülür.

4. Sanal Makine Seviyesinde Paralel: MegaETH gibi. Eşzamanlı yürütme yeteneğini VM alt tabaka talimatlarının zamanlama mantığına entegre etme.

5. Komut düzeyi paralellik: CPU'nun sırasız yürütme fikrinden yararlanarak, her bir işlemi zamanlama analizi ve paralel yeniden sıralama ile ele almak.

Bu beş yol, statik veri yapılarından dinamik planlama mekanizmalarına kadar, paralel teknolojinin sürekli olarak inceltilmesini ve sistem karmaşıklığının artışını yansıtmaktadır. Bunlar, blok zinciri hesaplama modelinin geleneksel seri yürütmeden yüksek performanslı dağıtık yürütme ortamına geçişini simgelemektedir.

Dört, İki Büyük Temel Yarış Yolu Derinliği: Monad vs MegaETH

Günümüzde paralel hesaplama alanında en çok dikkat çeken iki proje Monad ve MegaETH'dir; bu projeler tamamen farklı iki teknik yolu temsil etmektedir.

Monad, modern veritabanı sistemlerinden ilham alarak, "yeniden yapılandırma" yolunu benimsemekte ve blok zinciri yürütme motorunu yeniden tanımlamaktadır. Temel teknolojileri arasında iyimser eşzamanlı kontrol, işlem DAG planlaması, sırasız yürütme vb. bulunmaktadır. Monad, EVM ile uyumluluğu sağlamak için ara dil katmanı aracılığıyla Ethereum ekosistemine dostluğunu korumaktadır.

MegaETH, mevcut EVM'ye paralel yetenekler entegre etmeye yönelik "uyumcu" bir yaklaşım benimsemektedir. EVM talimat yürütme modelini yeniden yapılandırarak, iş parçacığı bazında izolasyon ve asenkron yürütme mekanizmaları getirerek "çok çekirdekli EVM"'yi gerçekleştirmektedir. MegaETH, geliştiricilerin mevcut sözleşmeleri değiştirmeden performans artışı elde etmelerine olanak tanımaktadır.

Monad, tamamen yeni sistemler inşa etmek ve maksimum performans arayışı için daha uygundur. MegaETH ise mevcut projelerin en düşük maliyetle performans yükseltmesi için daha uygundur. İkisi, paralel hesaplamada "yeniden yapılandırma" ve "uyumluluk" taraflarının tipik bir karşıtlığını temsil eder ve her birinin kendine özgü avantajları vardır.

Beş, Paralel Hesaplamanın Gelecekteki Fırsatları ve Zorlukları

Paralel hesaplama, Web3'e büyük fırsatlar getirdi:

1. Uygulama tavanını kaldırın, zincir üzerinde yüksek frekanslı etkileşimleri gerçekleştirin.

2. Geliştirme paradigmasını dönüştürmek ve yeni nesil araç zincirlerini teşvik etmek.

3. Modüler blok zincirine yüksek performanslı yürütme modülü sağlamak.

Ama aynı zamanda birçok zorlukla da karşı karşıya:

1. Durum eşzamanlılığı için tutarlılık garantisi ve çelişki yönetimi.

2. Çok iş parçacıklı yürütme ortamının güvenlik modeli henüz olgunlaşmamıştır.

3. Geliştirici ekosisteminin göçü ve algı eşikleri.

Paralel hesaplamanın geleceği hem teknolojik atılımlara hem de ekolojik tasarıma bağlıdır. Bu, blok zincirinin doğasını yeniden tanımlayacak ve Web3 hesaplama paradigmasının bir dönüm noktası haline gelebilir.

Altı, Sonuç: Paralel hesaplama, Web3'ün yerel genişlemesi için en iyi yol mu?

Paralel hesaplama zorlu bir uygulama olmasına rağmen, blok zincirinin özüne en yakın olanıdır. Performans artışı sağlamak için yürütme modelini yeniden yapılandırarak blok zincirinin çekirdek güven modelini korur. Bu "zincir üzerinde yerel" genişleme yöntemi, gelecekteki daha karmaşık zincir üzerindeki uygulamalar için sürdürülebilir bir performans alanı bırakır.

Paralel hesaplama, "zincirin ruhunu" yeniden yapılandırıyor. Kısa vadede gerçekleştirilmesi zor olsa da, Web3'ün uzun vadeli evrimi içinde muhtemelen tek sürdürülebilir doğru yol. Tek çekirdekli mimariden çok çekirdekli mimariye benzer bir geçişe tanık oluyoruz; Web3 yerel işletim sisteminin ilk şekli belki de bu zincir içindeki paralel deneylerin arasında gizleniyor.