Báo cáo nghiên cứu sâu về tính toán song song Web3: Con đường tối thượng của mở rộng gốc
Một, Lời mở đầu: Mở rộng là đề tài vĩnh cửu, song song là chiến trường tối thượng
Hệ thống blockchain từ khi ra đời đã phải đối mặt với vấn đề cốt lõi về khả năng mở rộng. Khả năng xử lý giao dịch của Bitcoin và Ethereum thấp hơn nhiều so với các hệ thống Web2 truyền thống, và nút thắt này đã ăn sâu vào thiết kế tầng dưới của blockchain. Trong suốt mười năm qua, ngành công nghiệp đã thử nghiệm nhiều giải pháp mở rộng, từ mở rộng trên chuỗi đến Layer 2, từ kênh trạng thái đến Rollup. Tuy nhiên, những giải pháp này vẫn chưa chạm đến giới hạn thực sự của "hiệu suất chuỗi đơn" trong blockchain.
Tính toán song song trong chuỗi đang dần trở thành tâm điểm mới. Nó cố gắng tái cấu trúc hoàn toàn động cơ thực thi trong khi giữ nguyên tính nguyên tử của chuỗi đơn, nâng cấp blockchain từ chế độ đơn luồng lên hệ thống tính toán có độ đồng thời cao. Điều này không chỉ có thể đạt được hàng trăm lần tăng cường khả năng xử lý mà còn có thể trở thành điều kiện tiên quyết cho sự bùng nổ của ứng dụng hợp đồng thông minh.
Tính toán song song 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. Mục tiêu của nó là cung cấp một cơ sở hạ tầng thực sự bền vững cho các ứng dụng gốc Web3 trong tương lai. Khi các đường đua Rollup đang đồng nhất, tính song song trong chuỗi đang trở thành biến quyết định trong cuộc cạnh tranh Layer 1 mới. Đây không chỉ là một cuộc đua công nghệ, mà còn là một cuộc chiến về mô hình. Nền tảng thực thi chủ quyền thế hệ tiếp theo trong thế giới Web3 có khả năng sẽ ra đời từ cuộc đấu tranh tính song song trong chuỗi này.
Hai, Toàn cảnh mô hình mở rộng: Năm loại lộ trình, mỗi loại có trọng tâm riêng
Mở rộng là chủ đề quan trọng nhất trong sự tiến hóa của công nghệ chuỗi công khai, đã sinh ra nhiều con đường kỹ thuật khác nhau. Những con đường này có thể được chia thành năm tuyến đường cơ bản.
Mở rộng trực tiếp trên chuỗi: như tăng kích thước khối, rút ngắn thời gian tạo khối, v.v. Dễ thực hiện nhưng dễ gặp rủi ro tập trung.
Mở rộng ngoài chuỗi: như kênh trạng thái và chuỗi phụ. Chuyển giao dịch sang xử lý ngoài chuỗi, chỉ ghi lại kết quả vào chuỗi chính. Có thể nâng cao đáng kể thông lượng, nhưng phải đối mặt với thách thức về niềm tin và an ninh.
Layer 2 Rollup: Hiện tại là giải pháp phổ biến nhất. Thực hiện ngoài chuỗi, xác minh trên chuỗi, đạt được sự cân bằng giữa khả năng mở rộng và an toàn. Tuy nhiên, vẫn tồn tại vấn đề phụ thuộc vào khả năng truy cập dữ liệu.
Blockchain mô-đun: Tách rời các chức năng cốt lõi của blockchain, để nhiều chuỗi chuyên biệt hoàn thành các chức năng khác nhau. Tính linh hoạt cao nhưng làm tăng độ phức tạp của hệ thống.
Tính toán song song trong chuỗi: Thông qua việc thay đổi kiến trúc của động cơ thực thi, thực hiện xử lý đồng thời giao dịch trong chuỗi. Cần viết lại logic lập lịch VM, đưa vào cơ chế lập lịch của hệ thống máy tính hiện đại.
Năm loại đường dẫn này phản ánh sự đánh đổi giữa hiệu suất, khả năng kết hợp, tính bảo mật và độ phức tạp của blockchain. Mỗi giải pháp đều có ưu nhược điểm riêng, cùng nhau tạo thành bức tranh toàn cảnh về việc nâng cấp mô hình tính toán Web3.
Ba, Bản đồ phân loại tính toán song song: Năm con đường từ tài khoản đến lệnh
Công nghệ tính toán song song có thể được chia thành năm con đường, từ độ sâu thô đến độ sâu mịn lần lượt là:
Song song cấp tài khoản: đại diện là Solana. Dựa trên việc tách biệt tài khoản và trạng thái, xác định xem có mối quan hệ xung đột giữa các giao dịch hay không để thực hiện song song.
Song song theo đối tượng: như Aptos và Sui. Thực hiện lịch trình đồng thời theo đơn vị "đối tượng trạng thái" với độ sâu tinh vi hơn.
Song song cấp giao dịch: như Monad, Sei, Fuel. Xây dựng đồ thị phụ thuộc quanh toàn bộ giao dịch, thực hiện thực thi luồng song song.
Song song cấp độ máy ảo: như MegaETH. Nhúng khả năng thực thi đồng thời vào logic lập lịch lệnh cơ sở của VM.
Song song cấp lệnh: Tham khảo ý tưởng thực hiện ngoài thứ tự của CPU, phân tích lập lịch và tái sắp xếp song song cho từng thao tác.
Năm loại đường dẫn này từ cấu trúc dữ liệu tĩnh đến cơ chế lập lịch động, thể hiện sự tinh vi ngày càng tăng của công nghệ song song và sự gia tăng độ phức tạp của hệ thống. Chúng đánh dấu sự chuyển đổi của mô hình tính toán chuỗi khối từ thực thi tuần tự truyền thống sang môi trường thực thi phân tán hiệu suất cao.
Bốn, Phân tích sâu về hai đường đua chính: Monad vs MegaETH
Hai dự án được quan tâm nhất trong lĩnh vực tính toán song song hiện nay là Monad và MegaETH, chúng đại diện cho hai hướng công nghệ hoàn toàn khác nhau.
Monad áp dụng "chủ nghĩa tái cấu trúc", lấy cảm hứng từ các hệ thống cơ sở dữ liệu hiện đại, định nghĩa lại động cơ thực thi blockchain. Công nghệ cốt lõi của nó bao gồm kiểm soát đồng thời lạc quan, lập lịch DAG giao dịch, thực thi không theo thứ tự, v.v. Monad đạt được sự tương thích với EVM thông qua lớp ngôn ngữ trung gian, giữ lại tính thân thiện với hệ sinh thái Ethereum.
MegaETH thì áp dụng "chủ nghĩa tương thích", cam kết tích hợp khả năng song song vào EVM hiện có. Nó thông qua việc tái cấu trúc mô hình thực thi lệnh EVM, giới thiệu cách ly cấp luồng và cơ chế thực thi bất đồng bộ, đạt được "EVM đa nhân". MegaETH cho phép các nhà phát triển nâng cao hiệu suất mà không cần thay đổi hợp đồng hiện có.
Monad phù hợp hơn để xây dựng hệ thống hoàn toàn mới, theo đuổi hiệu suất cực hạn. MegaETH thì phù hợp hơn cho các dự án hiện có để thực hiện nâng cấp hiệu suất với chi phí tối thiểu. Cả hai đại diện cho cuộc đối kháng điển hình giữa "phái tái cấu trúc" và "phái tương thích" trong tính toán song song, mỗi bên đều có ưu điểm.
Năm, Cơ hội và Thách thức trong Tính toán Song song
Tính toán song song mang đến cơ hội lớn cho Web3:
Gỡ bỏ trần ứng dụng, thực hiện tương tác cao tần trên chuỗi.
Thúc đẩy cách mạng phát triển, tạo ra thế hệ công cụ mới.
Cung cấp mô-đun thực thi hiệu suất cao cho blockchain mô-đun.
Nhưng đồng thời cũng phải đối mặt với nhiều thách thức:
Đảm bảo tính nhất quán và xử lý xung đột trong trạng thái đồng thời.
Mô hình an ninh của môi trường thực thi đa luồng vẫn chưa trưởng thành.
Di chuyển hệ sinh thái nhà phát triển và rào cản nhận thức.
Tương lai của tính toán song song vừa phụ thuộc vào sự đột phá công nghệ, vừa dựa vào thiết kế sinh thái. Nó sẽ định nghĩa lại bản chất của blockchain và có thể trở thành bước ngoặt trong mô hình tính toán Web3.
Sáu, Kết luận: Tính toán song song, có phải là con đường mở rộng gốc tốt nhất của Web3?
Mặc dù việc tính toán song song có độ khó cao, nhưng nó gần gũi nhất với bản chất của blockchain. Nó đạt được hiệu suất cao hơn bằng cách tái cấu trúc chính mô hình thực thi, giữ lại mô hình niềm tin cốt lõi của blockchain. Cách mở rộng "nguyên bản trong chuỗi" này đã dành ra không gian hiệu suất bền vững cho các ứng dụng phức tạp hơn trên chuỗi trong tương lai.
Tái cấu trúc tính toán song song là "linh hồn của chuỗi". Mặc dù khó khăn để đạt được trong ngắn hạn, nhưng rất có thể đây là con đường duy nhất bền vững trong quá trình tiến hóa lâu dài của Web3. Chúng ta đang chứng kiến một sự chuyển mình tương tự như từ kiến trúc lõi đơn sang lõi đa, có thể hình mẫu của hệ điều hành bản địa Web3 đang ẩn mình trong những thí nghiệm song song trong các chuỗi này.
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.
14 thích
Phần thưởng
14
5
Chia sẻ
Bình luận
0/400
RugResistant
· 07-19 12:36
Thật là vô lý, lại khoe công nghệ nữa rồi.
Xem bản gốcTrả lời0
NftDataDetective
· 07-19 04:05
công cụ thực thi mở rộng như thế này... bruh, chúng ta đã thấy câu chuyện này trước đây lmao
Xem bản gốcTrả lời0
CryptoPhoenix
· 07-16 18:40
Tính toán song song mang lại linh hồn cho web3. Tin rằng tương lai cuối cùng sẽ vượt qua khó khăn!
Web3 sự trỗi dậy của tính toán song song: Tái cấu trúc động cơ thực thi Blockchain mở ra kỷ nguyên hiệu suất mới
Báo cáo nghiên cứu sâu về tính toán song song Web3: Con đường tối thượng của mở rộng gốc
Một, Lời mở đầu: Mở rộng là đề tài vĩnh cửu, song song là chiến trường tối thượng
Hệ thống blockchain từ khi ra đời đã phải đối mặt với vấn đề cốt lõi về khả năng mở rộng. Khả năng xử lý giao dịch của Bitcoin và Ethereum thấp hơn nhiều so với các hệ thống Web2 truyền thống, và nút thắt này đã ăn sâu vào thiết kế tầng dưới của blockchain. Trong suốt mười năm qua, ngành công nghiệp đã thử nghiệm nhiều giải pháp mở rộng, từ mở rộng trên chuỗi đến Layer 2, từ kênh trạng thái đến Rollup. Tuy nhiên, những giải pháp này vẫn chưa chạm đến giới hạn thực sự của "hiệu suất chuỗi đơn" trong blockchain.
Tính toán song song trong chuỗi đang dần trở thành tâm điểm mới. Nó cố gắng tái cấu trúc hoàn toàn động cơ thực thi trong khi giữ nguyên tính nguyên tử của chuỗi đơn, nâng cấp blockchain từ chế độ đơn luồng lên hệ thống tính toán có độ đồng thời cao. Điều này không chỉ có thể đạt được hàng trăm lần tăng cường khả năng xử lý mà còn có thể trở thành điều kiện tiên quyết cho sự bùng nổ của ứng dụng hợp đồng thông minh.
Tính toán song song 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. Mục tiêu của nó là cung cấp một cơ sở hạ tầng thực sự bền vững cho các ứng dụng gốc Web3 trong tương lai. Khi các đường đua Rollup đang đồng nhất, tính song song trong chuỗi đang trở thành biến quyết định trong cuộc cạnh tranh Layer 1 mới. Đây không chỉ là một cuộc đua công nghệ, mà còn là một cuộc chiến về mô hình. Nền tảng thực thi chủ quyền thế hệ tiếp theo trong thế giới Web3 có khả năng sẽ ra đời từ cuộc đấu tranh tính song song trong chuỗi này.
Hai, Toàn cảnh mô hình mở rộng: Năm loại lộ trình, mỗi loại có trọng tâm riêng
Mở rộng là chủ đề quan trọng nhất trong sự tiến hóa của công nghệ chuỗi công khai, đã sinh ra nhiều con đường kỹ thuật khác nhau. Những con đường này có thể được chia thành năm tuyến đường cơ bản.
Mở rộng trực tiếp trên chuỗi: như tăng kích thước khối, rút ngắn thời gian tạo khối, v.v. Dễ thực hiện nhưng dễ gặp rủi ro tập trung.
Mở rộng ngoài chuỗi: như kênh trạng thái và chuỗi phụ. Chuyển giao dịch sang xử lý ngoài chuỗi, chỉ ghi lại kết quả vào chuỗi chính. Có thể nâng cao đáng kể thông lượng, nhưng phải đối mặt với thách thức về niềm tin và an ninh.
Layer 2 Rollup: Hiện tại là giải pháp phổ biến nhất. Thực hiện ngoài chuỗi, xác minh trên chuỗi, đạt được sự cân bằng giữa khả năng mở rộng và an toàn. Tuy nhiên, vẫn tồn tại vấn đề phụ thuộc vào khả năng truy cập dữ liệu.
Blockchain mô-đun: Tách rời các chức năng cốt lõi của blockchain, để nhiều chuỗi chuyên biệt hoàn thành các chức năng khác nhau. Tính linh hoạt cao nhưng làm tăng độ phức tạp của hệ thống.
Tính toán song song trong chuỗi: Thông qua việc thay đổi kiến trúc của động cơ thực thi, thực hiện xử lý đồng thời giao dịch trong chuỗi. Cần viết lại logic lập lịch VM, đưa vào cơ chế lập lịch của hệ thống máy tính hiện đại.
Năm loại đường dẫn này phản ánh sự đánh đổi giữa hiệu suất, khả năng kết hợp, tính bảo mật và độ phức tạp của blockchain. Mỗi giải pháp đều có ưu nhược điểm riêng, cùng nhau tạo thành bức tranh toàn cảnh về việc nâng cấp mô hình tính toán Web3.
Ba, Bản đồ phân loại tính toán song song: Năm con đường từ tài khoản đến lệnh
Công nghệ tính toán song song có thể được chia thành năm con đường, từ độ sâu thô đến độ sâu mịn lần lượt là:
Song song cấp tài khoản: đại diện là Solana. Dựa trên việc tách biệt tài khoản và trạng thái, xác định xem có mối quan hệ xung đột giữa các giao dịch hay không để thực hiện song song.
Song song theo đối tượng: như Aptos và Sui. Thực hiện lịch trình đồng thời theo đơn vị "đối tượng trạng thái" với độ sâu tinh vi hơn.
Song song cấp giao dịch: như Monad, Sei, Fuel. Xây dựng đồ thị phụ thuộc quanh toàn bộ giao dịch, thực hiện thực thi luồng song song.
Song song cấp độ máy ảo: như MegaETH. Nhúng khả năng thực thi đồng thời vào logic lập lịch lệnh cơ sở của VM.
Song song cấp lệnh: Tham khảo ý tưởng thực hiện ngoài thứ tự của CPU, phân tích lập lịch và tái sắp xếp song song cho từng thao tác.
Năm loại đường dẫn này từ cấu trúc dữ liệu tĩnh đến cơ chế lập lịch động, thể hiện sự tinh vi ngày càng tăng của công nghệ song song và sự gia tăng độ phức tạp của hệ thống. Chúng đánh dấu sự chuyển đổi của mô hình tính toán chuỗi khối từ thực thi tuần tự truyền thống sang môi trường thực thi phân tán hiệu suất cao.
Bốn, Phân tích sâu về hai đường đua chính: Monad vs MegaETH
Hai dự án được quan tâm nhất trong lĩnh vực tính toán song song hiện nay là Monad và MegaETH, chúng đại diện cho hai hướng công nghệ hoàn toàn khác nhau.
Monad áp dụng "chủ nghĩa tái cấu trúc", lấy cảm hứng từ các hệ thống cơ sở dữ liệu hiện đại, định nghĩa lại động cơ thực thi blockchain. Công nghệ cốt lõi của nó bao gồm kiểm soát đồng thời lạc quan, lập lịch DAG giao dịch, thực thi không theo thứ tự, v.v. Monad đạt được sự tương thích với EVM thông qua lớp ngôn ngữ trung gian, giữ lại tính thân thiện với hệ sinh thái Ethereum.
MegaETH thì áp dụng "chủ nghĩa tương thích", cam kết tích hợp khả năng song song vào EVM hiện có. Nó thông qua việc tái cấu trúc mô hình thực thi lệnh EVM, giới thiệu cách ly cấp luồng và cơ chế thực thi bất đồng bộ, đạt được "EVM đa nhân". MegaETH cho phép các nhà phát triển nâng cao hiệu suất mà không cần thay đổi hợp đồng hiện có.
Monad phù hợp hơn để xây dựng hệ thống hoàn toàn mới, theo đuổi hiệu suất cực hạn. MegaETH thì phù hợp hơn cho các dự án hiện có để thực hiện nâng cấp hiệu suất với chi phí tối thiểu. Cả hai đại diện cho cuộc đối kháng điển hình giữa "phái tái cấu trúc" và "phái tương thích" trong tính toán song song, mỗi bên đều có ưu điểm.
Năm, Cơ hội và Thách thức trong Tính toán Song song
Tính toán song song mang đến cơ hội lớn cho Web3:
Gỡ bỏ trần ứng dụng, thực hiện tương tác cao tần trên chuỗi.
Thúc đẩy cách mạng phát triển, tạo ra thế hệ công cụ mới.
Cung cấp mô-đun thực thi hiệu suất cao cho blockchain mô-đun.
Nhưng đồng thời cũng phải đối mặt với nhiều thách thức:
Đảm bảo tính nhất quán và xử lý xung đột trong trạng thái đồng thời.
Mô hình an ninh của môi trường thực thi đa luồng vẫn chưa trưởng thành.
Di chuyển hệ sinh thái nhà phát triển và rào cản nhận thức.
Tương lai của tính toán song song vừa phụ thuộc vào sự đột phá công nghệ, vừa dựa vào thiết kế sinh thái. Nó sẽ định nghĩa lại bản chất của blockchain và có thể trở thành bước ngoặt trong mô hình tính toán Web3.
Sáu, Kết luận: Tính toán song song, có phải là con đường mở rộng gốc tốt nhất của Web3?
Mặc dù việc tính toán song song có độ khó cao, nhưng nó gần gũi nhất với bản chất của blockchain. Nó đạt được hiệu suất cao hơn bằng cách tái cấu trúc chính mô hình thực thi, giữ lại mô hình niềm tin cốt lõi của blockchain. Cách mở rộng "nguyên bản trong chuỗi" này đã dành ra không gian hiệu suất bền vững cho các ứng dụng phức tạp hơn trên chuỗi trong tương lai.
Tái cấu trúc tính toán song song là "linh hồn của chuỗi". Mặc dù khó khăn để đạt được trong ngắn hạn, nhưng rất có thể đây là con đường duy nhất bền vững trong quá trình tiến hóa lâu dài của Web3. Chúng ta đang chứng kiến một sự chuyển mình tương tự như từ kiến trúc lõi đơn sang lõi đa, có thể hình mẫu của hệ điều hành bản địa Web3 đang ẩn mình trong những thí nghiệm song song trong các chuỗi này.