يجب على مطوري البلوكشين إتقان مهارات كتابة العقود الذكية. يمكنهم استخدام Solidity أو لغات عالية المستوى الأخرى لتنفيذ منطق الأعمال. ولكن لا يمكن لـ EVM تفسير كود Solidity مباشرة، بل يحتاج إلى تحويله إلى لغة منخفضة المستوى القابلة للتنفيذ على الآلة الافتراضية ( أكواد العمليات/بايت كود ). يوجد أدوات يمكنها إتمام هذا التحويل تلقائيًا، مما يخفف من عبء فهم المطورين لعملية التجميع.
على الرغم من أن التحويل قد يؤدي إلى بعض التكاليف الإضافية، إلا أن المهندسين ذوي الخبرة في الترميز المنخفض يمكنهم كتابة منطق البرنامج مباشرة باستخدام التعليمات البرمجية في Solidity، لتحقيق أعلى كفاءة وتقليل استهلاك الغاز. على سبيل المثال، تستخدم بروتوكولات منصة تداول معينة التجميع المضمن بكثافة لتقليل تكاليف الغاز للمستخدمين.
اختلاف أداء آلة الإيثريوم الافتراضية: المعايير والتنفيذ
EVM(层 التنفيذ) هو المكان الذي يتم فيه الحساب والمعالجة النهائية لرموز العمليات لعقود الذكاء المُجمعة. يتم تعريف بايت كود EVM كمعيار صناعي. سواء كان يستخدم لشبكات إثيريوم Layer 2 أو سلاسل الكتل المستقلة الأخرى، فإن التوافق مع معيار EVM يسمح للمطورين بنشر عقود الذكاء بكفاءة عبر شبكات متعددة.
على الرغم من أن توافق معيار بايت كود EVM يجعل الآلة الافتراضية EVM ، إلا أن طرق التنفيذ يمكن أن تختلف كثيرًا. على سبيل المثال ، قامت بعض عملاء إثيريوم بتنفيذ معيار EVM باستخدام Go ، بينما يحافظ فريق آخر من مؤسسة إثيريوم على تنفيذ بلغة C++. تسمح هذه التنوعات بتحسينات هندسية مختلفة وتنفيذات مخصصة.
تقنية EVM المتوازية
تاريخياً، كان مجتمع blockchain يركز بشكل رئيسي على الابتكار في خوارزميات الإجماع، وكانت بعض المشاريع معروفة أكثر بآلية الإجماع الخاصة بها وليس بطبقتها التنفيذية. على الرغم من أن هذه المشاريع قد ابتكرت في الطبقة التنفيذية، إلا أن أدائها غالبًا ما يُفهم بشكل خاطئ على أنه ناتج فقط عن خوارزمية الإجماع.
في الواقع، تحتاج سلسلة الكتل عالية الأداء إلى خوارزميات توافق مبتكرة وطبقة تنفيذ محسنة، مشابهة لمبدأ أضعف حلقة. بالنسبة لسلاسل الكتل EVM التي تعمل على تحسين خوارزمية التوافق فقط، فإن تحسين الأداء يتطلب عقدًا أقوى. على سبيل المثال، تحتاج سلسلة ذكية معينة إلى تكوين أعلى بعدة مرات من العقد الكاملة لإثيريوم لمعالجة الكتل تحت حد غاز قدره 2000 TPS. على الرغم من أن شبكة Layer 2 معينة تدعم نظريًا ما يصل إلى 1000 TPS، إلا أن الأداء الفعلي غالبًا ما يكون دون التوقعات.
طلب المعالجة المتوازية
في معظم أنظمة blockchain، يتم تنفيذ المعاملات بالتسلسل، مما يشبه وحدة المعالجة المركزية أحادية النواة. هذه الطريقة بسيطة ومنخفضة التعقيد، لكنها غير كافية لدعم قاعدة مستخدمين على مستوى الإنترنت. التحول إلى وحدة معالجة مركزية متعددة النوى والآلة الافتراضية يمكن أن يعالج عدة معاملات في وقت واحد، مما يزيد بشكل كبير من القدرة على المعالجة.
أدى التنفيذ المتوازي إلى تحديات هندسية، مثل معالجة الكتابات المتزامنة على نفس العقد الذكي. يحتاج الأمر إلى تصميم آليات جديدة لحل هذه النزاعات. يمكن أن يؤدي تنفيذ العقود الذكية غير ذات الصلة بشكل متوازي إلى زيادة السعة بشكل نسبي وفقًا لعدد خيوط المعالجة المتوازية.
الابتكار في EVM المتوازي
تمثل EVM المتوازية مجموعة من الابتكارات المصممة لتحسين طبقة التنفيذ لنظام blockchain. كمثال على مشروع معين، تشمل الابتكارات الرئيسية ما يلي:
تنفيذ المعاملات المتوازية: يستخدم خوارزمية التنفيذ المتوازي المتفائل، مما يسمح بمعالجة عدة معاملات في نفس الوقت. تبدأ هذه الطريقة معاملات من نفس الحالة الأولية، وتتبع المدخلات والمخرجات، وتولد نتائج مؤقتة لكل معاملة. يتم تحديد ما إذا كان يجب تنفيذ المعاملة التالية من خلال فحص ما إذا كانت مدخلات المعاملة التالية مرتبطة بمخرجات المعاملة التي يتم معالجتها حاليًا. هذه الطريقة تعزز بشكل كبير أداء معالجة المعاملات، وتقلل من تأخير النظام.
التنفيذ المتأخر: في آلية الإجماع، يمكن للعقد أن تصل إلى ترتيب رسمي للمعاملات دون الحاجة إلى تنفيذ العقد الرئيسي أو العقد التحقق. في البداية، يقوم العقد الرئيسي بترتيب المعاملات ويصل إلى توافق بين العقد. لا يتم تنفيذ المعاملات على الفور، بل يتم تأجيل التنفيذ إلى قناة مستقلة، مما ي maximizes وقت الكتلة، ويزيد من كفاءة التنفيذ الإجمالية.
قاعدة بيانات الحالة المخصصة: من خلال تخزين شجرة ميركل مباشرة على SSD لتحسين تخزين الحالة والوصول إليها. تقلل هذه الطريقة المباشرة من تأثير زيادة القراءة، مما يزيد من سرعة الوصول إلى الحالة، مما يجعل تنفيذ العقود الذكية أسرع وأكثر كفاءة. من خلال تقليل عدم الكفاءة في قواعد البيانات التقليدية، تضمن استرجاع متغيرات الحالة بسرعة خلال تنفيذ المعاملات المتوازية.
آلية توافق عالية الأداء: نسخة محسّنة من آلية توافق معينة، تدعم التزامن بين مئات العقد الموزعة عالميًا، مع تعقيد اتصالات خطي. تستخدم مراحل تصويت متسلسلة، مما يسمح لمراحل مختلفة من عملية التصويت بالتداخل، مما يقلل من التأخير ويزيد من كفاءة التوافق. أدت هذه التعديلات إلى تحسين كبير في قدرة الشبكة على معالجة العمليات الموزعة على نطاق واسع.
التحدي
التحديات التقنية لـ EVM المتوازية
تتعلق عنق الزجاجة في تنفيذ المعاملات المتسلسلة بـ CPU وعملية قراءة/كتابة الحالة. أدخل التنفيذ المتوازي تعارضات محتملة في الحالة، مما يتطلب فحص التعارض قبل أو بعد التنفيذ. على سبيل المثال، إذا كانت الآلة الافتراضية تدعم أربعة خيوط متوازية، كل خيط يتعامل مع معاملة واحدة، فعندما تتفاعل جميع المعاملات مع نفس مجموعة المعاملات، ستحدث تعارضات. تتطلب هذه الحالة آليات دقيقة للكشف عن التعارض وحله لضمان معالجة متوازية فعالة.
بالإضافة إلى الفروق التقنية في تنفيذ الآلة الافتراضية الإيثيرية المتوازية، عادةً ما تعيد الفرق تصميم وتعزيز أداء القراءة/الكتابة لقاعدة البيانات الحالة، وتطوير خوارزميات إجماع متوافقة.
التحديات والاعتبارات
التحديان الرئيسيان لـ EVM المتوازي هما قيمة احتجاز الهندسة طويلة المدى لإيثريوم وتركيز العقد. على الرغم من أن مرحلة التطوير الحالية لم يتم فتحها بالكامل لحماية الملكية الفكرية، إلا أن هذه التفاصيل ستكشف في النهاية عند بدء شبكة الاختبار والشبكة الرئيسية، مما يعرضها لخطر الاستيعاب من قبل إيثريوم أو سلاسل الكتل الأخرى. سيكون التطور السريع للنظام البيئي هو المفتاح للحفاظ على ميزة تنافسية.
تعد مركزية العقد تحديًا لجميع سلاسل الكتل عالية الأداء، حيث تحتاج إلى تحقيق توازن بين "مأزق ثلاثي الكتل" - العمليات بدون إذن، وعدم الثقة، ومتطلبات الأداء العالي. يمكن أن تساعد مؤشرات مثل "TPS لكل متطلبات الأجهزة" في مقارنة كفاءة سلاسل الكتل في ظل ظروف الأجهزة المحددة، لأن متطلبات الأجهزة المنخفضة يمكن أن تمكّن من وجود المزيد من العقد اللامركزية.
نمط EVM المتوازي
تتضمن بنية EVM المتوازية مشاريع متعددة، بعضها عبارة عن سلاسل الكتل من الطبقة 1، والبعض الآخر قد يكون حلول الطبقة 2. وهناك أيضًا بعض الحلول المتوافقة مع EVM المستندة إلى شبكات أخرى، بالإضافة إلى العملاء مفتوحين المصدر.
الشرط الرئيسي لـ EVM المتوازي هو شبكة متوافقة مع EVM. بعض الشبكات غير المتوافقة مع EVM على الرغم من أنها تعتمد التنفيذ المتوازي، إلا أنها لا تعتبر مشاريع EVM المتوازية.
حالياً، يمكن تقسيم شبكات EVM المتوازية الموجودة إلى ثلاثة أنواع:
شبكة Layer 1 المتوافقة مع EVM التي تم ترقيتها من خلال تقنية التنفيذ المتوازي: هذه الشبكات لم تستخدم التنفيذ المتوازي في البداية، وتم ترقيتها من خلال التطوير التكنولوجي لدعم EVM المتوازي.
شبكة Layer 1 المتوافقة مع EVM التي تستخدم تقنية التنفيذ المتوازي من البداية.
الشبكات Layer 2 التي تستخدم تقنية التنفيذ المتوازي غير EVM: تشمل هذه الشبكات سلاسل Layer 2 المتوافقة مع EVM الموجهة للتوسع. تقوم هذه الشبكات بتجريد EVM إلى وحدات تنفيذ قابلة للتوصيل، مما يسمح باختيار "طبقة تنفيذ VM" الأفضل حسب الحاجة، وبالتالي تحقيق القدرة على التنفيذ المتوازي.
الاستنتاج
مع تطور تقنية البلوكشين، أصبح من المهم أيضًا التركيز على طبقة التنفيذ وخوارزميات الإجماع لتحقيق أداء عالٍ. توفر الابتكارات مثل EVM الموازي حلولًا واعدة لزيادة السعة والكفاءة، مما يجعل البلوكشين أكثر قابلية للتوسع وقادرة على دعم قاعدة واسعة من المستخدمين. ستشكل هذه التقنيات وتطبيقاتها مستقبل نظام البلوكشين، مما يعزز التقدم والتطبيقات الإضافية في هذا المجال.
قد تحتوي هذه الصفحة على محتوى من جهات خارجية، يتم تقديمه لأغراض إعلامية فقط (وليس كإقرارات/ضمانات)، ولا ينبغي اعتباره موافقة على آرائه من قبل Gate، ولا بمثابة نصيحة مالية أو مهنية. انظر إلى إخلاء المسؤولية للحصول على التفاصيل.
تسجيلات الإعجاب 14
أعجبني
14
5
مشاركة
تعليق
0/400
WhaleWatcher
· منذ 13 س
هل يمكن أن يؤثر Solidity على تكاليف الغاز الخاصة بي؟
شاهد النسخة الأصليةرد0
TaxEvader
· منذ 13 س
تعليم إبعاد المبتدئين في البرمجة
شاهد النسخة الأصليةرد0
FUD_Vaccinated
· منذ 13 س
اللاعبون الماهرون في تحسين الغاز الآن يقومون مباشرة باستخدام رمز العملية
شاهد النسخة الأصليةرد0
SchroedingersFrontrun
· منذ 14 س
أليس مجرد تحسين الغاز؟ ولماذا يجب التفاخر بذلك؟
شاهد النسخة الأصليةرد0
ZKProofster
· منذ 14 س
من الناحية الفنية، تحسين الغاز هو مجرد حل مؤقت. EVM المتوازي هو الشيء الحقيقي هنا...
ابتكار EVM المتوازي: اتجاه جديد لتحسين أداء البلوكتشين
آلة الإيثريوم الافتراضية EVM
آلة الإيثريوم الافتراضية مقابل سوليديتي
يجب على مطوري البلوكشين إتقان مهارات كتابة العقود الذكية. يمكنهم استخدام Solidity أو لغات عالية المستوى الأخرى لتنفيذ منطق الأعمال. ولكن لا يمكن لـ EVM تفسير كود Solidity مباشرة، بل يحتاج إلى تحويله إلى لغة منخفضة المستوى القابلة للتنفيذ على الآلة الافتراضية ( أكواد العمليات/بايت كود ). يوجد أدوات يمكنها إتمام هذا التحويل تلقائيًا، مما يخفف من عبء فهم المطورين لعملية التجميع.
على الرغم من أن التحويل قد يؤدي إلى بعض التكاليف الإضافية، إلا أن المهندسين ذوي الخبرة في الترميز المنخفض يمكنهم كتابة منطق البرنامج مباشرة باستخدام التعليمات البرمجية في Solidity، لتحقيق أعلى كفاءة وتقليل استهلاك الغاز. على سبيل المثال، تستخدم بروتوكولات منصة تداول معينة التجميع المضمن بكثافة لتقليل تكاليف الغاز للمستخدمين.
اختلاف أداء آلة الإيثريوم الافتراضية: المعايير والتنفيذ
EVM(层 التنفيذ) هو المكان الذي يتم فيه الحساب والمعالجة النهائية لرموز العمليات لعقود الذكاء المُجمعة. يتم تعريف بايت كود EVM كمعيار صناعي. سواء كان يستخدم لشبكات إثيريوم Layer 2 أو سلاسل الكتل المستقلة الأخرى، فإن التوافق مع معيار EVM يسمح للمطورين بنشر عقود الذكاء بكفاءة عبر شبكات متعددة.
على الرغم من أن توافق معيار بايت كود EVM يجعل الآلة الافتراضية EVM ، إلا أن طرق التنفيذ يمكن أن تختلف كثيرًا. على سبيل المثال ، قامت بعض عملاء إثيريوم بتنفيذ معيار EVM باستخدام Go ، بينما يحافظ فريق آخر من مؤسسة إثيريوم على تنفيذ بلغة C++. تسمح هذه التنوعات بتحسينات هندسية مختلفة وتنفيذات مخصصة.
تقنية EVM المتوازية
تاريخياً، كان مجتمع blockchain يركز بشكل رئيسي على الابتكار في خوارزميات الإجماع، وكانت بعض المشاريع معروفة أكثر بآلية الإجماع الخاصة بها وليس بطبقتها التنفيذية. على الرغم من أن هذه المشاريع قد ابتكرت في الطبقة التنفيذية، إلا أن أدائها غالبًا ما يُفهم بشكل خاطئ على أنه ناتج فقط عن خوارزمية الإجماع.
في الواقع، تحتاج سلسلة الكتل عالية الأداء إلى خوارزميات توافق مبتكرة وطبقة تنفيذ محسنة، مشابهة لمبدأ أضعف حلقة. بالنسبة لسلاسل الكتل EVM التي تعمل على تحسين خوارزمية التوافق فقط، فإن تحسين الأداء يتطلب عقدًا أقوى. على سبيل المثال، تحتاج سلسلة ذكية معينة إلى تكوين أعلى بعدة مرات من العقد الكاملة لإثيريوم لمعالجة الكتل تحت حد غاز قدره 2000 TPS. على الرغم من أن شبكة Layer 2 معينة تدعم نظريًا ما يصل إلى 1000 TPS، إلا أن الأداء الفعلي غالبًا ما يكون دون التوقعات.
طلب المعالجة المتوازية
في معظم أنظمة blockchain، يتم تنفيذ المعاملات بالتسلسل، مما يشبه وحدة المعالجة المركزية أحادية النواة. هذه الطريقة بسيطة ومنخفضة التعقيد، لكنها غير كافية لدعم قاعدة مستخدمين على مستوى الإنترنت. التحول إلى وحدة معالجة مركزية متعددة النوى والآلة الافتراضية يمكن أن يعالج عدة معاملات في وقت واحد، مما يزيد بشكل كبير من القدرة على المعالجة.
أدى التنفيذ المتوازي إلى تحديات هندسية، مثل معالجة الكتابات المتزامنة على نفس العقد الذكي. يحتاج الأمر إلى تصميم آليات جديدة لحل هذه النزاعات. يمكن أن يؤدي تنفيذ العقود الذكية غير ذات الصلة بشكل متوازي إلى زيادة السعة بشكل نسبي وفقًا لعدد خيوط المعالجة المتوازية.
الابتكار في EVM المتوازي
تمثل EVM المتوازية مجموعة من الابتكارات المصممة لتحسين طبقة التنفيذ لنظام blockchain. كمثال على مشروع معين، تشمل الابتكارات الرئيسية ما يلي:
تنفيذ المعاملات المتوازية: يستخدم خوارزمية التنفيذ المتوازي المتفائل، مما يسمح بمعالجة عدة معاملات في نفس الوقت. تبدأ هذه الطريقة معاملات من نفس الحالة الأولية، وتتبع المدخلات والمخرجات، وتولد نتائج مؤقتة لكل معاملة. يتم تحديد ما إذا كان يجب تنفيذ المعاملة التالية من خلال فحص ما إذا كانت مدخلات المعاملة التالية مرتبطة بمخرجات المعاملة التي يتم معالجتها حاليًا. هذه الطريقة تعزز بشكل كبير أداء معالجة المعاملات، وتقلل من تأخير النظام.
التنفيذ المتأخر: في آلية الإجماع، يمكن للعقد أن تصل إلى ترتيب رسمي للمعاملات دون الحاجة إلى تنفيذ العقد الرئيسي أو العقد التحقق. في البداية، يقوم العقد الرئيسي بترتيب المعاملات ويصل إلى توافق بين العقد. لا يتم تنفيذ المعاملات على الفور، بل يتم تأجيل التنفيذ إلى قناة مستقلة، مما ي maximizes وقت الكتلة، ويزيد من كفاءة التنفيذ الإجمالية.
قاعدة بيانات الحالة المخصصة: من خلال تخزين شجرة ميركل مباشرة على SSD لتحسين تخزين الحالة والوصول إليها. تقلل هذه الطريقة المباشرة من تأثير زيادة القراءة، مما يزيد من سرعة الوصول إلى الحالة، مما يجعل تنفيذ العقود الذكية أسرع وأكثر كفاءة. من خلال تقليل عدم الكفاءة في قواعد البيانات التقليدية، تضمن استرجاع متغيرات الحالة بسرعة خلال تنفيذ المعاملات المتوازية.
آلية توافق عالية الأداء: نسخة محسّنة من آلية توافق معينة، تدعم التزامن بين مئات العقد الموزعة عالميًا، مع تعقيد اتصالات خطي. تستخدم مراحل تصويت متسلسلة، مما يسمح لمراحل مختلفة من عملية التصويت بالتداخل، مما يقلل من التأخير ويزيد من كفاءة التوافق. أدت هذه التعديلات إلى تحسين كبير في قدرة الشبكة على معالجة العمليات الموزعة على نطاق واسع.
التحدي
التحديات التقنية لـ EVM المتوازية
تتعلق عنق الزجاجة في تنفيذ المعاملات المتسلسلة بـ CPU وعملية قراءة/كتابة الحالة. أدخل التنفيذ المتوازي تعارضات محتملة في الحالة، مما يتطلب فحص التعارض قبل أو بعد التنفيذ. على سبيل المثال، إذا كانت الآلة الافتراضية تدعم أربعة خيوط متوازية، كل خيط يتعامل مع معاملة واحدة، فعندما تتفاعل جميع المعاملات مع نفس مجموعة المعاملات، ستحدث تعارضات. تتطلب هذه الحالة آليات دقيقة للكشف عن التعارض وحله لضمان معالجة متوازية فعالة.
بالإضافة إلى الفروق التقنية في تنفيذ الآلة الافتراضية الإيثيرية المتوازية، عادةً ما تعيد الفرق تصميم وتعزيز أداء القراءة/الكتابة لقاعدة البيانات الحالة، وتطوير خوارزميات إجماع متوافقة.
التحديات والاعتبارات
التحديان الرئيسيان لـ EVM المتوازي هما قيمة احتجاز الهندسة طويلة المدى لإيثريوم وتركيز العقد. على الرغم من أن مرحلة التطوير الحالية لم يتم فتحها بالكامل لحماية الملكية الفكرية، إلا أن هذه التفاصيل ستكشف في النهاية عند بدء شبكة الاختبار والشبكة الرئيسية، مما يعرضها لخطر الاستيعاب من قبل إيثريوم أو سلاسل الكتل الأخرى. سيكون التطور السريع للنظام البيئي هو المفتاح للحفاظ على ميزة تنافسية.
تعد مركزية العقد تحديًا لجميع سلاسل الكتل عالية الأداء، حيث تحتاج إلى تحقيق توازن بين "مأزق ثلاثي الكتل" - العمليات بدون إذن، وعدم الثقة، ومتطلبات الأداء العالي. يمكن أن تساعد مؤشرات مثل "TPS لكل متطلبات الأجهزة" في مقارنة كفاءة سلاسل الكتل في ظل ظروف الأجهزة المحددة، لأن متطلبات الأجهزة المنخفضة يمكن أن تمكّن من وجود المزيد من العقد اللامركزية.
نمط EVM المتوازي
تتضمن بنية EVM المتوازية مشاريع متعددة، بعضها عبارة عن سلاسل الكتل من الطبقة 1، والبعض الآخر قد يكون حلول الطبقة 2. وهناك أيضًا بعض الحلول المتوافقة مع EVM المستندة إلى شبكات أخرى، بالإضافة إلى العملاء مفتوحين المصدر.
الشرط الرئيسي لـ EVM المتوازي هو شبكة متوافقة مع EVM. بعض الشبكات غير المتوافقة مع EVM على الرغم من أنها تعتمد التنفيذ المتوازي، إلا أنها لا تعتبر مشاريع EVM المتوازية.
حالياً، يمكن تقسيم شبكات EVM المتوازية الموجودة إلى ثلاثة أنواع:
شبكة Layer 1 المتوافقة مع EVM التي تم ترقيتها من خلال تقنية التنفيذ المتوازي: هذه الشبكات لم تستخدم التنفيذ المتوازي في البداية، وتم ترقيتها من خلال التطوير التكنولوجي لدعم EVM المتوازي.
شبكة Layer 1 المتوافقة مع EVM التي تستخدم تقنية التنفيذ المتوازي من البداية.
الشبكات Layer 2 التي تستخدم تقنية التنفيذ المتوازي غير EVM: تشمل هذه الشبكات سلاسل Layer 2 المتوافقة مع EVM الموجهة للتوسع. تقوم هذه الشبكات بتجريد EVM إلى وحدات تنفيذ قابلة للتوصيل، مما يسمح باختيار "طبقة تنفيذ VM" الأفضل حسب الحاجة، وبالتالي تحقيق القدرة على التنفيذ المتوازي.
الاستنتاج
مع تطور تقنية البلوكشين، أصبح من المهم أيضًا التركيز على طبقة التنفيذ وخوارزميات الإجماع لتحقيق أداء عالٍ. توفر الابتكارات مثل EVM الموازي حلولًا واعدة لزيادة السعة والكفاءة، مما يجعل البلوكشين أكثر قابلية للتوسع وقادرة على دعم قاعدة واسعة من المستخدمين. ستشكل هذه التقنيات وتطبيقاتها مستقبل نظام البلوكشين، مما يعزز التقدم والتطبيقات الإضافية في هذا المجال.
! الغوص العميق في EVM الموازي ونظامه البيئي