Các nhà phát triển blockchain phải nắm vững kỹ năng viết hợp đồng thông minh. Họ có thể sử dụng Solidity hoặc các ngôn ngữ cấp cao khác để thực hiện logic kinh doanh. Nhưng EVM không thể giải thích trực tiếp mã Solidity, cần phải biên dịch nó thành ngôn ngữ cấp thấp có thể thực thi bởi máy ảo ( mã thao tác/mã byte ). Có công cụ có thể tự động thực hiện quá trình chuyển đổi này, giảm bớt gánh nặng cho các nhà phát triển trong việc hiểu quá trình biên dịch.
Mặc dù việc chuyển đổi sẽ mang lại một số chi phí bổ sung, nhưng các kỹ sư có kinh nghiệm lập trình ở cấp độ thấp có thể trực tiếp sử dụng mã máy để viết logic chương trình trong Solidity, nhằm đạt được hiệu quả cao nhất và giảm tiêu thụ gas. Ví dụ, giao thức của một nền tảng giao dịch nào đó đã sử dụng nhiều mã hợp nhất để tối thiểu hóa chi phí gas của người dùng.
Sự khác biệt về hiệu suất EVM: Tiêu chuẩn và thực hiện
EVM( là tầng thực thi) nơi cuối cùng thực hiện và xử lý mã hợp đồng thông minh đã biên dịch. Mã byte được định nghĩa bởi EVM là tiêu chuẩn ngành. Dù là cho mạng Layer 2 Ethereum hay các blockchain độc lập khác, tính tương thích với tiêu chuẩn EVM cho phép các nhà phát triển triển khai hợp đồng thông minh một cách hiệu quả trên nhiều mạng.
Mặc dù việc tuân thủ tiêu chuẩn mã byte EVM biến máy ảo thành EVM, nhưng phương pháp triển khai có thể khác nhau rất nhiều. Ví dụ, một khách hàng của Ethereum đã triển khai tiêu chuẩn EVM bằng Go, trong khi một nhóm khác của quỹ Ethereum duy trì một triển khai bằng C++. Sự đa dạng này cho phép các kỹ sư thực hiện tối ưu hóa và tùy chỉnh khác nhau.
Công nghệ EVM song song
Trong lịch sử, cộng đồng blockchain chủ yếu tập trung vào sự đổi mới của thuật toán đồng thuận, một số dự án nổi tiếng hơn vì cơ chế đồng thuận của chúng, chứ không phải vì lớp thực thi. Mặc dù những dự án này có sự đổi mới trong lớp thực thi, nhưng hiệu suất của chúng thường bị nhầm lẫn là chỉ đến từ thuật toán đồng thuận.
Trên thực tế, blockchain hiệu suất cao cần các thuật toán đồng thuận đổi mới và lớp thực thi tối ưu, tương tự như nguyên lý điểm yếu nhất. Đối với blockchain EVM chỉ cải tiến thuật toán đồng thuận, việc nâng cao hiệu suất cần các nút mạnh mẽ hơn. Ví dụ, một chuỗi thông minh xử lý khối dưới giới hạn gas 2000 TPS, cần cấu hình mạnh gấp nhiều lần so với nút đầy đủ của Ethereum. Mặc dù một mạng Layer 2 nào đó lý thuyết hỗ trợ lên tới 1000 TPS, nhưng hiệu suất thực tế thường không đạt như mong đợi.
nhu cầu xử lý song song
Trong hầu hết các hệ thống blockchain, giao dịch được thực hiện theo thứ tự, tương tự như CPU đơn nhân. Phương pháp này đơn giản và có độ phức tạp thấp, nhưng không đủ để hỗ trợ cơ sở người dùng cấp Internet. Việc chuyển sang máy ảo đa nhân có thể xử lý đồng thời nhiều giao dịch, từ đó tăng mạnh thông lượng.
Thực thi song song mang lại những thách thức kỹ thuật, chẳng hạn như xử lý giao dịch đồng thời ghi vào cùng một hợp đồng thông minh. Cần thiết phải thiết kế cơ chế mới để giải quyết những xung đột này. Thực thi các hợp đồng thông minh không liên quan có thể tăng thông lượng tỷ lệ với số lượng luồng xử lý song song.
Đổi mới EVM song song
EVM song song đại diện cho một loạt các đổi mới nhằm tối ưu hóa lớp thực thi của hệ thống blockchain. Lấy một dự án làm ví dụ, các đổi mới chính bao gồm:
Thực thi giao dịch song song: áp dụng thuật toán thực thi song song lạc quan, cho phép xử lý nhiều giao dịch cùng một lúc. Phương pháp này bắt đầu giao dịch từ cùng một trạng thái ban đầu, theo dõi đầu vào và đầu ra, tạo ra kết quả tạm thời cho mỗi giao dịch. Bằng cách kiểm tra xem đầu vào của giao dịch tiếp theo có liên quan đến đầu ra của giao dịch đang được xử lý hay không để quyết định xem có thực hiện giao dịch tiếp theo hay không. Phương pháp này đã nâng cao đáng kể hiệu suất xử lý giao dịch, giảm độ trễ của hệ thống.
Thực hiện trì hoãn: Trong cơ chế đồng thuận, các nút không cần nút chính hoặc nút xác thực để thực hiện giao dịch mà vẫn có thể đạt được thứ tự chính thức cho giao dịch. Ban đầu, nút chính sẽ sắp xếp giao dịch và đạt được sự đồng thuận giữa các nút. Không thực hiện giao dịch ngay lập tức, mà sẽ hoãn việc thực hiện đến kênh độc lập, tối đa hóa việc sử dụng thời gian khối, nâng cao hiệu quả thực hiện tổng thể.
Cơ sở dữ liệu trạng thái tùy chỉnh: Tối ưu hóa lưu trữ và truy cập trạng thái bằng cách trực tiếp lưu trữ cây Merkle trên SSD. Phương pháp lưu trữ trực tiếp này tối thiểu hóa hiệu ứng phóng đại đọc, tăng tốc độ truy cập trạng thái, giúp việc thực thi hợp đồng thông minh nhanh hơn và hiệu quả hơn. Bằng cách giảm thiểu sự kém hiệu quả của cơ sở dữ liệu truyền thống, đảm bảo việc truy xuất biến trạng thái nhanh chóng trong suốt quá trình thực hiện giao dịch song song.
Cơ chế đồng thuận hiệu suất cao: Phiên bản cải tiến của một cơ chế đồng thuận nào đó, hỗ trợ đồng bộ giữa hàng trăm nút phân bổ toàn cầu, có độ phức tạp giao tiếp tuyến tính. Sử dụng giai đoạn bỏ phiếu theo đường ống, cho phép các giai đoạn khác nhau của quá trình bỏ phiếu có thể chồng chéo lên nhau, giảm độ trễ, tăng cường hiệu quả đồng thuận. Sự sửa đổi này đã nâng cao đáng kể khả năng xử lý các hoạt động phân tán quy mô lớn của mạng.
Thử thách
Thách thức kỹ thuật của EVM song song
Nút thắt trong việc thực hiện giao dịch theo thứ tự liên quan đến CPU và quá trình đọc/ghi trạng thái. Việc thực hiện song song đã tạo ra các xung đột trạng thái tiềm ẩn, cần kiểm tra xung đột trước hoặc sau khi thực hiện. Ví dụ, nếu Máy ảo hỗ trợ bốn luồng song song, mỗi luồng xử lý một giao dịch, khi tất cả các giao dịch tương tác với cùng một nhóm giao dịch, sẽ xảy ra xung đột. Tình huống này cần một cơ chế phát hiện và giải quyết xung đột cẩn thận để đảm bảo xử lý song song hiệu quả.
Ngoài việc thực hiện sự khác biệt kỹ thuật của EVM song song, các đội thường thiết kế lại và cải thiện hiệu suất đọc/ghi của cơ sở dữ liệu trạng thái, và phát triển các thuật toán đồng thuận tương thích.
Thách thức và cân nhắc
Hai thách thức chính của EVM song song là việc nắm bắt giá trị kỹ thuật lâu dài của Ethereum và sự tập trung hóa các nút. Mặc dù giai đoạn phát triển hiện tại chưa hoàn toàn mã nguồn mở để bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ, nhưng những chi tiết này cuối cùng sẽ được công bố khi mạng thử nghiệm và mạng chính được khởi động, đối mặt với nguy cơ bị Ethereum hoặc các blockchain khác hấp thụ. Sự phát triển nhanh chóng của hệ sinh thái sẽ là chìa khóa để duy trì lợi thế cạnh tranh.
Tập trung nút là một thách thức đối với tất cả các blockchain hiệu suất cao, cần đạt được sự cân bằng giữa "ba khó khăn của blockchain" - hoạt động không có giấy phép, không cần tin cậy và nhu cầu hiệu suất cao. Các chỉ số như "TPS theo yêu cầu phần cứng" có thể giúp so sánh hiệu suất của blockchain trong các điều kiện phần cứng cụ thể, vì yêu cầu phần cứng thấp hơn có thể cho phép nhiều nút phi tập trung hơn.
Cấu trúc EVM song song
Mô hình EVM song song bao gồm nhiều dự án, một số là chuỗi khối Layer 1, một số có thể là giải pháp Layer 2. Còn có một số giải pháp tương thích EVM dựa trên các mạng khác, cũng như các máy khách mã nguồn mở.
Điều kiện chính của EVM song song là mạng tương thích EVM. Một số mạng không phải EVM mặc dù áp dụng thực thi song song, nhưng không được coi là dự án EVM song song.
Hiện tại, các mạng EVM song song hiện có có thể được chia thành ba loại:
Mạng Layer 1 tương thích EVM được nâng cấp thông qua công nghệ thực thi song song: Các mạng này ban đầu không sử dụng thực thi song song, được nâng cấp qua các vòng lặp công nghệ để hỗ trợ EVM song song.
Mạng Layer 1 tương thích EVM sử dụng công nghệ thực thi song song ngay từ đầu.
Mạng Layer 2 sử dụng công nghệ thực thi song song không EVM: Những mạng này bao gồm các chuỗi Layer 2 tương thích EVM hướng tới mở rộng. Những mạng này trừu tượng hóa EVM thành các mô-đun thực thi có thể cắm, cho phép chọn lớp "thực thi VM" tốt nhất theo nhu cầu, từ đó đạt được khả năng song song.
Kết luận
Với sự phát triển của công nghệ blockchain, việc chú ý đến lớp thực thi và thuật toán đồng thuận cũng quan trọng không kém, nhằm đạt được hiệu suất cao. Các đổi mới như EVM song song cung cấp các giải pháp hứa hẹn để cải thiện thông lượng và hiệu quả, khiến blockchain có tính mở rộng hơn và có khả năng hỗ trợ một nhóm người dùng rộng lớn. Sự phát triển và triển khai của những công nghệ này sẽ định hình tương lai của hệ sinh thái blockchain, thúc đẩy sự tiến bộ và ứng dụng tiếp theo trong lĩnh vực này.
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
WhaleWatcher
· 11giờ trước
Thì solidity có quản được phí gas của tôi đắt không?
Xem bản gốcTrả lời0
TaxEvader
· 11giờ trước
Giáo dục khuyên người mới lập trình bỏ cuộc
Xem bản gốcTrả lời0
FUD_Vaccinated
· 11giờ trước
Những người chơi cuộn tối ưu gas hiện giờ đều trực tiếp sử dụng mã thao tác.
Xem bản gốcTrả lời0
SchroedingersFrontrun
· 11giờ trước
Không phải chỉ là tối ưu hóa gas sao? Còn phải khoe khoang.
Xem bản gốcTrả lời0
ZKProofster
· 11giờ trước
nói một cách kỹ thuật, tối ưu hóa gas chỉ là một giải pháp tạm thời. EVM song song mới là điều thực sự quan trọng ở đây...
Đổi mới EVM song song: Hướng đi mới để nâng cao hiệu suất Blockchain
Máy ảo Ethereum EVM
EVM so với Solidity
Các nhà phát triển blockchain phải nắm vững kỹ năng viết hợp đồng thông minh. Họ có thể sử dụng Solidity hoặc các ngôn ngữ cấp cao khác để thực hiện logic kinh doanh. Nhưng EVM không thể giải thích trực tiếp mã Solidity, cần phải biên dịch nó thành ngôn ngữ cấp thấp có thể thực thi bởi máy ảo ( mã thao tác/mã byte ). Có công cụ có thể tự động thực hiện quá trình chuyển đổi này, giảm bớt gánh nặng cho các nhà phát triển trong việc hiểu quá trình biên dịch.
Mặc dù việc chuyển đổi sẽ mang lại một số chi phí bổ sung, nhưng các kỹ sư có kinh nghiệm lập trình ở cấp độ thấp có thể trực tiếp sử dụng mã máy để viết logic chương trình trong Solidity, nhằm đạt được hiệu quả cao nhất và giảm tiêu thụ gas. Ví dụ, giao thức của một nền tảng giao dịch nào đó đã sử dụng nhiều mã hợp nhất để tối thiểu hóa chi phí gas của người dùng.
Sự khác biệt về hiệu suất EVM: Tiêu chuẩn và thực hiện
EVM( là tầng thực thi) nơi cuối cùng thực hiện và xử lý mã hợp đồng thông minh đã biên dịch. Mã byte được định nghĩa bởi EVM là tiêu chuẩn ngành. Dù là cho mạng Layer 2 Ethereum hay các blockchain độc lập khác, tính tương thích với tiêu chuẩn EVM cho phép các nhà phát triển triển khai hợp đồng thông minh một cách hiệu quả trên nhiều mạng.
Mặc dù việc tuân thủ tiêu chuẩn mã byte EVM biến máy ảo thành EVM, nhưng phương pháp triển khai có thể khác nhau rất nhiều. Ví dụ, một khách hàng của Ethereum đã triển khai tiêu chuẩn EVM bằng Go, trong khi một nhóm khác của quỹ Ethereum duy trì một triển khai bằng C++. Sự đa dạng này cho phép các kỹ sư thực hiện tối ưu hóa và tùy chỉnh khác nhau.
Công nghệ EVM song song
Trong lịch sử, cộng đồng blockchain chủ yếu tập trung vào sự đổi mới của thuật toán đồng thuận, một số dự án nổi tiếng hơn vì cơ chế đồng thuận của chúng, chứ không phải vì lớp thực thi. Mặc dù những dự án này có sự đổi mới trong lớp thực thi, nhưng hiệu suất của chúng thường bị nhầm lẫn là chỉ đến từ thuật toán đồng thuận.
Trên thực tế, blockchain hiệu suất cao cần các thuật toán đồng thuận đổi mới và lớp thực thi tối ưu, tương tự như nguyên lý điểm yếu nhất. Đối với blockchain EVM chỉ cải tiến thuật toán đồng thuận, việc nâng cao hiệu suất cần các nút mạnh mẽ hơn. Ví dụ, một chuỗi thông minh xử lý khối dưới giới hạn gas 2000 TPS, cần cấu hình mạnh gấp nhiều lần so với nút đầy đủ của Ethereum. Mặc dù một mạng Layer 2 nào đó lý thuyết hỗ trợ lên tới 1000 TPS, nhưng hiệu suất thực tế thường không đạt như mong đợi.
nhu cầu xử lý song song
Trong hầu hết các hệ thống blockchain, giao dịch được thực hiện theo thứ tự, tương tự như CPU đơn nhân. Phương pháp này đơn giản và có độ phức tạp thấp, nhưng không đủ để hỗ trợ cơ sở người dùng cấp Internet. Việc chuyển sang máy ảo đa nhân có thể xử lý đồng thời nhiều giao dịch, từ đó tăng mạnh thông lượng.
Thực thi song song mang lại những thách thức kỹ thuật, chẳng hạn như xử lý giao dịch đồng thời ghi vào cùng một hợp đồng thông minh. Cần thiết phải thiết kế cơ chế mới để giải quyết những xung đột này. Thực thi các hợp đồng thông minh không liên quan có thể tăng thông lượng tỷ lệ với số lượng luồng xử lý song song.
Đổi mới EVM song song
EVM song song đại diện cho một loạt các đổi mới nhằm tối ưu hóa lớp thực thi của hệ thống blockchain. Lấy một dự án làm ví dụ, các đổi mới chính bao gồm:
Thực thi giao dịch song song: áp dụng thuật toán thực thi song song lạc quan, cho phép xử lý nhiều giao dịch cùng một lúc. Phương pháp này bắt đầu giao dịch từ cùng một trạng thái ban đầu, theo dõi đầu vào và đầu ra, tạo ra kết quả tạm thời cho mỗi giao dịch. Bằng cách kiểm tra xem đầu vào của giao dịch tiếp theo có liên quan đến đầu ra của giao dịch đang được xử lý hay không để quyết định xem có thực hiện giao dịch tiếp theo hay không. Phương pháp này đã nâng cao đáng kể hiệu suất xử lý giao dịch, giảm độ trễ của hệ thống.
Thực hiện trì hoãn: Trong cơ chế đồng thuận, các nút không cần nút chính hoặc nút xác thực để thực hiện giao dịch mà vẫn có thể đạt được thứ tự chính thức cho giao dịch. Ban đầu, nút chính sẽ sắp xếp giao dịch và đạt được sự đồng thuận giữa các nút. Không thực hiện giao dịch ngay lập tức, mà sẽ hoãn việc thực hiện đến kênh độc lập, tối đa hóa việc sử dụng thời gian khối, nâng cao hiệu quả thực hiện tổng thể.
Cơ sở dữ liệu trạng thái tùy chỉnh: Tối ưu hóa lưu trữ và truy cập trạng thái bằng cách trực tiếp lưu trữ cây Merkle trên SSD. Phương pháp lưu trữ trực tiếp này tối thiểu hóa hiệu ứng phóng đại đọc, tăng tốc độ truy cập trạng thái, giúp việc thực thi hợp đồng thông minh nhanh hơn và hiệu quả hơn. Bằng cách giảm thiểu sự kém hiệu quả của cơ sở dữ liệu truyền thống, đảm bảo việc truy xuất biến trạng thái nhanh chóng trong suốt quá trình thực hiện giao dịch song song.
Cơ chế đồng thuận hiệu suất cao: Phiên bản cải tiến của một cơ chế đồng thuận nào đó, hỗ trợ đồng bộ giữa hàng trăm nút phân bổ toàn cầu, có độ phức tạp giao tiếp tuyến tính. Sử dụng giai đoạn bỏ phiếu theo đường ống, cho phép các giai đoạn khác nhau của quá trình bỏ phiếu có thể chồng chéo lên nhau, giảm độ trễ, tăng cường hiệu quả đồng thuận. Sự sửa đổi này đã nâng cao đáng kể khả năng xử lý các hoạt động phân tán quy mô lớn của mạng.
Thử thách
Thách thức kỹ thuật của EVM song song
Nút thắt trong việc thực hiện giao dịch theo thứ tự liên quan đến CPU và quá trình đọc/ghi trạng thái. Việc thực hiện song song đã tạo ra các xung đột trạng thái tiềm ẩn, cần kiểm tra xung đột trước hoặc sau khi thực hiện. Ví dụ, nếu Máy ảo hỗ trợ bốn luồng song song, mỗi luồng xử lý một giao dịch, khi tất cả các giao dịch tương tác với cùng một nhóm giao dịch, sẽ xảy ra xung đột. Tình huống này cần một cơ chế phát hiện và giải quyết xung đột cẩn thận để đảm bảo xử lý song song hiệu quả.
Ngoài việc thực hiện sự khác biệt kỹ thuật của EVM song song, các đội thường thiết kế lại và cải thiện hiệu suất đọc/ghi của cơ sở dữ liệu trạng thái, và phát triển các thuật toán đồng thuận tương thích.
Thách thức và cân nhắc
Hai thách thức chính của EVM song song là việc nắm bắt giá trị kỹ thuật lâu dài của Ethereum và sự tập trung hóa các nút. Mặc dù giai đoạn phát triển hiện tại chưa hoàn toàn mã nguồn mở để bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ, nhưng những chi tiết này cuối cùng sẽ được công bố khi mạng thử nghiệm và mạng chính được khởi động, đối mặt với nguy cơ bị Ethereum hoặc các blockchain khác hấp thụ. Sự phát triển nhanh chóng của hệ sinh thái sẽ là chìa khóa để duy trì lợi thế cạnh tranh.
Tập trung nút là một thách thức đối với tất cả các blockchain hiệu suất cao, cần đạt được sự cân bằng giữa "ba khó khăn của blockchain" - hoạt động không có giấy phép, không cần tin cậy và nhu cầu hiệu suất cao. Các chỉ số như "TPS theo yêu cầu phần cứng" có thể giúp so sánh hiệu suất của blockchain trong các điều kiện phần cứng cụ thể, vì yêu cầu phần cứng thấp hơn có thể cho phép nhiều nút phi tập trung hơn.
Cấu trúc EVM song song
Mô hình EVM song song bao gồm nhiều dự án, một số là chuỗi khối Layer 1, một số có thể là giải pháp Layer 2. Còn có một số giải pháp tương thích EVM dựa trên các mạng khác, cũng như các máy khách mã nguồn mở.
Điều kiện chính của EVM song song là mạng tương thích EVM. Một số mạng không phải EVM mặc dù áp dụng thực thi song song, nhưng không được coi là dự án EVM song song.
Hiện tại, các mạng EVM song song hiện có có thể được chia thành ba loại:
Mạng Layer 1 tương thích EVM được nâng cấp thông qua công nghệ thực thi song song: Các mạng này ban đầu không sử dụng thực thi song song, được nâng cấp qua các vòng lặp công nghệ để hỗ trợ EVM song song.
Mạng Layer 1 tương thích EVM sử dụng công nghệ thực thi song song ngay từ đầu.
Mạng Layer 2 sử dụng công nghệ thực thi song song không EVM: Những mạng này bao gồm các chuỗi Layer 2 tương thích EVM hướng tới mở rộng. Những mạng này trừu tượng hóa EVM thành các mô-đun thực thi có thể cắm, cho phép chọn lớp "thực thi VM" tốt nhất theo nhu cầu, từ đó đạt được khả năng song song.
Kết luận
Với sự phát triển của công nghệ blockchain, việc chú ý đến lớp thực thi và thuật toán đồng thuận cũng quan trọng không kém, nhằm đạt được hiệu suất cao. Các đổi mới như EVM song song cung cấp các giải pháp hứa hẹn để cải thiện thông lượng và hiệu quả, khiến blockchain có tính mở rộng hơn và có khả năng hỗ trợ một nhóm người dùng rộng lớn. Sự phát triển và triển khai của những công nghệ này sẽ định hình tương lai của hệ sinh thái blockchain, thúc đẩy sự tiến bộ và ứng dụng tiếp theo trong lĩnh vực này.