Os desenvolvedores de blockchain devem dominar a habilidade de escrever contratos inteligentes. Eles podem usar Solidity ou outras linguagens de alto nível para implementar a lógica de negócios. Mas a EVM não consegue interpretar diretamente o código Solidity, precisando ser compilado em uma linguagem de baixo nível executável pela máquina virtual ( opcode/bytecode ). Existem ferramentas que podem automatizar essa conversão, aliviando a carga que os desenvolvedores têm de entender o processo de compilação.
Embora a conversão traga alguns custos adicionais, engenheiros com experiência em codificação de baixo nível podem escrever a lógica do programa diretamente em Solidity usando códigos de operação para alcançar a máxima eficiência e reduzir o consumo de gas. Por exemplo, o protocolo de uma plataforma de negociação utiliza amplamente a montagem inline para minimizar os custos de gas dos usuários.
Diferenças de desempenho da EVM: padrões e implementações
A camada de execução do EVM( é o local onde os códigos de operação dos contratos inteligentes compilados são finalmente calculados e processados. O bytecode definido pelo EVM é um padrão da indústria. Seja para redes Layer 2 do Ethereum ou outras blockchains independentes, a compatibilidade com o padrão EVM permite que os desenvolvedores implantem contratos inteligentes de forma eficiente em várias redes.
Apesar de o cumprimento do padrão de bytecode EVM tornar a máquina virtual EVM, os métodos de implementação podem variar bastante. Por exemplo, um cliente do Ethereum implementou o padrão EVM em Go, enquanto outra equipe da Fundação Ethereum mantém uma implementação em C++. Essa diversidade permite diferentes otimizações de engenharia e implementações personalizadas.
![Discussão aprofundada sobre EVM paralelo e seu ecossistema])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-ed67f5e099ce372790173ba89f7b0005.webp(
Tecnologia EVM paralela
Historicamente, a comunidade de blockchain tem se concentrado principalmente na inovação de algoritmos de consenso, com alguns projetos se destacando mais por seus mecanismos de consenso do que por sua camada de execução. Embora esses projetos tenham introduzido inovações na camada de execução, seu desempenho é frequentemente mal interpretado como proveniente apenas do algoritmo de consenso.
Na verdade, blockchains de alto desempenho necessitam de algoritmos de consenso inovadores e de uma camada de execução otimizada, semelhante ao princípio do elo mais fraco. Para blockchains EVM que apenas melhoram o algoritmo de consenso, a elevação do desempenho requer nós mais robustos. Por exemplo, uma determinada cadeia inteligente processa blocos sob um limite de gas de 2000 TPS, precisando de configurações várias vezes superiores às de um nó completo do Ethereum. Embora uma certa rede Layer 2 suporte teoricamente até 1000 TPS, o desempenho real muitas vezes não corresponde às expectativas.
) demanda por processamento paralelo
Na maioria dos sistemas de blockchain, as transações são executadas em ordem, semelhante a uma CPU de núcleo único. Este método é simples e de baixa complexidade, mas não é suficiente para suportar uma base de usuários em nível de Internet. A transição para uma Máquina virtual de CPU de múltiplos núcleos pode processar várias transações simultaneamente, aumentando significativamente a capacidade de processamento.
A execução paralela trouxe desafios de engenharia, como o tratamento de transações concorrentes que escrevem no mesmo contrato inteligente. É necessário projetar novos mecanismos para resolver esses conflitos. A execução paralela de contratos inteligentes não relacionados pode aumentar a capacidade de processamento proporcionalmente ao número de threads de processamento paralelo.
![Explorar a fundo o EVM paralelo e o seu ecossistema]###https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-878c15667183396a8132b0b898006ba0.webp(
) Inovação da EVM paralela
O EVM paralelo representa uma série de inovações destinadas a otimizar a camada de execução dos sistemas de blockchain. Tomando um projeto como exemplo, suas inovações-chave incluem:
Execução de transações em paralelo: utiliza um algoritmo de execução paralela otimista, permitindo que várias transações sejam processadas simultaneamente. Este método inicia as transações a partir do mesmo estado inicial, rastreando entradas e saídas, gerando resultados temporários para cada transação. A decisão de executar a próxima transação é feita verificando se a entrada da próxima transação está relacionada à saída da transação atualmente em processamento. Este método melhora significativamente o desempenho do processamento de transações e reduz a latência do sistema.
Execução com atraso: No mecanismo de consenso, os nós podem alcançar uma ordenação formal das transações sem que o nó principal ou os nós de validação executem a transação. Inicialmente, o nó principal ordena as transações e alcança um consenso entre os nós. As transações não são executadas imediatamente, mas a execução é adiada para um canal independente, maximizando o tempo de bloco e melhorando a eficiência geral de execução.
Base de dados de estado personalizada: otimiza o armazenamento e acesso ao estado ao armazenar diretamente a árvore Merkle em SSD. Este método de armazenamento direto minimiza o efeito de amplificação de leitura, aumentando a velocidade de acesso ao estado, tornando a execução de contratos inteligentes mais rápida e eficiente. Ao reduzir a ineficiência das bases de dados tradicionais, garante a recuperação rápida de variáveis de estado durante a execução de transações em paralelo.
Mecanismo de consenso de alto desempenho: uma versão melhorada de um determinado mecanismo de consenso, que suporta a sincronização entre centenas de nós distribuídos globalmente, com complexidade de comunicação linear. Utilizando fases de votação em pipeline, diferentes fases do processo de votação podem ocorrer em sobreposição, reduzindo a latência e aumentando a eficiência do consenso. Esta modificação aumentou significativamente a capacidade da rede de processar operações distribuídas em grande escala.
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Desafio
) Desafios técnicos do EVM paralelo
O gargalo na execução de transações sequenciais está relacionado ao processo de leitura/escrita de CPU e estado. A execução paralela introduz potenciais conflitos de estado, necessitando de verificações de conflitos antes ou depois da execução. Por exemplo, se a Máquina Virtual suporta quatro threads paralelas, cada thread processando uma transação, ocorrerão conflitos quando todas as transações interagirem com o mesmo pool de transações. Essa situação requer mecanismos cuidadosos de detecção e resolução de conflitos para garantir um processamento paralelo eficiente.
Além de implementar as diferenças técnicas do EVM paralelo, as equipas geralmente redesenham e melhoram o desempenho de leitura/escrita da base de dados de estado e desenvolvem algoritmos de consenso compatíveis.
![Exploração profunda do EVM paralelo e seu ecossistema]###https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-6db9200762b3ce63c5e1245d42562687.webp(
) Desafios e Considerações
Os dois principais desafios da EVM paralela são a captura de valor de engenharia de longo prazo do Ethereum e a centralização de nós. Embora a fase de desenvolvimento atual ainda não esteja completamente open source, para proteger a propriedade intelectual, esses detalhes serão finalmente divulgados quando a rede de testes e a rede principal forem lançadas, enfrentando o risco de serem absorvidos pelo Ethereum ou por outras blockchains. O rápido desenvolvimento do ecossistema será a chave para manter a vantagem competitiva.
A centralização de nós é um desafio para todas as blockchains de alto desempenho, sendo necessário equilibrar entre a "tríade difícil da blockchain" — operações sem permissão, sem confiança e a demanda por alto desempenho. Indicadores como "TPS por requisitos de hardware" podem ajudar a comparar a eficiência das blockchains sob condições específicas de hardware, pois menores requisitos de hardware podem permitir mais nós descentralizados.
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O panorama da EVM paralela
O padrão EVM paralelo inclui vários projetos, alguns são blockchains Layer 1, outros podem ser soluções Layer 2. Também existem alguns projetos EVM compatíveis baseados em outras redes, bem como clientes de código aberto.
As principais condições para uma EVM paralela são redes compatíveis com EVM. Algumas redes não EVM, embora adotem a execução paralela, não são consideradas projetos de EVM paralela.
Atualmente, as redes EVM paralelas existentes podem ser divididas em três tipos:
Rede Layer 1 compatível com EVM atualizada através da tecnologia de execução paralela: essas redes inicialmente não utilizavam execução paralela, mas foram atualizadas através de iterações tecnológicas para suportar EVM paralela.
Rede Layer 1 compatível com EVM que utiliza tecnologia de execução paralela desde o início.
Redes Layer 2 que utilizam tecnologia de execução paralela não EVM: estas incluem cadeias compatíveis com EVM orientadas para escalabilidade Layer 2. Estas redes abstraem a EVM em módulos de execução plugáveis, permitindo escolher o melhor "nível de execução VM" conforme necessário, possibilitando assim a capacidade de paralelismo.
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Conclusão
Com o desenvolvimento da tecnologia blockchain, é igualmente importante prestar atenção à camada de execução e aos algoritmos de consenso para alcançar alto desempenho. Inovações como EVM paralela oferecem soluções promissoras para aumentar a taxa de transferência e a eficiência, tornando a blockchain mais escalável e capaz de suportar uma ampla base de usuários. O desenvolvimento e a implementação dessas tecnologias moldarão o futuro do ecossistema blockchain, impulsionando mais avanços e aplicações no campo.
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WhaleWatcher
· 18h atrás
Então o gás da minha solidity é caro?
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TaxEvader
· 18h atrás
Ensino para desencorajar novatos em programação
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FUD_Vaccinated
· 18h atrás
Os mestres da otimização de gás agora estão a usar diretamente o Código de operação.
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SchroedingersFrontrun
· 18h atrás
Não é só uma otimização de gás? Ainda tem que se gabar.
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ZKProofster
· 19h atrás
tecnicamente falando, a otimização de gás é apenas um remendo. o evm paralelo é a verdadeira solução aqui...
Inovação EVM Paralela: Uma Nova Direção para Melhorar o Desempenho do Blockchain
Máquina Virtual Ethereum EVM
Máquina Virtual Ethereum vs. Solidity
Os desenvolvedores de blockchain devem dominar a habilidade de escrever contratos inteligentes. Eles podem usar Solidity ou outras linguagens de alto nível para implementar a lógica de negócios. Mas a EVM não consegue interpretar diretamente o código Solidity, precisando ser compilado em uma linguagem de baixo nível executável pela máquina virtual ( opcode/bytecode ). Existem ferramentas que podem automatizar essa conversão, aliviando a carga que os desenvolvedores têm de entender o processo de compilação.
Embora a conversão traga alguns custos adicionais, engenheiros com experiência em codificação de baixo nível podem escrever a lógica do programa diretamente em Solidity usando códigos de operação para alcançar a máxima eficiência e reduzir o consumo de gas. Por exemplo, o protocolo de uma plataforma de negociação utiliza amplamente a montagem inline para minimizar os custos de gas dos usuários.
Diferenças de desempenho da EVM: padrões e implementações
A camada de execução do EVM( é o local onde os códigos de operação dos contratos inteligentes compilados são finalmente calculados e processados. O bytecode definido pelo EVM é um padrão da indústria. Seja para redes Layer 2 do Ethereum ou outras blockchains independentes, a compatibilidade com o padrão EVM permite que os desenvolvedores implantem contratos inteligentes de forma eficiente em várias redes.
Apesar de o cumprimento do padrão de bytecode EVM tornar a máquina virtual EVM, os métodos de implementação podem variar bastante. Por exemplo, um cliente do Ethereum implementou o padrão EVM em Go, enquanto outra equipe da Fundação Ethereum mantém uma implementação em C++. Essa diversidade permite diferentes otimizações de engenharia e implementações personalizadas.
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Tecnologia EVM paralela
Historicamente, a comunidade de blockchain tem se concentrado principalmente na inovação de algoritmos de consenso, com alguns projetos se destacando mais por seus mecanismos de consenso do que por sua camada de execução. Embora esses projetos tenham introduzido inovações na camada de execução, seu desempenho é frequentemente mal interpretado como proveniente apenas do algoritmo de consenso.
Na verdade, blockchains de alto desempenho necessitam de algoritmos de consenso inovadores e de uma camada de execução otimizada, semelhante ao princípio do elo mais fraco. Para blockchains EVM que apenas melhoram o algoritmo de consenso, a elevação do desempenho requer nós mais robustos. Por exemplo, uma determinada cadeia inteligente processa blocos sob um limite de gas de 2000 TPS, precisando de configurações várias vezes superiores às de um nó completo do Ethereum. Embora uma certa rede Layer 2 suporte teoricamente até 1000 TPS, o desempenho real muitas vezes não corresponde às expectativas.
) demanda por processamento paralelo
Na maioria dos sistemas de blockchain, as transações são executadas em ordem, semelhante a uma CPU de núcleo único. Este método é simples e de baixa complexidade, mas não é suficiente para suportar uma base de usuários em nível de Internet. A transição para uma Máquina virtual de CPU de múltiplos núcleos pode processar várias transações simultaneamente, aumentando significativamente a capacidade de processamento.
A execução paralela trouxe desafios de engenharia, como o tratamento de transações concorrentes que escrevem no mesmo contrato inteligente. É necessário projetar novos mecanismos para resolver esses conflitos. A execução paralela de contratos inteligentes não relacionados pode aumentar a capacidade de processamento proporcionalmente ao número de threads de processamento paralelo.
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) Inovação da EVM paralela
O EVM paralelo representa uma série de inovações destinadas a otimizar a camada de execução dos sistemas de blockchain. Tomando um projeto como exemplo, suas inovações-chave incluem:
Execução de transações em paralelo: utiliza um algoritmo de execução paralela otimista, permitindo que várias transações sejam processadas simultaneamente. Este método inicia as transações a partir do mesmo estado inicial, rastreando entradas e saídas, gerando resultados temporários para cada transação. A decisão de executar a próxima transação é feita verificando se a entrada da próxima transação está relacionada à saída da transação atualmente em processamento. Este método melhora significativamente o desempenho do processamento de transações e reduz a latência do sistema.
Execução com atraso: No mecanismo de consenso, os nós podem alcançar uma ordenação formal das transações sem que o nó principal ou os nós de validação executem a transação. Inicialmente, o nó principal ordena as transações e alcança um consenso entre os nós. As transações não são executadas imediatamente, mas a execução é adiada para um canal independente, maximizando o tempo de bloco e melhorando a eficiência geral de execução.
Base de dados de estado personalizada: otimiza o armazenamento e acesso ao estado ao armazenar diretamente a árvore Merkle em SSD. Este método de armazenamento direto minimiza o efeito de amplificação de leitura, aumentando a velocidade de acesso ao estado, tornando a execução de contratos inteligentes mais rápida e eficiente. Ao reduzir a ineficiência das bases de dados tradicionais, garante a recuperação rápida de variáveis de estado durante a execução de transações em paralelo.
Mecanismo de consenso de alto desempenho: uma versão melhorada de um determinado mecanismo de consenso, que suporta a sincronização entre centenas de nós distribuídos globalmente, com complexidade de comunicação linear. Utilizando fases de votação em pipeline, diferentes fases do processo de votação podem ocorrer em sobreposição, reduzindo a latência e aumentando a eficiência do consenso. Esta modificação aumentou significativamente a capacidade da rede de processar operações distribuídas em grande escala.
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Desafio
) Desafios técnicos do EVM paralelo
O gargalo na execução de transações sequenciais está relacionado ao processo de leitura/escrita de CPU e estado. A execução paralela introduz potenciais conflitos de estado, necessitando de verificações de conflitos antes ou depois da execução. Por exemplo, se a Máquina Virtual suporta quatro threads paralelas, cada thread processando uma transação, ocorrerão conflitos quando todas as transações interagirem com o mesmo pool de transações. Essa situação requer mecanismos cuidadosos de detecção e resolução de conflitos para garantir um processamento paralelo eficiente.
Além de implementar as diferenças técnicas do EVM paralelo, as equipas geralmente redesenham e melhoram o desempenho de leitura/escrita da base de dados de estado e desenvolvem algoritmos de consenso compatíveis.
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) Desafios e Considerações
Os dois principais desafios da EVM paralela são a captura de valor de engenharia de longo prazo do Ethereum e a centralização de nós. Embora a fase de desenvolvimento atual ainda não esteja completamente open source, para proteger a propriedade intelectual, esses detalhes serão finalmente divulgados quando a rede de testes e a rede principal forem lançadas, enfrentando o risco de serem absorvidos pelo Ethereum ou por outras blockchains. O rápido desenvolvimento do ecossistema será a chave para manter a vantagem competitiva.
A centralização de nós é um desafio para todas as blockchains de alto desempenho, sendo necessário equilibrar entre a "tríade difícil da blockchain" — operações sem permissão, sem confiança e a demanda por alto desempenho. Indicadores como "TPS por requisitos de hardware" podem ajudar a comparar a eficiência das blockchains sob condições específicas de hardware, pois menores requisitos de hardware podem permitir mais nós descentralizados.
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O panorama da EVM paralela
O padrão EVM paralelo inclui vários projetos, alguns são blockchains Layer 1, outros podem ser soluções Layer 2. Também existem alguns projetos EVM compatíveis baseados em outras redes, bem como clientes de código aberto.
As principais condições para uma EVM paralela são redes compatíveis com EVM. Algumas redes não EVM, embora adotem a execução paralela, não são consideradas projetos de EVM paralela.
Atualmente, as redes EVM paralelas existentes podem ser divididas em três tipos:
Rede Layer 1 compatível com EVM atualizada através da tecnologia de execução paralela: essas redes inicialmente não utilizavam execução paralela, mas foram atualizadas através de iterações tecnológicas para suportar EVM paralela.
Rede Layer 1 compatível com EVM que utiliza tecnologia de execução paralela desde o início.
Redes Layer 2 que utilizam tecnologia de execução paralela não EVM: estas incluem cadeias compatíveis com EVM orientadas para escalabilidade Layer 2. Estas redes abstraem a EVM em módulos de execução plugáveis, permitindo escolher o melhor "nível de execução VM" conforme necessário, possibilitando assim a capacidade de paralelismo.
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Conclusão
Com o desenvolvimento da tecnologia blockchain, é igualmente importante prestar atenção à camada de execução e aos algoritmos de consenso para alcançar alto desempenho. Inovações como EVM paralela oferecem soluções promissoras para aumentar a taxa de transferência e a eficiência, tornando a blockchain mais escalável e capaz de suportar uma ampla base de usuários. O desenvolvimento e a implementação dessas tecnologias moldarão o futuro do ecossistema blockchain, impulsionando mais avanços e aplicações no campo.
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