Розробники блокчейну повинні володіти навичками написання смарт-контрактів. Вони можуть використовувати Solidity або інші високорівневі мови для реалізації бізнес-логіки. Але EVM не може безпосередньо інтерпретувати код Solidity, необхідно компілювати його в низькорівневу мову, що виконується віртуальною машиною ( операційний код/байт-код ). Є інструменти, які можуть автоматично виконувати це перетворення, полегшуючи розробникам розуміння процесу компіляції.
Хоча конвертація може призвести до деяких додаткових витрат, інженери з базовим досвідом кодування можуть безпосередньо використовувати опкоди для написання логіки програми в Solidity, щоб досягти максимальної ефективності та зменшити витрати на газ. Наприклад, протокол певної торгової платформи широко використовує вбудовану асемблерну мову для мінімізації витрат користувачів на газ.
Різниця в продуктивності EVM: стандарти та реалізації
EVM( виконавчий шар) є місцем, де відбувається остаточний розрахунок і обробка зкомпільованих операційних кодів смарт-контрактів. Байт-код, визначений EVM, є галузевим стандартом. Незалежно від того, чи використовується він для мережі Layer 2 Ethereum, чи для інших незалежних блокчейнів, сумісність зі стандартом EVM дозволяє розробникам ефективно розгортати смарт-контракти на кількох мережах.
Хоча відповідність стандарту байт-коду EVM робить віртуальну машину EVM, методи реалізації можуть суттєво відрізнятися. Наприклад, один з клієнтів Ethereum реалізував стандарт EVM на Go, тоді як інша команда фонду Ethereum підтримує реалізацію на C++. Ця різноманітність дозволяє здійснювати різні оптимізації інженерії та налаштування реалізацій.
Паралельна технологія EVM
Історично, блокчейн-спільнота здебільшого зосереджувалася на інноваціях у механізмах консенсусу, деякі проекти стали відомими саме завдяки своїм механізмам консенсусу, а не через свій виконавчий шар. Хоча ці проекти внесли інновації в виконавчий шар, їхню продуктивність часто помилково вважають лише наслідком механізму консенсусу.
Насправді, високопродуктивний блокчейн потребує інноваційних алгоритмів консенсусу та оптимізованого виконавчого рівня, подібно до принципу найслабшого ланки. Для EVM блокчейнів, які лише поліпшують алгоритми консенсусу, підвищення продуктивності потребує більш потужних вузлів. Наприклад, певний смарт-ланцюг обробляє блоки з обмеженням газу 2000 TPS, для чого потрібна конфігурація, яка в кілька разів перевищує конфігурацію повного вузла Ethereum. Хоча певна мережа Layer 2 теоретично підтримує до 1000 TPS, фактична продуктивність часто не відповідає очікуванням.
Потреба в паралельній обробці
У більшості систем блокчейн транзакції виконуються послідовно, подібно до однопроцесорного ЦП. Цей підхід простий і має низьку складність, але його недостатньо для підтримки інтернет-рівня користувачів. Перехід на багатопроцесорний ЦП та паралельну віртуальну машину може одночасно обробляти кілька транзакцій, що значно підвищує пропускну здатність.
Паралельне виконання створює інженерні виклики, такі як обробка паралельних транзакцій, які записують в один і той же смарт-контракт. Необхідно розробити нові механізми для вирішення цих конфліктів. Паралельне виконання незалежних смарт-контрактів може пропорційно підвищити пропускну здатність в залежності від кількості паралельних оброблювальних потоків.
Інновації паралельної Віртуальної машини Ethereum
Паралельний EVM представляє собою ряд інновацій, спрямованих на оптимізацію шару виконання блокчейн-систем. Наприклад, у певному проекті його ключові інновації включають:
Паралельне виконання транзакцій: використовується оптимістичний алгоритм паралельного виконання, який дозволяє обробляти кілька транзакцій одночасно. Цей метод починає транзакції з одного й того ж початкового стану, відстежує вхідні та вихідні дані, генеруючи тимчасові результати для кожної транзакції. Вирішується, чи виконувати наступну транзакцію, перевіряючи, чи пов'язані вхідні дані наступної транзакції з вихідними даними транзакції, що обробляється в даний момент. Цей метод значно підвищує продуктивність обробки транзакцій і зменшує затримки системи.
Затримка виконання: у механізмі консенсусу вузли можуть досягати офіційного впорядкування транзакцій без виконання транзакцій головним вузлом або вузлом-валідатором. Спочатку головний вузол упорядковує транзакції та досягає консенсусу між вузлами. Транзакції не виконуються негайно, а виконання відкладається до незалежного каналу, щоб максимально використовувати час блоку та підвищити загальну ефективність виконання.
Кастомізована база даних стану: оптимізація зберігання та доступу до стану шляхом безпосереднього зберігання дерева Меркла на SSD. Цей метод прямого зберігання мінімізує ефект збільшення читання, підвищує швидкість доступу до стану, роблячи виконання смарт-контрактів швидшим та ефективнішим. Зменшуючи неефективність традиційних баз даних, забезпечується швидкий доступ до змінних стану під час паралельного виконання транзакцій.
Високопродуктивний механізм консенсусу: поліпшена версія певного механізму консенсусу, що підтримує синхронізацію між сотнями глобально розподілених вузлів з лінійною складністю комунікацій. Використання конвеєрного етапу голосування дозволяє різним етапам голосування перекриватися, що зменшує затримки та підвищує ефективність консенсусу. Це зміна суттєво покращила здатність мережі обробляти великомасштабні розподілені операції.
Виклик
Технічні виклики паралельної Віртуальної машини Ethereum
Вузьке місце в виконанні послідовних угод пов'язане з процесами читання/запису стану та ЦП. Паралельне виконання вводить потенційні конфлікти стану, що вимагає перевірки конфліктів до або після виконання. Наприклад, якщо віртуальна машина підтримує чотири паралельні потоки, кожен з яких обробляє одну угоду, конфлікти виникають, коли всі угоди взаємодіють з одним і тим же пулом угод. Така ситуація вимагає ретельного виявлення конфліктів та механізмів їх вирішення для забезпечення ефективної паралельної обробки.
Окрім реалізації технологічних відмінностей паралельної EVM, команди зазвичай повторно проектують і покращують продуктивність читання/запису бази даних стану, а також розробляють сумісні алгоритми консенсусу.
Виклики та міркування
Два основні виклики паралельної EVM - це довгострокове захоплення інженерної вартості Ethereum і централізація вузлів. Хоча на даний момент етап розробки ще не повністю відкритий, щоб захистити інтелектуальну власність, ці деталі врешті-решт будуть розкриті під час запуску тестової та основної мережі, стикаючись з ризиком бути поглинутими Ethereum або іншими блокчейнами. Швидкий розвиток екосистеми буде ключовим для підтримки конкурентних переваг.
Концентрація вузлів є викликом для всіх високопродуктивних блокчейнів, необхідно знайти баланс між "триєдиною проблемою блокчейну" — бездозвільною, бездокументальною експлуатацією та вимогами до високої продуктивності. Показники, такі як "TPS для кожного апаратного забезпечення", можуть допомогти порівняти ефективність блокчейну в умовах конкретного апаратного забезпечення, оскільки нижчі вимоги до апаратного забезпечення можуть активувати більше децентралізованих вузлів.
Паралельна структура EVM
Паралельна структура EVM включає кілька проектів, деякі з яких є блокчейнами Layer 1, а деякі можуть бути рішеннями Layer 2. Існують також EVM-сумісні рішення, що базуються на інших мережах, а також відкриті клієнти.
Основною умовою паралельного EVM є мережа, сумісна з EVM. Деякі не-EVM мережі, хоча і використовують паралельне виконання, але не вважаються проектами паралельного EVM.
Наразі існуючі паралельні мережі EVM можна поділити на три типи:
EVM-сумісна Layer 1 мережа, яка була оновлена за допомогою технології паралельного виконання: ці мережі спочатку не використовували паралельне виконання, а оновлювалися за допомогою технологічних ітерацій для підтримки паралельного EVM.
EVM-сумісна Layer 1 мережа, яка спочатку використовує технологію паралельного виконання.
Використання технології паралельного виконання не-EVM у мережах другого рівня: до них відносяться мережі другого рівня, сумісні з EVM, орієнтовані на масштабування. Ці мережі абстрагують EVM у вигляді модулів виконання, що можуть бути підключені, що дозволяє вибирати найкращий "виконавчий рівень VM" за потребою, тим самим забезпечуючи паралельні можливості.
Висновок
З розвитком технологій блокчейн важливо також звертати увагу на рівень виконання та алгоритми консенсусу для досягнення високої продуктивності. Інновації, такі як паралельна EVM, пропонують багатообіцяючі рішення для підвищення пропускної здатності та ефективності, роблячи блокчейн більш масштабованим і здатним підтримувати широкий спектр користувачів. Розвиток та впровадження цих технологій формуватимуть майбутнє екосистеми блокчейн, сприяючи подальшому прогресу та застосуванню в цій галузі.
Ця сторінка може містити контент третіх осіб, який надається виключно в інформаційних цілях (не в якості запевнень/гарантій) і не повинен розглядатися як схвалення його поглядів компанією Gate, а також як фінансова або професійна консультація. Див. Застереження для отримання детальної інформації.
15 лайків
Нагородити
15
5
Поділіться
Прокоментувати
0/400
WhaleWatcher
· 18год тому
Чи може solidity впливати на те, що мені дорого gas?
Переглянути оригіналвідповісти на0
TaxEvader
· 18год тому
Навчання для відмови від програмування для новачків
Переглянути оригіналвідповісти на0
FUD_Vaccinated
· 18год тому
Гравці, які експериментують з оптимізацією газу, тепер вже безпосередньо використовують код операції.
Переглянути оригіналвідповісти на0
SchroedingersFrontrun
· 18год тому
Не просто оптимізація газу, а ще й потрібно хизуватися.
Переглянути оригіналвідповісти на0
ZKProofster
· 18год тому
технічно кажучи, оптимізація газу — це лише тимчасове рішення. паралельний evm — це справжня річ тут...
Паралельна інновація EVM: новий напрямок підвищення продуктивності Блокчейн
Віртуальна машина Ethereum EVM
EVM проти Солідність
Розробники блокчейну повинні володіти навичками написання смарт-контрактів. Вони можуть використовувати Solidity або інші високорівневі мови для реалізації бізнес-логіки. Але EVM не може безпосередньо інтерпретувати код Solidity, необхідно компілювати його в низькорівневу мову, що виконується віртуальною машиною ( операційний код/байт-код ). Є інструменти, які можуть автоматично виконувати це перетворення, полегшуючи розробникам розуміння процесу компіляції.
Хоча конвертація може призвести до деяких додаткових витрат, інженери з базовим досвідом кодування можуть безпосередньо використовувати опкоди для написання логіки програми в Solidity, щоб досягти максимальної ефективності та зменшити витрати на газ. Наприклад, протокол певної торгової платформи широко використовує вбудовану асемблерну мову для мінімізації витрат користувачів на газ.
Різниця в продуктивності EVM: стандарти та реалізації
EVM( виконавчий шар) є місцем, де відбувається остаточний розрахунок і обробка зкомпільованих операційних кодів смарт-контрактів. Байт-код, визначений EVM, є галузевим стандартом. Незалежно від того, чи використовується він для мережі Layer 2 Ethereum, чи для інших незалежних блокчейнів, сумісність зі стандартом EVM дозволяє розробникам ефективно розгортати смарт-контракти на кількох мережах.
Хоча відповідність стандарту байт-коду EVM робить віртуальну машину EVM, методи реалізації можуть суттєво відрізнятися. Наприклад, один з клієнтів Ethereum реалізував стандарт EVM на Go, тоді як інша команда фонду Ethereum підтримує реалізацію на C++. Ця різноманітність дозволяє здійснювати різні оптимізації інженерії та налаштування реалізацій.
Паралельна технологія EVM
Історично, блокчейн-спільнота здебільшого зосереджувалася на інноваціях у механізмах консенсусу, деякі проекти стали відомими саме завдяки своїм механізмам консенсусу, а не через свій виконавчий шар. Хоча ці проекти внесли інновації в виконавчий шар, їхню продуктивність часто помилково вважають лише наслідком механізму консенсусу.
Насправді, високопродуктивний блокчейн потребує інноваційних алгоритмів консенсусу та оптимізованого виконавчого рівня, подібно до принципу найслабшого ланки. Для EVM блокчейнів, які лише поліпшують алгоритми консенсусу, підвищення продуктивності потребує більш потужних вузлів. Наприклад, певний смарт-ланцюг обробляє блоки з обмеженням газу 2000 TPS, для чого потрібна конфігурація, яка в кілька разів перевищує конфігурацію повного вузла Ethereum. Хоча певна мережа Layer 2 теоретично підтримує до 1000 TPS, фактична продуктивність часто не відповідає очікуванням.
Потреба в паралельній обробці
У більшості систем блокчейн транзакції виконуються послідовно, подібно до однопроцесорного ЦП. Цей підхід простий і має низьку складність, але його недостатньо для підтримки інтернет-рівня користувачів. Перехід на багатопроцесорний ЦП та паралельну віртуальну машину може одночасно обробляти кілька транзакцій, що значно підвищує пропускну здатність.
Паралельне виконання створює інженерні виклики, такі як обробка паралельних транзакцій, які записують в один і той же смарт-контракт. Необхідно розробити нові механізми для вирішення цих конфліктів. Паралельне виконання незалежних смарт-контрактів може пропорційно підвищити пропускну здатність в залежності від кількості паралельних оброблювальних потоків.
Інновації паралельної Віртуальної машини Ethereum
Паралельний EVM представляє собою ряд інновацій, спрямованих на оптимізацію шару виконання блокчейн-систем. Наприклад, у певному проекті його ключові інновації включають:
Паралельне виконання транзакцій: використовується оптимістичний алгоритм паралельного виконання, який дозволяє обробляти кілька транзакцій одночасно. Цей метод починає транзакції з одного й того ж початкового стану, відстежує вхідні та вихідні дані, генеруючи тимчасові результати для кожної транзакції. Вирішується, чи виконувати наступну транзакцію, перевіряючи, чи пов'язані вхідні дані наступної транзакції з вихідними даними транзакції, що обробляється в даний момент. Цей метод значно підвищує продуктивність обробки транзакцій і зменшує затримки системи.
Затримка виконання: у механізмі консенсусу вузли можуть досягати офіційного впорядкування транзакцій без виконання транзакцій головним вузлом або вузлом-валідатором. Спочатку головний вузол упорядковує транзакції та досягає консенсусу між вузлами. Транзакції не виконуються негайно, а виконання відкладається до незалежного каналу, щоб максимально використовувати час блоку та підвищити загальну ефективність виконання.
Кастомізована база даних стану: оптимізація зберігання та доступу до стану шляхом безпосереднього зберігання дерева Меркла на SSD. Цей метод прямого зберігання мінімізує ефект збільшення читання, підвищує швидкість доступу до стану, роблячи виконання смарт-контрактів швидшим та ефективнішим. Зменшуючи неефективність традиційних баз даних, забезпечується швидкий доступ до змінних стану під час паралельного виконання транзакцій.
Високопродуктивний механізм консенсусу: поліпшена версія певного механізму консенсусу, що підтримує синхронізацію між сотнями глобально розподілених вузлів з лінійною складністю комунікацій. Використання конвеєрного етапу голосування дозволяє різним етапам голосування перекриватися, що зменшує затримки та підвищує ефективність консенсусу. Це зміна суттєво покращила здатність мережі обробляти великомасштабні розподілені операції.
Виклик
Технічні виклики паралельної Віртуальної машини Ethereum
Вузьке місце в виконанні послідовних угод пов'язане з процесами читання/запису стану та ЦП. Паралельне виконання вводить потенційні конфлікти стану, що вимагає перевірки конфліктів до або після виконання. Наприклад, якщо віртуальна машина підтримує чотири паралельні потоки, кожен з яких обробляє одну угоду, конфлікти виникають, коли всі угоди взаємодіють з одним і тим же пулом угод. Така ситуація вимагає ретельного виявлення конфліктів та механізмів їх вирішення для забезпечення ефективної паралельної обробки.
Окрім реалізації технологічних відмінностей паралельної EVM, команди зазвичай повторно проектують і покращують продуктивність читання/запису бази даних стану, а також розробляють сумісні алгоритми консенсусу.
Виклики та міркування
Два основні виклики паралельної EVM - це довгострокове захоплення інженерної вартості Ethereum і централізація вузлів. Хоча на даний момент етап розробки ще не повністю відкритий, щоб захистити інтелектуальну власність, ці деталі врешті-решт будуть розкриті під час запуску тестової та основної мережі, стикаючись з ризиком бути поглинутими Ethereum або іншими блокчейнами. Швидкий розвиток екосистеми буде ключовим для підтримки конкурентних переваг.
Концентрація вузлів є викликом для всіх високопродуктивних блокчейнів, необхідно знайти баланс між "триєдиною проблемою блокчейну" — бездозвільною, бездокументальною експлуатацією та вимогами до високої продуктивності. Показники, такі як "TPS для кожного апаратного забезпечення", можуть допомогти порівняти ефективність блокчейну в умовах конкретного апаратного забезпечення, оскільки нижчі вимоги до апаратного забезпечення можуть активувати більше децентралізованих вузлів.
Паралельна структура EVM
Паралельна структура EVM включає кілька проектів, деякі з яких є блокчейнами Layer 1, а деякі можуть бути рішеннями Layer 2. Існують також EVM-сумісні рішення, що базуються на інших мережах, а також відкриті клієнти.
Основною умовою паралельного EVM є мережа, сумісна з EVM. Деякі не-EVM мережі, хоча і використовують паралельне виконання, але не вважаються проектами паралельного EVM.
Наразі існуючі паралельні мережі EVM можна поділити на три типи:
EVM-сумісна Layer 1 мережа, яка була оновлена за допомогою технології паралельного виконання: ці мережі спочатку не використовували паралельне виконання, а оновлювалися за допомогою технологічних ітерацій для підтримки паралельного EVM.
EVM-сумісна Layer 1 мережа, яка спочатку використовує технологію паралельного виконання.
Використання технології паралельного виконання не-EVM у мережах другого рівня: до них відносяться мережі другого рівня, сумісні з EVM, орієнтовані на масштабування. Ці мережі абстрагують EVM у вигляді модулів виконання, що можуть бути підключені, що дозволяє вибирати найкращий "виконавчий рівень VM" за потребою, тим самим забезпечуючи паралельні можливості.
Висновок
З розвитком технологій блокчейн важливо також звертати увагу на рівень виконання та алгоритми консенсусу для досягнення високої продуктивності. Інновації, такі як паралельна EVM, пропонують багатообіцяючі рішення для підвищення пропускної здатності та ефективності, роблячи блокчейн більш масштабованим і здатним підтримувати широкий спектр користувачів. Розвиток та впровадження цих технологій формуватимуть майбутнє екосистеми блокчейн, сприяючи подальшому прогресу та застосуванню в цій галузі.