Penelitian Kedalaman Perhitungan Paralel Web3: Jalur Ultimat untuk Ekspansi Asli

I. Pendahuluan: Ekspansi adalah isu abadi, dan paralel adalah medan pertempuran akhir

Sejak lahirnya, sistem blockchain telah menghadapi masalah inti perluasan kapasitas. Kemampuan pemrosesan transaksi Bitcoin dan Ethereum terbatas, jauh di bawah sistem Web2 tradisional. Ini bukan masalah yang bisa diselesaikan hanya dengan menambah perangkat keras, melainkan berasal dari batasan sistemik dalam desain dasar blockchain.

Selama sepuluh tahun terakhir, industri telah mencoba berbagai solusi skalabilitas, mulai dari kontroversi skalabilitas Bitcoin hingga sharding Ethereum, dari saluran status hingga Rollup dan blockchain modular. Rollup telah menjadi solusi skalabilitas yang dominan saat ini, tetapi itu belum menyentuh batas kinerja dasar dari blockchain.

Perhitungan paralel dalam rantai secara bertahap menjadi fokus penelitian baru. Ini mencoba untuk sepenuhnya merombak mesin eksekusi sambil mempertahankan atomisitas rantai tunggal, mengupgrade blockchain dari mode satu utas menjadi sistem komputasi dengan tingkat konversi tinggi. Ini tidak hanya dapat membawa peningkatan throughput ratusan kali lipat, tetapi juga dapat menjadi prasyarat kunci untuk ledakan aplikasi kontrak pintar.

Komputasi paralel bukan hanya optimasi kinerja, tetapi juga pergeseran paradigma dalam model eksekusi blockchain. Ini mendefinisikan kembali logika dasar pemrosesan transaksi, menyediakan dukungan infrastruktur yang berkelanjutan untuk aplikasi asli Web3 di masa depan. Setelah Rollup menjadi semakin homogen, paralel dalam rantai kini menjadi variabel penentu dalam kompetisi Layer1 yang baru.

Dua, Peta Panorama Paradigma Perluasan: Lima Jenis Rute, Masing-Masing Memiliki Fokus Tersendiri

Ekspansi sebagai topik paling krusial dalam evolusi teknologi blockchain, telah melahirkan berbagai jalur teknologi. Dimulai dari perdebatan ukuran blok Bitcoin, perlombaan teknologi "membuat rantai berjalan lebih cepat" telah memunculkan lima jalur dasar:

1. Perluasan di dalam rantai: langsung menambah ukuran blok, memperpendek waktu pembuatan blok, dll. Sederhana tetapi mudah terkena risiko sentralisasi.

2. Skalabilitas off-chain: Memindahkan transaksi untuk diproses di luar rantai, seperti saluran status dan sisi rantai. Dapat secara signifikan meningkatkan throughput, tetapi terdapat masalah kepercayaan dan keamanan.

3. Layer 2 Rollup: mekanisme eksekusi di luar rantai dan verifikasi di dalam rantai. Saat ini merupakan solusi skalabilitas yang paling populer, tetapi masih memiliki masalah ketergantungan ketersediaan data.

4. Blockchain Modular: Memisahkan fungsi inti blockchain, dengan berbagai rantai menyelesaikan fungsi yang berbeda. Fleksibel tetapi meningkatkan kompleksitas sistem.

5. Perhitungan paralel dalam rantai: Mencapai pemrosesan transaksi bersamaan dengan mengubah arsitektur mesin eksekusi. Memerlukan penulisan ulang logika penjadwalan VM, memperkenalkan mekanisme penjadwalan sistem komputer modern.

Lima jenis jalur ini mencerminkan trade-off antara kinerja, komposabilitas, keamanan, dan kompleksitas pengembangan dalam blockchain. Setiap solusi memiliki kelebihan dan kekurangan serta skenario aplikasi yang berbeda, bersama-sama membentuk gambaran keseluruhan tentang peningkatan paradigma komputasi Web3.

Tiga, Peta Klasifikasi Komputasi Paralel: Lima Jalur dari Akun ke Instruksi

Teknologi komputasi paralel dapat dibagi menjadi lima jalur, dari granularity kasar hingga granularity halus, yaitu:

1. Paralel tingkat akun: dengan Solana sebagai perwakilan, mencapai konkruensi berdasarkan desain pemisahan akun-status.

2. Paralel tingkat objek: dengan Aptos dan Sui sebagai perwakilan, memperkenalkan konsep "objek status" yang lebih halus.

3. Paralelisme tingkat transaksi: dijelajahi oleh Monad, Sei, Fuel, dan lain-lain, membangun grafik ketergantungan di sekitar seluruh transaksi.

4. Paralelisme Tingkat Mesin Virtual: Seperti MegaETH, menyematkan kemampuan konkuren ke dalam logika penjadwalan instruksi dasar VM.

5. Paralelisme tingkat instruksi: Mengadopsi pemikiran eksekusi acak modern CPU, melakukan analisis penjadwalan untuk setiap operasi.

Lima kategori jalur ini menunjukkan proses pemurnian logika paralel yang terus menerus, dan juga mencerminkan peningkatan kompleksitas sistem dan kesulitan penjadwalan. Mereka menandai peralihan model komputasi blockchain dari buku besar serial tradisional ke lingkungan eksekusi terdistribusi berkinerja tinggi.

Empat, Analisis Mendalam Dua Jalur Utama: Monad vs MegaETH

Proyek yang paling diperhatikan saat ini di bidang komputasi paralel adalah Monad dan MegaETH, yang mewakili dua jalur teknologi yang berbeda:

Monad mengadopsi jalur "Rekonstruksionisme", terinspirasi oleh sistem basis data modern, untuk mendefinisikan ulang mesin eksekusi blockchain. Teknologi intinya mencakup kontrol konkuren optimis, penjadwalan transaksi DAG, eksekusi tidak teratur, dan lainnya. Monad mengejar kinerja yang ekstrem, sekaligus mempertahankan kompatibilitas dengan EVM melalui lapisan bahasa perantara.

MegaETH mengambil jalur "kompatibilitas", memperkenalkan kemampuan paralel di atas dasar EVM yang ada. Ini mencapai isolasi tingkat thread dan eksekusi asinkron tingkat kontrak dengan membangun kembali model eksekusi instruksi EVM, memungkinkan beberapa kontrak pintar berjalan secara paralel dalam blok yang sama. Keuntungan MegaETH terletak pada kemampuan untuk melakukan upgrade tanpa rasa sakit, yang ramah bagi pengembang.

Kedua proyek ini mencerminkan pertimbangan antara "rekonstruksi" dan "kompatibilitas" dalam komputasi paralel, masing-masing memiliki keunggulan. Monad lebih cocok untuk proyek baru yang mengejar performa ekstrem, sementara MegaETH lebih cocok untuk ekosistem Ethereum yang sudah ada. Di masa depan, mereka mungkin menemukan posisi masing-masing dalam arsitektur blockchain modular.

Lima, Peluang dan Tantangan Masa Depan Komputasi Paralel

Perhitungan paralel membawa peluang besar bagi blockchain:

1. Menghapus batasan aplikasi, mendukung interaksi frekuensi tinggi untuk permainan berbasis blockchain, AI Agent, dan aplikasi kompleks lainnya.

2. Mendorong perubahan paradigma pengembangan, melahirkan generasi baru rantai alat dan lapisan abstraksi mesin virtual.

3. Menyediakan modul eksekusi berkinerja tinggi untuk blockchain modular.

Pada saat yang sama, komputasi paralel juga menghadapi banyak tantangan:

1. Masalah teknis: jaminan konsistensi status yang bersamaan, penanganan konflik transaksi, dll.

2. Model Keamanan: Permukaan serangan baru di lingkungan multithreading.

3. Migrasi Ekosistem: Ambang kognisi pengembang, auditabilitas kontrak, dll.

Masa depan komputasi paralel tidak hanya bergantung pada terobosan teknologi, tetapi juga pada desain ekosistem dan dukungan pengembang. Ini dapat mendefinisikan ulang esensi blockchain, menjadi titik balik dalam paradigma komputasi Web3.

Enam, Kesimpulan: Apakah komputasi paralel adalah jalur terbaik untuk ekspansi asli Web3?

Meskipun sulit untuk diimplementasikan, komputasi paralel mungkin merupakan jalur peningkatan kapasitas yang paling mendekati esensi blockchain. Ini secara fundamental merekonstruksi model eksekusi sambil mempertahankan model kepercayaan inti blockchain. Cara peningkatan kapasitas "asli di dalam rantai" ini menyediakan dasar kinerja yang berkelanjutan untuk aplikasi kompleks di dalam rantai di masa depan.

Rekonstruksi komputasi paralel adalah "jiwa dari rantai", meskipun sulit untuk sepenuhnya terwujud dalam jangka pendek, itu mungkin merupakan satu-satunya jalur yang berkelanjutan dan benar dalam evolusi jangka panjang Web3. Kita sedang menyaksikan sebuah lompatan yang mirip dengan transisi dari arsitektur inti tunggal ke arsitektur multi-inti, mungkin bentuk awal sistem operasi asli Web3 tersembunyi dalam eksperimen paralel di dalam rantai-rantai ini.