• Пересылка оригинального заголовка: Параллельные решения за пределами EVM - Высокопроизводительные битвы L1 (Sui) против Ethereum L2?

Видео последней серии готово: Получите быстрый обзор парадигмы развития BTC L2

https://www.bilibili.com/video/BV1dw411575M/?vd_source=e88bbc11f1ecd88d1c5847538efee51c

Конкуренция в пространстве Alt L1 накаляется, с Near, вводящим решение DA, и TVL Sui, который стабильно растет. В то время как Ethereum занимает свое время с обновлениями основной сети, L2 вводит две основные конкурентные точки: параллельный EVM и децентрализованные последователи.

В настоящем и будущем фундаментальным фактом является то, что позицию Ethereum сложно подорвать. Концепция модульности будет обобщаться, и если попытки Виталика подавить Celestia окажутся неуспешными, рынок будет выбирать избирательно. Комбинирование и модуляризация не будут ограничиваться одной и той же системой, поскольку рыночные принципы будут заставлять команды проекта свободно собирать различные компоненты. Сюда входят комбинации различных публичных цепочек, решений Layer 2 и Bitcoin, как это видно по популярности BTC Layer 2.

Если Near сможет обеспечить доступность данных (DA), высокопроизводительные общедоступные цепи, такие как Aptos, Solana и Sui, могут перейти на уровень 2, в конечном итоге становясь совместимыми и сливаясь с Ethereum.

Параллельная EVM можно понять как параллелизацию совместимых с EVM цепочек/L2. Решение начинается с увеличения скорости блокчейна, теоретически существуют два способа преодоления проблемы медленных операций блокчейна:

• Инвестируйте в аппаратное обеспечение и продолжайте оптимизировать. Например, Solana гордится уникальными и высококачественными аппаратными конфигурациями, эффективным управлением и настройкой центров обработки данных, что позволяет Solana наслаждаться сверхбыстрыми скоростями интернета и увеличенной пропускной способностью.
• Используйте параллелизм многоядерности и конкурентность многопоточности. После улучшения аппаратных средств несколько ядер могут действительно достичь многозадачности. Кроме того, непрерывное разбиение задач на более мелкие компоненты может улучшить эффективность – общая практика компьютеров.

Предполагая, что использование аппаратного обеспечения достигло своего пика, параллельный EVM можно классифицировать и понимать на трех уровнях:

1. Параллелизм - это распространенная практика в компьютерной области и может использоваться любой публичной цепью или L2. Примеры включают в себя Alt L1s, такие как Aptos, Sui и Solana, или Sei, утверждающий, что является первым совместимым с EVM L1, а также проекты Ethereum L2, такие как Scroll (дорожная карта на 2024 год), Lumio, Eclipse, и другие совместимые с EVM решения на гетерогенных цепях, такие как Neon EVM (принадлежащий экосистеме Solana и утверждающий, что является первым совместимым с EVM).
2. Параллельный EVM, узко определенный, относится к L1/L2, который может быть совместим с EVM. Теоретически, сам Ethereum может пройти параллельное преобразование, что является наиболее подходящим определением параллельного EVM, но почти невозможно из-за его обширного объема действий.
3. Параллельная EVM, в широком понимании, может быть расширена до любой параллельной вычислительной цепи, независимо от того, совместима ли она изначально с EVM. Пока она может установить соединение и связь с EVM, она может быть включена. Например, рассматривая Aptos как "ускоритель" для Ethereum.

Изучение несовместимых с EVM Alt L1 имеет особое значение, поскольку они могут быть интегрированы в экосистему EVM. Кроме того, революционное решение Block-STM Aptos стало де-факто шаблоном и источником вдохновения для множества новых параллельных решений EVM, как подробно изложено в следующих разделах.

Предисловие: Введение для чайников в потоки, процессы, параллелизм и конкурентность, а также EVM

Я разделил концепцию параллельного EVM, следуя принципу декомпозиции, но объяснение концепции параллелизма все еще неполное. Если мы сразу перейдем к объяснению логики реализации проекта, это может озадачить читателей.

Точно такие объяснения, как "процесс - это наименьшая единица выделения ресурсов, а поток - наименьшая единица планирования ЦП", являются профессиональными, но не очень понятными для большинства людей. Я бы хотел использовать покупку арбузов в качестве примера, чтобы проиллюстрировать этот процесс.

Сначала давайте создадим предпосылки. На самом низком уровне нашего компьютера находится физическое оборудование, поверх которого находятся операционная система и различные приложения. Когда компьютер обрабатывает задачи, он выделяет программные и аппаратные ресурсы на основе приоритета. Давайте используем пример покупки Бобом арбузов, чтобы объяснить этот процесс:

Связь между потоками, процессами, параллелизмом и конкурентностью

1. Боб катается на велосипеде, чтобы купить арбуз, который является одиночным действием и самой маленькой единицей - потоком. Арбуз в этот момент представляет доступные физические аппаратные ресурсы, и их больше нет.
2. Если двум Бобам хочется купить арбуз, это комплексное действие. Несмотря на то, что двум Бобам хочется съесть арбуз, важно отметить, что всё равно есть только один арбуз. Оба Боба соглашаются пойти и купить арбуз вместе, сделав это процессом. Каждый Боб, который ест арбуз, остаётся потоком. Поэтому один процесс включает в себя два потока.

Теперь, если есть только один арбуз, но несколько человек, чтобы его съесть, это конкурентоспособность. Ключ здесь в том, что все едят арбуз вместе, обеспечивая каждому человеку возможность хотя бы откусить. Независимо от того, как расположены люди или в каком порядке они едят, это не влияет на окончательный результат разделения одного арбуза.

Вы могли заметить проблему – почему так многим людям нужно есть один арбуз вместе? Босс, управляющий арбузным лотком, по сути, владелец фруктового магазина, и вы также можете есть бананы. Именно! Вот почему нужны изменения с предложения. Босс теперь объявляет, что также доступны бананы. В этом случае физические ресурсы (фрукты) увеличились, и два Боба могут есть разные фрукты. Это параллелизм – две строки рядом, каждый наслаждается своим предпочитаемым фруктом.

(Отказ от ответственности: Вышеуказанное объяснение упрощено и не является профессиональным. В случае споров полагайтесь на понимание программиста.)

Далее мы объединим эти концепции с EVM и раскроем истинное значение параллельного EVM.

Хотя EVM часто упоминается, его истинное значение часто неясно, особенно с учетом того, что виртуальная машина (VM) создает ощущение перехода из реального в виртуальное. На самом деле, чтобы сказать просто, виртуальная машина - это специализированная операционная система. Программистам не нужно создавать для физических сущностей; им просто нужно адаптироваться на уровне программного обеспечения.

Упрощая роль EVM, это в основном о транзакциях. Пользователи отправляют инструкции, и EVM, исходя из требований пользователей, таких как трансферы, свопы, стейкинг или другие взаимодействия со смарт-контрактами, выполняет их одну за другой. Ключевое здесь - инструкции и последовательное выполнение. EVM может понять потребности пользователей, но выполнение должно быть поставлено в очередь; порядок не может быть изменен по желанию.

Таким образом, параллельная EVM фундаментально изменяет порядок выполнения, позволяя одновременно выполнять несколько смарт-контрактов (инструкций). Это похоже на то, как владелец стенда нанимает работников - он продает арбузы, а сотрудники продают бананы, но в конечном итоге босс получает доход.

Объяснение EVM

Один из наиболее типичных примеров - это BTC Layer 2 решения, упомянутые в моей предыдущей статье. Текущие решения BTC Layer 2 в основном нацелены на интеграцию Bitcoin в экосистему EVM. По сути, они служат виртуальной машиной на Bitcoin, и разработчики могут разрабатывать на них, не учитывая собственную архитектуру и ограничения языка программирования Bitcoin, используя знакомый процесс разработки EVM для выполнения работы.

Аналогично, EVM сопоставим. В крайнем случае, если вы frontend-разработчик, вы даже можете разрабатывать без понимания аппаратного обеспечения, принципов операционной системы или принципов Ethereum. Вам просто нужно понять документацию по инструментам и интерфейсам разработки EVM. Например, вы можете создать интерфейс frontend для DEX – только теоретическое объяснение, так как на практике это довольно сложно.

Короче говоря, виртуальная машина - это цех, который обрабатывает без учета аппаратного обеспечения и принципов. Например, если Боб хочет приготовить арбузный сок, виртуальная машина - это соковыжималка. Для приготовления стакана арбузного сока требуется всего три шага: открыть крышку, положить арбуз и отжать сок - готово.

Точно так же, EVM - это соковыжималка Ethereum. Быть совместимым с EVM - это как покупка скидочной соковыжималки для L1/L2, несмотря на некоторые недостатки, она работает. Параллельный EVM - это как несколько соковыжималок, работающих вместе.

Просто вручную работа неэффективна; просто соковыжималка предлагает более выгодное соотношение цены и качества.

Наконец, концепция параллельного EVM снова появляется. По сути, Ethereum может обрабатывать транзакции только по одной из-за ограничений скорости, что приводит к стабильной сетевой производительности TPS примерно 10. Даже относительно централизованные цепи, совместимые с EVM, такие как BNB Chain, могут увеличиться только до примерно 200. В отсутствие революционных прорывов в физическом оборудовании и неспособности Ethereum преобразиться в параллельный механизм, параллельный трек EVM будет актуален в долгосрочной перспективе. В конце концов, никто не жалуется на скорость.

Текущий статус: Оптимистическая верификация становится консенсусом, экосистема Move может стать решением

Концепции параллелизма и ВМ давно существуют, но их внедрение в блокчейн, особенно концепция параллельного EVM, можно проследить до 2022 года. Компания Aptos опубликовала документ «Block-STM: масштабирование выполнения блокчейна, превращая проклятие упорядочивания в благословение производительности» как отправную точку. Позднее цепочка Polygon PoS попыталась интегрировать эту функциональность к концу года. Более того, многие решения и идеи, предложенные Aptos в этом документе, стали общепринятыми в отрасли и заслуживают внимания.

Параллельные проекты, связанные с EVM, и их классификации

Block-STM: Первый параллельный проект EVM

Можно сказать, что Aptos является лидером параллелизации в блокчейне. В то время как Solana и Near исследовали эту область, Aptos, применяя STM (Software Transactional Memory) для переупорядочивания транзакций в блокчейне, изначально предполагает, что переупорядоченные транзакции верны. Затем он выполняет их параллельно и выявляет любые расхождения после этого. Отдельные расхождения разрешаются отдельно. Следуя принципу Парето, этот подход ускоряет выполнение большинства транзакций. Это называется оптимистичным механизмом верификации, и основная идея аналогична оптимистичному механизму верификации в Rollup.

Блок-СТМ

В частности, Block-STM делит процесс выполнения блокчейна на два этапа: этап последовательности и этап выполнения.

• На этапе последовательности Block-STM использует STM для упорядочивания транзакций, чтобы обеспечить порядок транзакций;
• На этапе выполнения Block-STM использует результаты последовательности для параллельного выполнения транзакций, тем самым повышая эффективность выполнения.

С тех пор большинство параллельных реализаций EVM следуют похожему подходу. Различия заключаются в реализации последовательности и выполнения, а также в необходимости улучшения совместимости с EVM. Проекты, такие как Neon EVM и Polygon PoS, попадают в эту категорию.

Трансформация Суй: Все есть объект

Sui и Aptos имеют общее происхождение, и хотя они очень похожи, ключевое различие заключается в том, что Sui фокусируется на объектах. Например, в процессе передачи Алисой 1 USDT Бобу:

• Аптос: счет Элис уменьшается на 1 USDT, а счет Боба увеличивается на 1 USDT, включая учетную информацию и изменения баланса двух счетов.
• Sui: 1 USDT остается неизменным; изменяется только атрибут владельца с Алисы на Боба. Речь идет только об изменении информации на 1 USDT.

Как видите, отправной точкой Суи является не проверка счетов обеих сторон сделки, а вовлечение изменений в свойства объектов. Это можно расширить за пределы передачи токенов на активы, такие как NFT.

Более того, если актив включает только изменения атрибутов между двумя сторонами, нет необходимости синхронизировать полный узел. Пока обе стороны подтверждают транзакцию, такие операции могут обрабатываться параллельно.

Конечно, конкретные реализации обоих гораздо более сложны, и параллелизм вызывает множество вызовов. Однако понимание этого достаточно.

Solana и Neon EVM: запуск через существующий механизм

Solana обеспечивает параллельную обработку с помощью механизма Sea Level, аналогичного Block-STM (хотя Sea Level был представлен в 2019 году, предшествовав Block-STM в 2022 году). В обоих случаях требуется последовательность транзакций перед выполнением.

«Инновация» Solana заключается в специализированной оптимизации аппаратных ресурсов. Теоретически он может упорядочить все инструкции, а оптимизированная многопоточность может использовать всю мощность процессоров, достигая высокого параллелизма. Теоретическое значение TPS составляет 50 000, а фактическое тестирование достигает около 5 000 на пике.

Итак, какова связь с Neon EVM?

Расходы Neon EVM

Задачей Neon является синхронизация информации о транзакциях с EVM, а затем выполнение вычислений на платформе Solana. Такой подход позволяет использовать богатство и безопасность экосистемы EVM для dApps, в то время как Solana используется для увеличения скорости и снижения затрат. По сравнению с дорогим и медленным основным блокчейном Ethereum, авторизации, переводы и взаимодействия Neon обычно стоят около $0.1 или даже меньше $0.01.

По несколько расплывчатой аналогии, Neon превращает Solana в альтернативу L2 для Ethereum. Таким образом, L1/L2 EVM может не только реализовывать параллелизм, но и выступать в качестве промежуточных звеньев. Они могут сосредоточиться на совместимости с EVM или выступать исключительно в качестве L1/L2, передавая остальные компоненты на аутсорсинг.

Это согласуется с более широкой концепцией модульности и обобщения, упомянутой в начале, где параллельный EVM L1/L2 может быть комбинированным продуктом трех проектов или даже включать кроссчейн-комбинации, предлагая широкий спектр возможностей.

Sei V2 и Monad: Совместимость байтов

С технической точки зрения Sei V2 и Monad имеют существенные сходства. Оба проекта фокусируются на совместимости на уровне байт с EVM на Ethereum. В плане параллелизации они независимо выбирают оптимистичную валидацию. Они сначала упорядочивают транзакции, выполняют те, которые могут быть выполнены, и отдельно обрабатывают зависимости в случае ошибок.

Объяснение схемы параллелизации Sei V2

Конечно, зрелые продукты и подходы широко применимы. Однако важно отметить, что, подобно BTC L2, настоящие технологические инновации ограничены, и акцент остаётся на "комбинации". Solana выделяется как единственная крупномасштабная реализация параллелизма, достигая высокой конкурентоспособности благодаря сочетанию программного и аппаратного обеспечения. Другие в основном предлагают пакетное предложение "совместимость с EVM + параллелизм".

Как можно ожидать, если Solana может выступать в качестве ускорителя, то и Aptos и другие тоже могут. Например, Lumio следует аналогичному подходу, действуя как посредник, одновременно обеспечивая совместимость с EVM и реализуя параллелизм. Таким образом, любой проект, принявший эту двойную стратегию, может быть назван параллельным EVM. Следовательно, я не буду углубляться в Lumio в данном контексте.

Вывод: Дилемма параллельной EVM

В этой статье я подчеркнул, что основа параллельной EVM заключается в выделении аппаратных ресурсов и последовательности и выполнении задач - обе неотъемлемые компоненты. Аппаратные ограничения накладывают верхний предел на оптимизацию программного обеспечения, учитывая, что даже Усэйн Болт не может превзойти скорость света. В настоящее время большинство инициатив по параллельной EVM представляют собой либо преобразования, либо имитации блок-STM Aptos, и это фундаментальная реальность.

Кроме того, в настоящее время нет необходимости в обширном изучении параллельных практик на Ethereum L2. Эти решения в первую очередь должны решать проблемы централизации, связанные с последователями, поскольку их эффективность уже достаточно высока.

Параллельный EVM не загадочен. В статье я опустил технические детали, такие как конструкция механизма чтения-записи, сравнения TPS, запись данных и синхронизация состояния. Эти тонкости не обязательны для понимания обычного человека. Просто помните, что мы сейчас находимся в эпохе оптимистической проверки, где выполнение предшествует проверке ошибок. Если будут обновления, я незамедлительно предоставлю дополнительную информацию.

Disclaimer：

1. Эта статья перепечатана из [佐爷歪脖山], переслать оригинальное название'Parallel Solutions Beyond EVM – High-Performance L1 (Sui) Battles Ethereum L2?',Все авторские права принадлежат оригинальному автору [佐爷]. Если есть возражения по поводу этого перепечатывания, пожалуйста, свяжитесь с Gate Learnкоманда, и они незамедлительно разберутся с этим.
2. Ответственность за отказ: Взгляды и мнения, высказанные в этой статье, являются исключительно мнением автора и не являются инвестиционными советами.
3. Переводы статьи на другие языки выполняются командой Gate Learn. Если не указано иное, копирование, распространение или плагиат переведенных статей запрещены.