Encaminhar o Título Original: Análise Técnica Artela: Por que o “Parallel EVM” está relacionado com a batalha pela sobrevivência do ecossistema da EVM do Ethereum?

O recente investimento principal da Paradigm de impressionantes $225 milhões na ronda de financiamento da Monad enviou ondas de choque pelo mercado, incendiando uma onda de interesse em "EVM paralelo". Mas afinal, o que aborda exatamente o "EVM paralelo"? Quais são os gargalos e desafios-chave no desenvolvimento do EVM paralelo? Acredito que o "EVM paralelo" representa a última resistência da cadeia EVM contra as cadeias de camada 1 de alto desempenho, uma batalha que determinará a sobrevivência do ecossistema Ethereum EVM. Porquê? Vamos aprofundar o meu entendimento:

A capacidade inerente de processamento de transações "serial" da máquina virtual EVM Ethereum impôs significativas limitações de desempenho tanto às cadeias de camada 1 compatíveis com EVM quanto às cadeias de camada 2 compatíveis com EVM. Isso decorre do fato de que todas elas dependem fundamentalmente do mesmo quadro para processar o estado e a finalidade da transação.

Em contraste, as cadeias de camada 1 de alto desempenho como Solana, Sui e Aptos possuem vantagens inerentes de processamento paralelo. Neste contexto, as cadeias baseadas em EVM devem abordar a sua falta inerente de capacidades paralelas para competir eficazmente com estas cadeias públicas de camada 1 de alto desempenho. Vamos explorar as diferentes abordagens para implementar o EVM paralelo, usando o exemplo da Artela Network, uma estrela em ascensão no espaço de EVM paralelo:

Representadas por cadeias como Monad, Artela e SEI, estas cadeias aumentam significativamente o TPS, permitindo capacidades de transação paralela dentro de um ambiente quasi-EVM. Estas cadeias independentes paralelas de camada 1 do EVM possuem mecanismos de consenso e características técnicas únicas, mas ainda mantêm o objetivo de compatibilidade e expansão dentro do ecossistema EVM. Essencialmente, reconstróem as cadeias do EVM ao "mudar a sua linhagem" para melhor servir o ecossistema EVM.

2） Exemplificado por cadeias como Eclipse e MegaETH, estas cadeias aproveitam o consenso independente e as capacidades de 'pré-processamento' de transações das cadeias de camada 2 para filtrar e processar estados de transação antes de os agruparem na mainnet. Elas também podem selecionar a camada de execução de qualquer outra cadeia para finalizar os estados de transação. Essa abordagem essencialmente abstrai a EVM em um módulo de execução plugável, permitindo a seleção da melhor 'camada de execução' com base na necessidade, alcançando assim capacidades paralelas. No entanto, embora essas soluções possam servir a EVM, elas operam fora do framework EVM.

3) Representadas por cadeias como Polygon e BSC, essas cadeias alcançaram um certo grau de capacidade de processamento paralelo EVM. No entanto, suas otimizações estão limitadas à camada do algoritmo, sem aprofundar nas camadas de consenso e armazenamento. Consequentemente, suas capacidades paralelas são mais semelhantes a um recurso específico do que a uma solução abrangente para os desafios de paralelização do EVM.

4）Exemplificado por cadeias como Aptos, Sui e Fuel, essas cadeias não são estritamente cadeias EVM. Em vez disso, capitalizam suas inerentes capacidades de execução de alta concorrência e empregam técnicas de middleware ou análise de código para alcançar compatibilidade com o ambiente EVM. Isso é evidente no caso do Starknet, uma solução de camada 2 da Ethereum. A compatibilidade do Starknet com o EVM requer um canal especial devido à sua linguagem Cario e características de abstração de contas. Este desafio de compatibilidade é um problema comum para cadeias não-EVM que tentam fazer a ponte com cadeias EVM.

As quatro abordagens mencionadas acima têm cada uma a sua própria ênfase. Por exemplo, a Camada 2 com capacidades paralelas foca na flexibilidade de combinações modulares de cadeias de “camada de execução”, enquanto as cadeias compatíveis com EVM destacam as funcionalidades personalizadas de funções específicas. No que diz respeito a outras cadeias não compatíveis com EVM mas com funcionalidades de compatibilidade com EVM, o objetivo é explorar mais a liquidez do Ethereum. O verdadeiro objetivo é consolidar completamente o ecossistema EVM, deixando apenas uma única faixa reforçada de camada 1 EVM para melhorar as capacidades paralelas.

Então, quais são os principais fatores para fortalecer uma cadeia pública paralela de camada 1 EVM? Como podemos reconstruir uma cadeia EVM enquanto ainda servimos ao ecossistema EVM? Existem dois pontos-chave:

1. A capacidade de aceder à leitura do disco de E/S de estado e de saída de informações. Uma vez que a leitura e escrita de dados demoram tempo, simplesmente ordenar e agendar transações não pode melhorar fundamentalmente as capacidades de processamento paralelo. Também requer a introdução de tecnologias de cache, divisão de dados e até armazenamento distribuído para equilibrar a velocidade de leitura e a possibilidade de conflitos de estado a partir do processo fundamental de armazenamento e leitura de estado.

2. Tendo comunicação de rede eficiente, sincronização de dados, otimização de algoritmos, reforço da máquina virtual e várias otimizações de componentes da camada de mecanismo de consenso, como separação de tarefas de cálculo e E/S, que requerem otimização abrangente e aprimoramento de vários aspectos, incluindo arquitetura de componentes de camada inferior e processos colaborativos. Isso leva, em última análise, à capacidade de executar transações paralelas rapidamente, com consumo de computação controlável e alta precisão.

Em relação ao projeto específico da camada paralela EVM da cadeia de nível 1 em si, quais inovações tecnológicas e otimizações de estrutura são necessárias para alcançar o “EVM paralelo”?

Para alcançar totalmente as capacidades de coordenação e otimização de recursos do “EVM paralelo” a partir da arquitetura de camada inferior, a Artela introduz a Computação Elástica e o Espaço de Bloco Elástico. Como entendê-los? A computação elástica permite que a rede aloque e ajuste dinamicamente os recursos computacionais de acordo com a demanda e a carga, enquanto o espaço de bloco elástico ajusta dinamicamente o tamanho do bloco com base no número de transações e no tamanho dos dados na rede. Todo o princípio de design elástico funciona de forma semelhante às escadas rolantes em shoppings que automaticamente percebem o fluxo de pedestres, o que faz todo sentido.

Como mencionado anteriormente, o desempenho da leitura de disco de estado I/O é crucial para o EVM paralelo. Cadeias compatíveis com EVM como Polygon e BSC alcançam melhorias de eficiência de 2 a 4 vezes através do paralelismo algorítmico, mas isso é apenas otimização ao nível algorítmico. A camada de consenso e a camada de armazenamento não passaram por uma otimização profunda. Como seria uma verdadeira otimização profunda?

Em resposta a isso, Artela recorre a soluções de tecnologia de base de dados, melhorando tanto a leitura como a escrita de estado. Para a escrita de estados, introduz a tecnologia Write-Ahead Logging (WAL), que regista as alterações antes de as escrever no disco. Esta operação assíncrona evita a escrita imediata no disco quando o estado muda, reduzindo as operações de I/O no disco. Para a leitura de estado, adota essencialmente operações assíncronas através de estratégias de pré-carregamento para melhorar a eficiência de leitura. Ao prever quais os estados que serão necessários com base no histórico de execução do contrato e pré-carregá-los na memória, melhora a eficiência de pedidos de I/O no disco.

Em suma, este é um algoritmo que troca o tempo de execução pelo espaço de memória, melhorando fundamentalmente as capacidades de processamento paralelo da máquina virtual EVM e otimizando o problema de conflito de estado desde a base.

Além disso, a Artela introduz as capacidades de programação modular do Aspect para gerir melhor a complexidade e melhorar a eficiência do desenvolvimento. Ao introduzir a análise de código WASM para melhorar a flexibilidade da programação e fornecer permissões de acesso à API de baixo nível, alcança o isolamento seguro da camada de execução. Isso permite aos desenvolvedores desenvolver, depurar e implantar smart contracts de forma eficiente no ambiente da Artela, ativando as capacidades de personalização e extensão da comunidade de desenvolvedores. Em particular, os desenvolvedores serão incentivados a otimizar o código dos seus smart contracts para a paralelismo, uma vez que reduzir a probabilidade de conflitos de estado é crucial para a lógica de invocação e algoritmo de cada smart contract.

Isso é tudo.

Não é difícil para todos verem que o conceito de "Parallel EVM" está essencialmente a otimizar o processo de execução do estado da transação.@monad_xyzafirma poder alcançar 10.000 transações por segundo, e seu núcleo técnico não passa de alcançar o processamento paralelo de transações em grande escala através de bancos de dados especializados, amigáveis para desenvolvedores, consenso de execução retardada e tecnologia de pipeline superscalar, etc. Isso não é muito diferente da computação elástica e operações assíncronas de I/O da Artela.

O que eu realmente quero expressar é que este tipo de cadeia EVM paralela de alto desempenho é na verdade o resultado da integração de produtos web2 e capacidades técnicas. De fato, adota a essência do “manuseio técnico” sob carga elevada de tempos a tempos no mercado de aplicativos maduros de web2.

Se olharmos para o futuro distante da adoção em massa, o "EVM Paralelo" é de fato a infraestrutura básica para o ecossistema EVM enfrentar um mercado mais amplo de web2, e é razoável que o mercado de capitais esteja tão otimista.

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