并行 EVM 的角逐：解析 Monad、MegaETH 和 Pharos

近期，三个重量级并行 EVM 项目相继推出测试网。Monad 于 2 月 19 日率先亮相，紧随其后的是 MegaETH 和 Pharos，分别在 3 月 21 日和 24 日上线测试网。这一系列动作似乎预示着，在人工智能热潮之后，Web3 技术的焦点再次回归到并行 EVM 这一 2024 年初最受关注的领域。

EVM 作为以太坊的核心组件，承担着执行智能合约和处理交易的重任。然而，其顺序执行模式在面对高负载时容易引发网络拥堵和延迟问题。并行 EVM 技术通过允许多任务同时进行，大幅提升了网络吞吐量，从而增强了区块链的整体性能和扩展性。实际上，并行 EVM 不仅仅是指并行执行，还包括从共识机制、交易处理、流水线优化、存储系统到硬件加速的全方位升级，旨在显著缩短交易处理时间，有效解决传统区块链面临的性能瓶颈。

Monad：追求高性能与去中心化的平衡

Monad 是一个由 Monad Labs 开发的高性能 EVM 兼容 Layer1 区块链。该项目致力于在保持去中心化的同时提升系统扩展性，解决现有 EVM 兼容链的吞吐量不足问题。

Monad 的核心优势在于其每秒可处理 10,000 笔交易，且区块生成时间仅为 1 秒。这一性能提升主要得益于以下几个方面的创新：

1. MonadBFT：这是一种基于 HotStuff 改进的高性能共识机制。它采用两阶段 BFT 算法，在常规情况下具有线性通信开销，超时情况下为二次通信开销。此外，MonadBFT 还使用了混合签名方案和 RaptorCast 协议，有效提高了共识效率和网络带宽利用率。

2. 异步执行：通过将共识与执行分离，Monad 显著提高了执行吞吐量。这种设计允许执行过程占用整个区块时间，而不仅仅是一小部分。

3. 并行执行：Monad 采用乐观执行方法，允许在先前交易完成前开始执行后续交易。通过追踪执行过程中的输入并与之前交易的输出比对，Monad 能够在需要时重新执行交易，确保结果的正确性。

4. MonadDB：这是一个为存储经验证的区块链数据而设计的定制 KV 数据库。MonadDB 在磁盘和内存中原生实现了 Merkle Patricia Trie 数据结构，并采用异步 I/O、并发控制等技术，大幅提升了数据存取效率。

MegaETH：专注实时性能的 Layer2 方案

MegaETH 是由 MegaLabs 开发的高性能 Layer2 区块链，其独特之处在于追求极致的实时性能，为需要即时响应的应用提供超低延迟和高可扩展性。

MegaETH 宣称可实现 100k 的 TPS 和约 10ms 的出块时间，即使在高负载下也能保持毫秒级的响应速度。这一卓越性能主要源于以下技术特点：

1. 节点特化：MegaETH 中的节点被分为不同角色，各司其职。排序器负责交易排序与执行，证明者进行无状态验证，全节点则负责更新本地状态并验证区块有效性。

2. 定向优化：针对传统 EVM 区块链面临的各种挑战，MegaETH 采取了一系列针对性措施。例如，设计高效的新状态 Trie 以解决状态数据获取延迟问题，使用 JIT 编译器提高解释器效率等。

3. Mini Blocks：MegaETH 每 10 毫秒进行一次预确认，称为 Mini Blocks。这种设计大大缩短了交易传播到网络其余部分的时间，同时为轻客户端提供了更高效的数据获取方式。

Pharos：全栈并行化的 EVM 兼容 Layer1

Pharos 定位为高性能的 EVM 兼容 Layer1 区块链，致力于为 RWA 和支付生态系统提供最佳解决方案。该项目宣称每秒可处理 50,000 笔交易，每秒消耗 20 亿单位的 gas。

Pharos 提出了"并行化程度(DP)"框架，将区块链并行化能力分为六个级别（DP0-DP5）。Pharos 自身采用 DP5 全栈并行架构，从共识到硬件加速进行了全面升级：

1. 可扩展的共识协议：采用高吞吐量、低延迟的 BFT 共识协议。

2. 双虚拟机并行执行：并行执行 EVM 和 WASM，采用先进的编译技术。

3. 全生命周期异步流水线：实现交易全生命周期及区块间的并行和异步处理。

4. 高性能存储：采用认证数据结构 (ADS)，提供高吞吐量、低延迟的 I/O 和经济高效的状态存储。

5. 模块化特殊处理网络 (SPN)：可无缝集成新技术，支持多样化的应用场景。

总结

EVM 在 Web3 世界已成为类似 Web2 中 JavaScript 的存在，拥有最多的开发者和最大的 DApp 生态。然而，以太坊的扩容问题严重制约了 EVM 的进一步发展，因此并行 EVM 成为了最重要的技术方向之一。

Monad 通过其并行执行模型在可扩展性和去中心化之间寻求平衡，为开发者提供 1 万 TPS 的吞吐量，同时保持 EVM 兼容性。其独立的共识机制提供了自主性，但也意味着放弃了以太坊的安全保障。

MegaETH 在延迟性和吞吐量方面表现最为出色，10 毫秒的超低延迟和 10 万 TPS 的吞吐量使其特别适合需要近乎即时响应的应用场景。然而，其中心化排序器设计可能引发去中心化方面的争议。

Pharos 展示了与 Monad 和 MegaETH 相当的性能，同时凭借其"蚂蚁基因"，特别关注机构客户和合规要求的 RWA-Fi，有望满足未来市场对合规、高效区块链基础设施的需求。

尽管 MegaETH 和 Pharos 在公开数据上显示出更优越的性能，但考虑到 Monad 获得的大额融资及其可能带来的技术突破，这三个项目之间的竞争实际上并无绝对领先者。开发者在选择时需要权衡性能、去中心化程度和专业化等因素的优先级。