تقرير بحث عميق حول الحساب المتوازي في Web3: المسار النهائي للتوسع الأصلي
١. المقدمة: التوسع هو موضوع أبدي، والتوازي هو ساحة المعركة النهائية
واجه نظام البلوك تشين منذ نشأته مشكلة أساسية وهي التوسع. إن القدرة على معالجة المعاملات في البيتكوين والإيثيريوم أقل بكثير من الأنظمة التقليدية Web2، وهذا يعود إلى التناقض في التصميم الأساسي للبلوك تشين بين "اللامركزية، والأمان، وقابلية التوسع".
على مدار العقد الماضي، حاولت الصناعة العديد من مسارات التوسع، من صراع توسيع البيتكوين إلى تقسيم الإيثيريوم، من قنوات الحالة إلى Rollup، من Layer 2 إلى سلسلة الكتل المعيارية. أصبح Rollup هو الحل السائد حاليًا، لكنه لم يمس الحدود الحقيقية لـ "العمق" في أداء السلسلة الأحادية.
أصبح الحساب المتوازي داخل السلسلة تدريجيًا محورًا جديدًا للبحث. إنه يحاول إعادة بناء محرك التنفيذ بالكامل مع الحفاظ على الذرة الفردية للسلسلة، وتحويل blockchain من "نموذج خيط واحد" إلى نظام عالي التزامن من "خيوط متعددة + أنابيب + جدولة الاعتماد". هذا لا يمكن أن يؤدي فقط إلى تحسينات في القدرة على المعالجة بمئات الأضعاف، بل يمكن أن يصبح أيضًا الأساس الرئيسي لانفجار تطبيقات العقود الذكية.
تتحدى الحوسبة المتوازية النموذج الأساسي لتنفيذ العقود الذكية، وتعاد تعريف المنطق الأساسي لتجميع المعاملات، والوصول إلى الحالة، وعلاقات الاستدعاء، وتخطيط التخزين. هدفها هو توفير دعم بنية تحتية مستدامة حقًا لتطبيقات Web3 الأصلية في المستقبل.
بعد أن أصبح مسار Rollup يميل نحو التماثل، أصبحت المعالجة المتوازية داخل السلسلة متغيرًا حاسمًا في المنافسة الجديدة من Layer1. هذه ليست مجرد مسابقة تقنية، بل هي أيضًا صراع أنماط. من المحتمل أن يولد الجيل القادم من منصات التنفيذ السيادية في عالم Web3 من هذه المعركة حول المعالجة المتوازية داخل السلسلة.
٢. صورة شاملة لنمط التوسع: خمس فئات من الطرق، كل منها تركز على جوانب معينة
تعتبر التوسعة واحدة من أهم وأصعب الموضوعات التي يتم تناولها في تطور تكنولوجيا الشبكات العامة، وقد أدت إلى ظهور وتطور جميع المسارات التكنولوجية السائدة تقريبًا على مدى السنوات العشر الماضية. وقد تفرعت الآن إلى خمسة مسارات أساسية، حيث تتناول كل مسار العقبات من زوايا مختلفة، ولها فلسفة تقنية خاصة بها، وصعوبة تطبيق، ونماذج مخاطر، وسيناريوهات استخدام.
النوع الأول من الطرق هو التوسع المباشر على السلسلة، ويمثل ذلك زيادة حجم الكتل، وتقليل وقت إنتاج الكتل، أو من خلال تحسين هيكل البيانات وآلية الإجماع لزيادة القدرة على المعالجة. يحتفظ هذا النوع ببساطة توافق السلسلة الواحدة، مما يجعل من السهل فهمه ونشره، ولكنه أيضاً عرضة لمخاطر المركزية، وزيادة تكاليف العقد، وغيرها من الحدود النظامية.
النوع الثاني من المسارات هو التوسع خارج السلسلة، والممثل له هو قنوات الحالة والجانبية. هذه المسارات تنقل معظم أنشطة المعاملات إلى خارج السلسلة، وتكتب فقط النتائج النهائية في السلسلة الرئيسية. على الرغم من أنه يمكن توسيع القدرة الاستيعابية بشكل غير محدود من الناحية النظرية، إلا أن نموذج الثقة في المعاملات خارج السلسلة، وأمان الأموال، وتعقيد التفاعل، وما إلى ذلك، تحد من تطبيقها.
النوع الثالث من المسارات هو الأكثر انتشارًا حاليًا من Layer2 Rollup. إنه يحقق التوسع من خلال آلية التنفيذ خارج السلسلة والتحقق داخل السلسلة. يتمتع Optimistic Rollup وZK Rollup بمزايا كل منهما، ولكن كلاهما يعاني من بعض الاختناقات المتوسطة الأجل، مثل الاعتماد المفرط على توفر البيانات، وارتفاع التكاليف.
الفئة الرابعة من المسارات هي بنية blockchain المعيارية، تمثل مثل Celestia و Avail و EigenLayer. إنها تدعو إلى فصل الوظائف الأساسية للـ blockchain بشكل كامل، حيث يتم تنفيذ وظائف مختلفة بواسطة سلاسل متخصصة متعددة. هذه الطريقة تتميز بمرونة عالية، لكنها تتطلب معايير أمان وبروتوكولات عبر السلاسل بشكل مرتفع جدًا.
النوع الخامس من المسارات هو مسار تحسين الحوسبة المتوازية داخل السلسلة. يركز على المعالجة المتزامنة للمعاملات الذرية من خلال تغيير هيكل محرك التنفيذ داخل سلسلة واحدة. يتطلب ذلك إعادة كتابة منطق جدولة VM وإدخال مجموعة كاملة من آليات جدولة أنظمة الكمبيوتر الحديثة. تتمثل ميزته في أنه لا يحتاج إلى الاعتماد على بنية سلسلة متعددة لتحقيق اختراق حدود الإنتاجية.
تظهر هذه المسارات الخمسة للتوسع التوازن النظامي بين الأداء، القابلية للتجميع، الأمان، وتعقيد التطوير في blockchain. لا يمكن لكل مسار أن يحل جميع المشكلات، لكنها تشكل معًا صورة شاملة لترقية نموذج حساب Web3.
ثلاثاً، خريطة تصنيف الحسابات المتوازية: خمسة مسارات من الحسابات إلى التعليمات
تقنيات الحوسبة المتوازية يمكن تقسيمها إلى خمسة مسارات رئيسية: التوازي على مستوى الحساب، التوازي على مستوى الكائن، التوازي على مستوى المعاملة، التوازي على مستوى الآلة الافتراضية، وكذلك التوازي على مستوى التعليمات. هذه الفئات الخمس من المسارات تتراوح من الحبيبات الخشنة إلى الحبيبات الدقيقة، وهي ليست فقط عملية تنقيح مستمرة للمنطق المتوازي، ولكن أيضًا مسار يرتفع فيه تعقيد النظام وصعوبة الجدولة.
توازي مستوى الحساب، ممثلاً بـ Solana، يحكم على علاقات التعارض من خلال التحليل الثابت لمجموعة الحسابات المعنية في الصفقة. مناسب لمعالجة المعاملات ذات الهيكل الواضح، ولكنه قد يواجه مشكلة في انخفاض التوازي عند التعامل مع عقود ذكية معقدة.
أدخل المستوى الكائن التوازي التجريد الدلالي للموارد والوحدات النمطية، حيث يتم جدولة الوحدات على أساس "كائن الحالة" بدقة أكبر. تعد Aptos وSui ممثلين في هذا الاتجاه، وخاصةً Sui التي تحقق التحكم الدقيق من خلال نظام الأنواع الخطية للغة Move. هذه الطريقة أكثر عمومية، لكنها أيضًا تطرح عائقًا لغويًا أعلى.
التوازي على مستوى المعاملات ممثل بـ Monad و Sei و Fuel، حيث يتم بناء خريطة الاعتماد حول المعاملة نفسها وإجراء الجدولة. يسمح هذا التصميم للنظام بتحقيق أقصى قدر من الاستفادة من التوازي دون الحاجة لفهم الهيكل الأساسي للحالة بالكامل، ولكنه يتطلب مدير اعتمادات معقد للغاية وكاشف تضارب.
تدمج المعالجة المتوازية على مستوى الآلة الافتراضية القدرة على التنفيذ المتزامن مباشرة في منطق جدولة التعليمات الأساسية لـ VM. يحاول MegaETH ك"تجربة آلة افتراضية فائقة" داخل نظام إيثيريوم البيئي، إعادة تصميم EVM لدعم التنفيذ المتزامن متعدد الخيوط. تكمن أصعب نقطة في ضرورة التوافق التام مع دلالات سلوك EVM الحالي.
توازي مستوى التعليمات ينشأ من التنفيذ غير المتسلسل في تصميم وحدات المعالجة المركزية الحديثة وأنابيب التعليمات. لقد قدم فريق Fuel نموذج تنفيذ قابل لإعادة ترتيب مستوى التعليمات في FuelVM الخاص بهم. قد تدفع هذه الطريقة تصميم blockchain بالتعاون مع الأجهزة إلى آفاق جديدة، ولكنها لا تزال في المرحلة النظرية والتجريبية.
تشكل هذه المسارات الخمسة طيف تطور الحوسبة المتوازية داخل السلسلة، مما يشير إلى تحول نموذج الحوسبة في البلوكشين من دفتر الأستاذ المتسلسل التقليدي إلى بيئة تنفيذ موزعة عالية الأداء وقابلة للتنبؤ وقابلة للجدولة. ستحدد خيارات المسار المتوازي لسلاسل الكتل المختلفة الحد الأقصى لقدرة النظام البيئي لتطبيقاتها المستقبلية.
أربعة، تحليل عميق لمساري القوة الرئيسيين: Monad مقابل MegaETH
تتركز معظم الاهتمامات في السوق الحالية على مسارين رئيسيين هما "بناء سلسلة حسابات متوازية من الصفر" التي تمثلها Monad، و"ثورة التوازي داخل EVM" التي يمثلها MegaETH. وهما يمثلان تنافسًا بين نموذجين متوازيين: "إعادة البناء" و"التوافق".
فلسفة تصميم Monad تستلهم من قواعد البيانات الحديثة وأنظمة المعالجة المتعددة النوى عالية الأداء، لإعادة تعريف طريقة تشغيل محرك تنفيذ blockchain. يعتمد نظام التقنية الأساسي على التحكم في التزامن المتفائل، وجدولة معاملات DAG، والتنفيذ غير المتسلسل، وآليات معالجة الدفعات، بهدف رفع أداء معالجة المعاملات إلى مستوى مليون TPS. تدعم Monad من خلال طبقة لغة وسيطة بناء جملة Solidity، مما يحقق استراتيجية تصميم "توافق سطحي وإعادة بناء أساسية".
تختار MegaETH الانطلاق من عالم الإيثريوم الحالي، مع تحقيق زيادة كبيرة في كفاءة التنفيذ بتكلفة تغيير ضئيلة. إنها لا تلغي معايير EVM، بل تدمج القدرة على الحساب المتوازي في محرك تنفيذ EVM الحالي. تقدم MegaETH آلية مكدس الاستدعاء غير المتزامن وعزل سياق التنفيذ، مما يحقق التنفيذ المتزامن لـ"سياقات EVM المتزامنة". هذا التصميم هو أيضًا ودود للغاية لمبني الكتل والباحثين، حيث يمكنه تحسين ترتيب Mempool ومسارات التقاط MEV.
موناد أكثر ملاءمة لبناء أنظمة جديدة من الصفر، والسعي لتحقيق أقصى إنتاجية في ألعاب السلسلة، وعوامل الذكاء الاصطناعي، وسلاسل التنفيذ المعيارية؛ بينما ميغا إيث هي الأنسب للمشاريع L2، ومشاريع DeFi، وبروتوكولات البنية التحتية التي تأمل في تحقيق ترقية في الأداء من خلال تغييرات تطويرية طفيفة. من المحتمل أن يشكل كلاهما تكاملاً في بنية سلسلة الكتل المعيارية، مما يشكل معًا محرك تنفيذ موزع عالي الأداء لعالم Web3 في المستقبل.
تقدم الحوسبة المتوازية فرصًا هائلة لـ Web3. أولاً ، هناك "إزالة سقف التطبيقات" ، مما يجعل التطبيقات ذات التفاعل العالي مثل ألعاب السلسلة و AI Agent ممكنة. ثانيًا ، ستُعيد أدوات المطورين وطبقات التجريد للآلة الافتراضية تشكيلها بسبب التوازي ، مما يؤدي إلى ولادة جيل جديد من البنية التحتية. في الوقت نفسه ، يوفر تطور سلسلة الكتل المعيارية مسارًا ممتازًا للحوسبة المتوازية.
ومع ذلك، تواجه الحوسبة المتوازية العديد من التحديات. التحدي الأساسي على المستوى التكنولوجي هو "ضمان توافق الحالة المتزامنة" و"استراتيجيات معالجة تعارض المعاملات". يجب أن يكون التنفيذ المتزامن على السلسلة لديه قدرة قوية على بناء مخططات الاعتماد وتوقع التعارضات، ويجب أيضًا تصميم آليات فعالة للتعافي من الأخطاء. بالإضافة إلى ذلك، لم يتم إنشاء نموذج الأمان لبيئة التنفيذ متعددة الخيوط بشكل كامل.
التحديات الأكثر خفاءً تأتي من الجوانب البيئية والنفسية. هل يرغب المطورون في الانتقال إلى نموذج جديد، هل يمكنهم إتقان طرق تصميم النماذج المتوازية، وهل هم مستعدون للتخلي عن بعض قابلية القراءة من أجل الأداء، هذه القضايا الناعمة ستحدد ما إذا كان يمكن أن تتشكل طاقة بيئية للحوسبة المتوازية.
مستقبل الحوسبة المتوازية هو انتصار لهندسة النظم، وأيضًا اختبار للتصميم البيئي. ستجعلنا هذه الحوسبة نعيد النظر في جوهر السلسلة، وقد تشكل نقطة تحول في نموذج الحوسبة الكلي لـ Web3. إن نموذج الحوسبة المتوازية الذي يحقق هذه النقلة سيكون البنية التحتية الأساسية الأكثر مركزية والأكثر تأثيرًا في الدورة الجديدة.
السادس، الخاتمة: هل الحساب المتوازي هو أفضل مسار لتوسيع نطاق Web3 الأصلي؟
رغم أن الحوسبة المتوازية ليست أسهل طرق التوسع، إلا أنها قد تكون الأقرب إلى جوهر blockchain. إنها تحاول الحفاظ على الخصائص الذرية والحتمية للسلسلة، بينما تصل مباشرة إلى جذور عنق الزجاجة في الأداء من مستوى المعاملات، مستوى العقد، ومستوى الآلة الافتراضية. هذه الطريقة للتوسع "التي نشأت في السلسلة" لا تحافظ فقط على نموذج الثقة الأساسي في blockchain، ولكنها أيضًا تترك مجالًا مستدامًا للأداء لتطبيقات السلسلة الأكثر تعقيدًا في المستقبل.
إذا كانت إعادة هيكلة النماذج تعيد تشكيل "هيكل السلسلة"، فإن الحوسبة المتوازية تعيد تشكيل "روح السلسلة". قد لا تكون هذه اختصارًا لتحقيق النجاح على المدى القصير، لكنها قد تكون المسار الصحيح المستدام الوحيد في التطور الطويل الأمد لـ Web3. نحن نشهد انتقالًا معماريا مشابها من وحدة المعالجة المركزية أحادية النواة إلى أنظمة تشغيل متعددة النواة/خيوط، وشكل نظام التشغيل الأصلي لـ Web3 قد يكون مخفيًا في هذه التجارب المتوازية داخل السلاسل.
شاهد النسخة الأصلية
قد تحتوي هذه الصفحة على محتوى من جهات خارجية، يتم تقديمه لأغراض إعلامية فقط (وليس كإقرارات/ضمانات)، ولا ينبغي اعتباره موافقة على آرائه من قبل Gate، ولا بمثابة نصيحة مالية أو مهنية. انظر إلى إخلاء المسؤولية للحصول على التفاصيل.
تسجيلات الإعجاب 17
أعجبني
17
7
مشاركة
تعليق
0/400
MetaMisfit
· 07-27 16:27
الحصادة ترسم الخبز المسطح مرة أخرى ...
شاهد النسخة الأصليةرد0
DYORMaster
· 07-26 23:11
لقد وصل الأمر إلى هذه النقطة، وللأسف لا يمكننا مجاراة L2.
شاهد النسخة الأصليةرد0
PumpDoctrine
· 07-24 21:28
扩不扩容无所谓 先 ادخل مركز再说吧兄弟
شاهد النسخة الأصليةرد0
PebbleHander
· 07-24 21:24
又鸽了L2 هذه فخ啊
شاهد النسخة الأصليةرد0
MaticHoleFiller
· 07-24 21:20
فقط أعرف أن تراكم المفاهيم ليس له فائدة
شاهد النسخة الأصليةرد0
MEVSupportGroup
· 07-24 21:17
قم بتوسيعها إذاً، إنها مجرد حرق المحفظة الخاصة بالبوتات.
تقرير حسابات Web3 المتوازية: خمسة مسارات لتوسيع نطاق الشبكة والتحديات المستقبلية
تقرير بحث عميق حول الحساب المتوازي في Web3: المسار النهائي للتوسع الأصلي
١. المقدمة: التوسع هو موضوع أبدي، والتوازي هو ساحة المعركة النهائية
واجه نظام البلوك تشين منذ نشأته مشكلة أساسية وهي التوسع. إن القدرة على معالجة المعاملات في البيتكوين والإيثيريوم أقل بكثير من الأنظمة التقليدية Web2، وهذا يعود إلى التناقض في التصميم الأساسي للبلوك تشين بين "اللامركزية، والأمان، وقابلية التوسع".
على مدار العقد الماضي، حاولت الصناعة العديد من مسارات التوسع، من صراع توسيع البيتكوين إلى تقسيم الإيثيريوم، من قنوات الحالة إلى Rollup، من Layer 2 إلى سلسلة الكتل المعيارية. أصبح Rollup هو الحل السائد حاليًا، لكنه لم يمس الحدود الحقيقية لـ "العمق" في أداء السلسلة الأحادية.
أصبح الحساب المتوازي داخل السلسلة تدريجيًا محورًا جديدًا للبحث. إنه يحاول إعادة بناء محرك التنفيذ بالكامل مع الحفاظ على الذرة الفردية للسلسلة، وتحويل blockchain من "نموذج خيط واحد" إلى نظام عالي التزامن من "خيوط متعددة + أنابيب + جدولة الاعتماد". هذا لا يمكن أن يؤدي فقط إلى تحسينات في القدرة على المعالجة بمئات الأضعاف، بل يمكن أن يصبح أيضًا الأساس الرئيسي لانفجار تطبيقات العقود الذكية.
تتحدى الحوسبة المتوازية النموذج الأساسي لتنفيذ العقود الذكية، وتعاد تعريف المنطق الأساسي لتجميع المعاملات، والوصول إلى الحالة، وعلاقات الاستدعاء، وتخطيط التخزين. هدفها هو توفير دعم بنية تحتية مستدامة حقًا لتطبيقات Web3 الأصلية في المستقبل.
بعد أن أصبح مسار Rollup يميل نحو التماثل، أصبحت المعالجة المتوازية داخل السلسلة متغيرًا حاسمًا في المنافسة الجديدة من Layer1. هذه ليست مجرد مسابقة تقنية، بل هي أيضًا صراع أنماط. من المحتمل أن يولد الجيل القادم من منصات التنفيذ السيادية في عالم Web3 من هذه المعركة حول المعالجة المتوازية داخل السلسلة.
٢. صورة شاملة لنمط التوسع: خمس فئات من الطرق، كل منها تركز على جوانب معينة
تعتبر التوسعة واحدة من أهم وأصعب الموضوعات التي يتم تناولها في تطور تكنولوجيا الشبكات العامة، وقد أدت إلى ظهور وتطور جميع المسارات التكنولوجية السائدة تقريبًا على مدى السنوات العشر الماضية. وقد تفرعت الآن إلى خمسة مسارات أساسية، حيث تتناول كل مسار العقبات من زوايا مختلفة، ولها فلسفة تقنية خاصة بها، وصعوبة تطبيق، ونماذج مخاطر، وسيناريوهات استخدام.
النوع الأول من الطرق هو التوسع المباشر على السلسلة، ويمثل ذلك زيادة حجم الكتل، وتقليل وقت إنتاج الكتل، أو من خلال تحسين هيكل البيانات وآلية الإجماع لزيادة القدرة على المعالجة. يحتفظ هذا النوع ببساطة توافق السلسلة الواحدة، مما يجعل من السهل فهمه ونشره، ولكنه أيضاً عرضة لمخاطر المركزية، وزيادة تكاليف العقد، وغيرها من الحدود النظامية.
النوع الثاني من المسارات هو التوسع خارج السلسلة، والممثل له هو قنوات الحالة والجانبية. هذه المسارات تنقل معظم أنشطة المعاملات إلى خارج السلسلة، وتكتب فقط النتائج النهائية في السلسلة الرئيسية. على الرغم من أنه يمكن توسيع القدرة الاستيعابية بشكل غير محدود من الناحية النظرية، إلا أن نموذج الثقة في المعاملات خارج السلسلة، وأمان الأموال، وتعقيد التفاعل، وما إلى ذلك، تحد من تطبيقها.
النوع الثالث من المسارات هو الأكثر انتشارًا حاليًا من Layer2 Rollup. إنه يحقق التوسع من خلال آلية التنفيذ خارج السلسلة والتحقق داخل السلسلة. يتمتع Optimistic Rollup وZK Rollup بمزايا كل منهما، ولكن كلاهما يعاني من بعض الاختناقات المتوسطة الأجل، مثل الاعتماد المفرط على توفر البيانات، وارتفاع التكاليف.
الفئة الرابعة من المسارات هي بنية blockchain المعيارية، تمثل مثل Celestia و Avail و EigenLayer. إنها تدعو إلى فصل الوظائف الأساسية للـ blockchain بشكل كامل، حيث يتم تنفيذ وظائف مختلفة بواسطة سلاسل متخصصة متعددة. هذه الطريقة تتميز بمرونة عالية، لكنها تتطلب معايير أمان وبروتوكولات عبر السلاسل بشكل مرتفع جدًا.
النوع الخامس من المسارات هو مسار تحسين الحوسبة المتوازية داخل السلسلة. يركز على المعالجة المتزامنة للمعاملات الذرية من خلال تغيير هيكل محرك التنفيذ داخل سلسلة واحدة. يتطلب ذلك إعادة كتابة منطق جدولة VM وإدخال مجموعة كاملة من آليات جدولة أنظمة الكمبيوتر الحديثة. تتمثل ميزته في أنه لا يحتاج إلى الاعتماد على بنية سلسلة متعددة لتحقيق اختراق حدود الإنتاجية.
تظهر هذه المسارات الخمسة للتوسع التوازن النظامي بين الأداء، القابلية للتجميع، الأمان، وتعقيد التطوير في blockchain. لا يمكن لكل مسار أن يحل جميع المشكلات، لكنها تشكل معًا صورة شاملة لترقية نموذج حساب Web3.
ثلاثاً، خريطة تصنيف الحسابات المتوازية: خمسة مسارات من الحسابات إلى التعليمات
تقنيات الحوسبة المتوازية يمكن تقسيمها إلى خمسة مسارات رئيسية: التوازي على مستوى الحساب، التوازي على مستوى الكائن، التوازي على مستوى المعاملة، التوازي على مستوى الآلة الافتراضية، وكذلك التوازي على مستوى التعليمات. هذه الفئات الخمس من المسارات تتراوح من الحبيبات الخشنة إلى الحبيبات الدقيقة، وهي ليست فقط عملية تنقيح مستمرة للمنطق المتوازي، ولكن أيضًا مسار يرتفع فيه تعقيد النظام وصعوبة الجدولة.
توازي مستوى الحساب، ممثلاً بـ Solana، يحكم على علاقات التعارض من خلال التحليل الثابت لمجموعة الحسابات المعنية في الصفقة. مناسب لمعالجة المعاملات ذات الهيكل الواضح، ولكنه قد يواجه مشكلة في انخفاض التوازي عند التعامل مع عقود ذكية معقدة.
أدخل المستوى الكائن التوازي التجريد الدلالي للموارد والوحدات النمطية، حيث يتم جدولة الوحدات على أساس "كائن الحالة" بدقة أكبر. تعد Aptos وSui ممثلين في هذا الاتجاه، وخاصةً Sui التي تحقق التحكم الدقيق من خلال نظام الأنواع الخطية للغة Move. هذه الطريقة أكثر عمومية، لكنها أيضًا تطرح عائقًا لغويًا أعلى.
التوازي على مستوى المعاملات ممثل بـ Monad و Sei و Fuel، حيث يتم بناء خريطة الاعتماد حول المعاملة نفسها وإجراء الجدولة. يسمح هذا التصميم للنظام بتحقيق أقصى قدر من الاستفادة من التوازي دون الحاجة لفهم الهيكل الأساسي للحالة بالكامل، ولكنه يتطلب مدير اعتمادات معقد للغاية وكاشف تضارب.
تدمج المعالجة المتوازية على مستوى الآلة الافتراضية القدرة على التنفيذ المتزامن مباشرة في منطق جدولة التعليمات الأساسية لـ VM. يحاول MegaETH ك"تجربة آلة افتراضية فائقة" داخل نظام إيثيريوم البيئي، إعادة تصميم EVM لدعم التنفيذ المتزامن متعدد الخيوط. تكمن أصعب نقطة في ضرورة التوافق التام مع دلالات سلوك EVM الحالي.
توازي مستوى التعليمات ينشأ من التنفيذ غير المتسلسل في تصميم وحدات المعالجة المركزية الحديثة وأنابيب التعليمات. لقد قدم فريق Fuel نموذج تنفيذ قابل لإعادة ترتيب مستوى التعليمات في FuelVM الخاص بهم. قد تدفع هذه الطريقة تصميم blockchain بالتعاون مع الأجهزة إلى آفاق جديدة، ولكنها لا تزال في المرحلة النظرية والتجريبية.
تشكل هذه المسارات الخمسة طيف تطور الحوسبة المتوازية داخل السلسلة، مما يشير إلى تحول نموذج الحوسبة في البلوكشين من دفتر الأستاذ المتسلسل التقليدي إلى بيئة تنفيذ موزعة عالية الأداء وقابلة للتنبؤ وقابلة للجدولة. ستحدد خيارات المسار المتوازي لسلاسل الكتل المختلفة الحد الأقصى لقدرة النظام البيئي لتطبيقاتها المستقبلية.
أربعة، تحليل عميق لمساري القوة الرئيسيين: Monad مقابل MegaETH
تتركز معظم الاهتمامات في السوق الحالية على مسارين رئيسيين هما "بناء سلسلة حسابات متوازية من الصفر" التي تمثلها Monad، و"ثورة التوازي داخل EVM" التي يمثلها MegaETH. وهما يمثلان تنافسًا بين نموذجين متوازيين: "إعادة البناء" و"التوافق".
فلسفة تصميم Monad تستلهم من قواعد البيانات الحديثة وأنظمة المعالجة المتعددة النوى عالية الأداء، لإعادة تعريف طريقة تشغيل محرك تنفيذ blockchain. يعتمد نظام التقنية الأساسي على التحكم في التزامن المتفائل، وجدولة معاملات DAG، والتنفيذ غير المتسلسل، وآليات معالجة الدفعات، بهدف رفع أداء معالجة المعاملات إلى مستوى مليون TPS. تدعم Monad من خلال طبقة لغة وسيطة بناء جملة Solidity، مما يحقق استراتيجية تصميم "توافق سطحي وإعادة بناء أساسية".
تختار MegaETH الانطلاق من عالم الإيثريوم الحالي، مع تحقيق زيادة كبيرة في كفاءة التنفيذ بتكلفة تغيير ضئيلة. إنها لا تلغي معايير EVM، بل تدمج القدرة على الحساب المتوازي في محرك تنفيذ EVM الحالي. تقدم MegaETH آلية مكدس الاستدعاء غير المتزامن وعزل سياق التنفيذ، مما يحقق التنفيذ المتزامن لـ"سياقات EVM المتزامنة". هذا التصميم هو أيضًا ودود للغاية لمبني الكتل والباحثين، حيث يمكنه تحسين ترتيب Mempool ومسارات التقاط MEV.
موناد أكثر ملاءمة لبناء أنظمة جديدة من الصفر، والسعي لتحقيق أقصى إنتاجية في ألعاب السلسلة، وعوامل الذكاء الاصطناعي، وسلاسل التنفيذ المعيارية؛ بينما ميغا إيث هي الأنسب للمشاريع L2، ومشاريع DeFi، وبروتوكولات البنية التحتية التي تأمل في تحقيق ترقية في الأداء من خلال تغييرات تطويرية طفيفة. من المحتمل أن يشكل كلاهما تكاملاً في بنية سلسلة الكتل المعيارية، مما يشكل معًا محرك تنفيذ موزع عالي الأداء لعالم Web3 في المستقبل.
خمسة، الفرص والتحديات المستقبلية للحوسبة المتوازية
تقدم الحوسبة المتوازية فرصًا هائلة لـ Web3. أولاً ، هناك "إزالة سقف التطبيقات" ، مما يجعل التطبيقات ذات التفاعل العالي مثل ألعاب السلسلة و AI Agent ممكنة. ثانيًا ، ستُعيد أدوات المطورين وطبقات التجريد للآلة الافتراضية تشكيلها بسبب التوازي ، مما يؤدي إلى ولادة جيل جديد من البنية التحتية. في الوقت نفسه ، يوفر تطور سلسلة الكتل المعيارية مسارًا ممتازًا للحوسبة المتوازية.
ومع ذلك، تواجه الحوسبة المتوازية العديد من التحديات. التحدي الأساسي على المستوى التكنولوجي هو "ضمان توافق الحالة المتزامنة" و"استراتيجيات معالجة تعارض المعاملات". يجب أن يكون التنفيذ المتزامن على السلسلة لديه قدرة قوية على بناء مخططات الاعتماد وتوقع التعارضات، ويجب أيضًا تصميم آليات فعالة للتعافي من الأخطاء. بالإضافة إلى ذلك، لم يتم إنشاء نموذج الأمان لبيئة التنفيذ متعددة الخيوط بشكل كامل.
التحديات الأكثر خفاءً تأتي من الجوانب البيئية والنفسية. هل يرغب المطورون في الانتقال إلى نموذج جديد، هل يمكنهم إتقان طرق تصميم النماذج المتوازية، وهل هم مستعدون للتخلي عن بعض قابلية القراءة من أجل الأداء، هذه القضايا الناعمة ستحدد ما إذا كان يمكن أن تتشكل طاقة بيئية للحوسبة المتوازية.
مستقبل الحوسبة المتوازية هو انتصار لهندسة النظم، وأيضًا اختبار للتصميم البيئي. ستجعلنا هذه الحوسبة نعيد النظر في جوهر السلسلة، وقد تشكل نقطة تحول في نموذج الحوسبة الكلي لـ Web3. إن نموذج الحوسبة المتوازية الذي يحقق هذه النقلة سيكون البنية التحتية الأساسية الأكثر مركزية والأكثر تأثيرًا في الدورة الجديدة.
السادس، الخاتمة: هل الحساب المتوازي هو أفضل مسار لتوسيع نطاق Web3 الأصلي؟
رغم أن الحوسبة المتوازية ليست أسهل طرق التوسع، إلا أنها قد تكون الأقرب إلى جوهر blockchain. إنها تحاول الحفاظ على الخصائص الذرية والحتمية للسلسلة، بينما تصل مباشرة إلى جذور عنق الزجاجة في الأداء من مستوى المعاملات، مستوى العقد، ومستوى الآلة الافتراضية. هذه الطريقة للتوسع "التي نشأت في السلسلة" لا تحافظ فقط على نموذج الثقة الأساسي في blockchain، ولكنها أيضًا تترك مجالًا مستدامًا للأداء لتطبيقات السلسلة الأكثر تعقيدًا في المستقبل.
إذا كانت إعادة هيكلة النماذج تعيد تشكيل "هيكل السلسلة"، فإن الحوسبة المتوازية تعيد تشكيل "روح السلسلة". قد لا تكون هذه اختصارًا لتحقيق النجاح على المدى القصير، لكنها قد تكون المسار الصحيح المستدام الوحيد في التطور الطويل الأمد لـ Web3. نحن نشهد انتقالًا معماريا مشابها من وحدة المعالجة المركزية أحادية النواة إلى أنظمة تشغيل متعددة النواة/خيوط، وشكل نظام التشغيل الأصلي لـ Web3 قد يكون مخفيًا في هذه التجارب المتوازية داخل السلاسل.