Bản đồ toàn cảnh lĩnh vực tính toán song song Web3: Giải pháp mở rộng bản địa tốt nhất?
I. Giới thiệu: Tam giác "không thể" của blockchain và các giải pháp mở rộng
Tam giác "không thể" của blockchain "an toàn", "phi tập trung", "khả năng mở rộng" tiết lộ sự đánh đổi bản chất trong thiết kế hệ thống blockchain, tức là các dự án blockchain rất khó để cùng lúc đạt được "an toàn tối đa, mọi người đều có thể tham gia, xử lý nhanh chóng". Đối với chủ đề vĩnh cửu "khả năng mở rộng", hiện tại các giải pháp mở rộng blockchain chính trên thị trường được phân loại theo các mô hình, bao gồm:
Thực hiện mở rộng nâng cao: Tăng cường khả năng thực thi tại chỗ, chẳng hạn như song song, GPU, đa lõi
Mở rộng cách ly trạng thái: Chia tách trạng thái theo chiều ngang/Shard, ví dụ như phân đoạn, UTXO, nhiều mạng con
Mở rộng loại hợp đồng bên ngoài chuỗi: đưa việc thực hiện ra ngoài chuỗi, ví dụ như Rollup, Coprocessor, DA
Mở rộng kiểu tách cấu trúc: kiến trúc mô-đun, hoạt động hợp tác, ví dụ như chuỗi mô-đun, bộ sắp xếp chia sẻ, Rollup Mesh
Mở rộng kiểu đồng thời bất đồng bộ: Mô hình Actor, cách ly tiến trình, điều khiển thông điệp, ví dụ như tác nhân, chuỗi bất đồng bộ đa luồng
Giải pháp mở rộng blockchain bao gồm: tính toán song song trong chuỗi, Rollup, phân đoạn, mô-đun DA, cấu trúc mô-đun, hệ thống Actor, nén chứng minh zk, kiến trúc Stateless, v.v., bao gồm nhiều cấp độ thực thi, trạng thái, dữ liệu, cấu trúc, là một hệ thống mở rộng hoàn chỉnh "hợp tác đa lớp, kết hợp mô-đun". Bài viết này sẽ tập trung vào phương pháp mở rộng chủ yếu dựa trên tính toán song song.
Tính toán song song trong chuỗi ( inra-chain parallelism ), chú trọng vào việc thực hiện song song các giao dịch/hướng dẫn bên trong khối. Theo cơ chế song song, phương thức mở rộng có thể được chia thành năm loại lớn, mỗi loại đại diện cho những theo đuổi hiệu suất, mô hình phát triển và triết lý kiến trúc khác nhau, theo thứ tự kích thước hạt song song ngày càng nhỏ, cường độ song song ngày càng cao, độ phức tạp của lịch trình cũng ngày càng cao, sự phức tạp trong lập trình và độ khó thực hiện cũng ngày càng cao.
Song song theo cấp tài khoản (Account-level): đại diện cho dự án Solana
Song song theo đối tượng (Object-level): Đại diện cho dự án Sui
Song song cấp giao dịch (Transaction-level): đại diện cho dự án Monad, Aptos
Gọi cấp độ / MicroVM song song (Call-level / MicroVM): đại diện cho dự án MegaETH
Song song cấp lệnh (Instruction-level): đại diện cho dự án GatlingX
Mô hình đồng thời bất đồng bộ ngoài chuỗi, với hệ thống thông minh Actor (Mô hình Đại lý / Actor) làm đại diện, thuộc về một loại hình thức tính toán song song khác, như một hệ thống nhắn tin xuyên chuỗi/bất đồng bộ (mô hình không đồng bộ chuỗi khối), mỗi Đại lý hoạt động như một "tiến trình thông minh" độc lập, nhắn tin bất đồng bộ theo cách song song, sự kiện được kích hoạt mà không cần lập lịch đồng bộ, các dự án tiêu biểu có AO, ICP, Cartesi, v.v.
Còn các giải pháp mở rộng mà chúng ta thường nghe đến như Rollup hoặc sharding, thuộc về cơ chế đồng thời cấp hệ thống, không thuộc về tính toán song song trong chuỗi. Chúng thực hiện mở rộng bằng cách "chạy song song nhiều chuỗi/miền thực thi", chứ không phải nâng cao độ song song bên trong một khối/virtual machine đơn lẻ. Các giải pháp mở rộng như vậy không phải là trọng tâm của bài viết này nhưng chúng ta vẫn sẽ sử dụng chúng để so sánh sự tương đồng trong ý tưởng kiến trúc.
Hai, chuỗi tăng cường song song EVM: Phá vỡ ranh giới hiệu suất trong sự tương thích
Cho đến nay, kiến trúc xử lý tuần tự của Ethereum đã trải qua nhiều vòng thử nghiệm mở rộng như phân đoạn, Rollup, và kiến trúc mô-đun, nhưng nút thắt về thông lượng của lớp thực thi vẫn chưa có sự đột phá cơ bản. Tuy nhiên, EVM và Solidity vẫn là nền tảng hợp đồng thông minh có cơ sở phát triển và tiềm năng sinh thái mạnh mẽ nhất hiện nay. Do đó, chuỗi tăng cường song song dựa trên EVM đang trở thành con đường quan trọng cho sự phát triển mở rộng mới, vừa đảm bảo tính tương thích sinh thái vừa nâng cao hiệu suất thực thi. Monad và MegaETH là hai dự án tiêu biểu nhất trong hướng đi này, lần lượt xây dựng kiến trúc xử lý song song EVM hướng tới các tình huống có độ đồng thời cao và thông lượng lớn, từ việc thực thi trì hoãn và phân rã trạng thái.
Phân tích cơ chế tính toán song song của Monad
Monad là một blockchain Layer1 hiệu suất cao được thiết kế lại cho máy ảo Ethereum (EVM), dựa trên ý tưởng song song cơ bản của xử lý theo dòng (Pipelining), thực hiện thực thi bất đồng bộ ở lớp đồng thuận (Asynchronous Execution) và thực thi song song lạc quan (Optimistic Parallel Execution) ở lớp thực thi. Ngoài ra, ở lớp đồng thuận và lưu trữ, Monad lần lượt giới thiệu giao thức BFT hiệu suất cao (MonadBFT) và hệ thống cơ sở dữ liệu chuyên dụng (MonadDB), thực hiện tối ưu hóa từ đầu đến cuối.
Pipelining: Cơ chế thực thi song song nhiều giai đoạn
Pipelining là ý tưởng cơ bản của việc thực thi song song trong Monad, với tư tưởng cốt lõi là chia nhỏ quy trình thực thi blockchain thành nhiều giai đoạn độc lập và xử lý các giai đoạn này một cách song song, hình thành cấu trúc ống ba chiều. Các giai đoạn này hoạt động trên các luồng hoặc nhân độc lập, đạt được xử lý đồng thời xuyên khối, cuối cùng nâng cao thông lượng và giảm độ trễ. Các giai đoạn này bao gồm: Đề xuất giao dịch (Propose), Đạt được đồng thuận (Consensus), Thực thi giao dịch (Execution) và Nộp khối (Commit).
Thực thi không đồng bộ: Giải tách đồng thuận - thực thi
Trong chuỗi truyền thống, sự đồng thuận và thực thi giao dịch thường là quy trình đồng bộ, mô hình tuần tự này hạn chế nghiêm trọng khả năng mở rộng hiệu suất. Monad đạt được sự đồng thuận bất đồng bộ, thực thi bất đồng bộ và lưu trữ bất đồng bộ thông qua "thực thi bất đồng bộ". Giảm đáng kể thời gian khối (block time) và độ trễ xác nhận, làm cho hệ thống linh hoạt hơn, quy trình xử lý được phân tách rõ ràng hơn và hiệu suất sử dụng tài nguyên cao hơn.
Thiết kế cốt lõi:
Quá trình đồng thuận (tầng đồng thuận) chỉ chịu trách nhiệm sắp xếp giao dịch, không thực thi logic hợp đồng.
Quy trình thực thi (tầng thực thi) được kích hoạt bất đồng bộ sau khi đồng thuận hoàn tất.
Sau khi hoàn thành sự đồng thuận, ngay lập tức vào quy trình đồng thuận khối tiếp theo mà không cần đợi việc thực hiện hoàn tất.
Thực thi song song lạc quan：乐观并行执行
Ethereum truyền thống sử dụng mô hình tuần tự nghiêm ngặt cho việc thực hiện giao dịch để tránh xung đột trạng thái. Trong khi đó, Monad áp dụng chiến lược "thực thi song song lạc quan", tăng đáng kể tốc độ xử lý giao dịch.
Cơ chế thực thi:
Monad sẽ thực hiện song song tất cả các giao dịch một cách lạc quan, giả định rằng phần lớn các giao dịch không có xung đột trạng thái.
Chạy một "Bộ phát hiện xung đột (Conflict Detector)" để theo dõi xem các giao dịch có truy cập cùng một trạng thái hay không (như xung đột đọc/ghi).
Nếu phát hiện xung đột, các giao dịch xung đột sẽ được tuần tự hóa và thực hiện lại để đảm bảo tính chính xác của trạng thái.
Monad đã chọn con đường tương thích: giảm thiểu sự thay đổi quy tắc EVM, trong quá trình thực thi thông qua việc hoãn ghi trạng thái, phát hiện xung đột động để thực hiện song song, giống như phiên bản hiệu suất của Ethereum, độ trưởng thành tốt dễ dàng thực hiện di chuyển hệ sinh thái EVM, là bộ tăng tốc song song của thế giới EVM.
Phân tích cơ chế tính toán song song của MegaETH
Khác với định vị L1 của Monad, MegaETH được định vị là một lớp thực thi song song hiệu suất cao tương thích với EVM, vừa có thể hoạt động như một chuỗi công khai L1 độc lập, vừa có thể hoạt động như một lớp tăng cường thực thi trên Ethereum (Execution Layer) hoặc thành phần mô-đun. Mục tiêu thiết kế cốt lõi của nó là tách biệt logic tài khoản, môi trường thực thi và trạng thái thành các đơn vị tối thiểu có thể lập lịch độc lập, nhằm đạt được khả năng thực thi đồng thời cao trong chuỗi và khả năng phản hồi với độ trễ thấp. Đổi mới chính mà MegaETH đưa ra là: kiến trúc Micro-VM + State Dependency DAG (Đồ thị phụ thuộc trạng thái có hướng và không chu trình) và cơ chế đồng bộ hóa mô-đun, cùng nhau xây dựng hệ thống thực thi song song hướng tới "luồng trong chuỗi".
Kiến trúc Micro-VM (Máy ảo vi mô): Tài khoản chính là luồng
MegaETH đã giới thiệu mô hình thực thi "một máy ảo vi mô (Micro-VM) cho mỗi tài khoản", làm cho môi trường thực thi "đa luồng", cung cấp đơn vị cách ly tối thiểu cho lập lịch song song. Các VM này giao tiếp với nhau thông qua thông điệp bất đồng bộ (Asynchronous Messaging), thay vì gọi đồng bộ, cho phép nhiều VM thực thi độc lập, lưu trữ độc lập, tự nhiên song song.
State Dependency DAG: Cơ chế lập lịch dựa trên đồ thị phụ thuộc
MegaETH đã xây dựng một hệ thống lập lịch DAG dựa trên mối quan hệ truy cập trạng thái tài khoản, hệ thống duy trì một đồ thị phụ thuộc toàn cầu (Dependency Graph) trong thời gian thực, mỗi giao dịch sẽ mô hình hóa việc sửa đổi các tài khoản nào, đọc các tài khoản nào thành quan hệ phụ thuộc. Các giao dịch không xung đột có thể được thực thi song song trực tiếp, trong khi các giao dịch có mối quan hệ phụ thuộc sẽ được sắp xếp theo thứ tự topo để thực hiện tuần tự hoặc bị hoãn lại. Đồ thị phụ thuộc đảm bảo tính nhất quán trạng thái và ghi không lặp lại trong quá trình thực thi song song.
Thực thi bất đồng bộ và cơ chế callback
B
Tóm lại, MegaETH đã phá vỡ mô hình máy trạng thái đơn luồng EVM truyền thống, thực hiện đóng gói vi máy ảo theo đơn vị tài khoản, điều phối giao dịch thông qua đồ thị phụ thuộc trạng thái, và thay thế ngăn xếp gọi đồng bộ bằng cơ chế thông điệp bất đồng bộ. Đây là một nền tảng tính toán song song được thiết kế lại từ "cấu trúc tài khoản → kiến trúc điều phối → quy trình thực thi" ở mọi khía cạnh, cung cấp một tư duy mới mang tính mẫu mực cho việc xây dựng hệ thống chuỗi trên hiệu suất cao thế hệ tiếp theo.
MegaETH đã chọn con đường tái cấu trúc: hoàn toàn trừu tượng hóa tài khoản và hợp đồng thành VM độc lập, thông qua việc lập lịch thực thi bất đồng bộ để giải phóng tiềm năng song song cực đại. Về lý thuyết, giới hạn song song của MegaETH cao hơn, nhưng cũng khó kiểm soát độ phức tạp, giống như một hệ điều hành phân tán siêu cấp dưới triết lý của Ethereum.
Thiết kế của Monad và MegaETH có sự khác biệt lớn so với phân đoạn (Sharding): Phân đoạn chia blockchain thành nhiều chuỗi con độc lập (phân đoạn Shards), mỗi chuỗi con chịu trách nhiệm cho một phần giao dịch và trạng thái, phá vỡ hạn chế của chuỗi đơn trong việc mở rộng lớp mạng; trong khi Monad và MegaETH giữ nguyên tính toàn vẹn của chuỗi đơn, chỉ mở rộng theo chiều ngang ở lớp thực thi, tối ưu hóa thực thi song song cực hạn bên trong chuỗi đơn để vượt qua hiệu suất. Cả hai đại diện cho hai hướng trong con đường mở rộng blockchain: tăng cường theo chiều dọc và mở rộng theo chiều ngang.
Các dự án tính toán song song như Monad và MegaETH chủ yếu tập trung vào việc tối ưu hóa thông lượng, với mục tiêu cốt lõi là nâng cao TPS trong chuỗi, thông qua việc thực hiện trì hoãn (Deferred Execution) và kiến trúc vi máy ảo (Micro-VM) để đạt được xử lý song song ở cấp giao dịch hoặc cấp tài khoản. Pharos Network, với tư cách là một mạng lưới blockchain L1 mô-đun và toàn diện, có cơ chế tính toán song song cốt lõi được gọi là "Rollup Mesh". Kiến trúc này hỗ trợ môi trường đa máy ảo (EVM và Wasm) thông qua sự phối hợp giữa mạng chính và mạng xử lý đặc biệt (SPNs), và tích hợp các công nghệ tiên tiến như chứng minh không kiến thức (ZK) và môi trường thực thi tin cậy (TEE).
Phân tích cơ chế tính toán song song Rollup Mesh:
Xử lý ống dẫn bất đồng bộ toàn bộ vòng đời (Full Lifecycle Asynchronous Pipelining): Pharos tách rời các giai đoạn của giao dịch (chẳng hạn như đồng thuận, thực thi, lưu trữ) và áp dụng phương pháp xử lý bất đồng bộ, cho phép mỗi giai đoạn có thể thực hiện độc lập và song song, từ đó nâng cao hiệu quả xử lý tổng thể.
Thực thi song song hai máy ảo (Dual VM Parallel Execution): Pharos hỗ trợ hai môi trường máy ảo EVM và WASM, cho phép các nhà phát triển chọn môi trường thực thi phù hợp theo nhu cầu. Kiến trúc hai máy ảo này không chỉ nâng cao tính linh hoạt của hệ thống mà còn tăng cường khả năng xử lý giao dịch thông qua việc thực thi song song.
Mạng xử lý đặc biệt (SPNs): SPNs là thành phần then chốt trong kiến trúc Pharos, tương tự như mạng con mô-đun, được thiết kế đặc biệt để xử lý các loại nhiệm vụ hoặc ứng dụng cụ thể. Thông qua SPNs, Pharos có thể thực hiện phân bổ tài nguyên động và xử lý nhiệm vụ song song, từ đó tăng cường khả năng mở rộng và hiệu suất của hệ thống.
Đồng thuận mô-đun và cơ chế tái đặt cọc (Modular Consensus & Restaking): Pharos đã giới thiệu cơ chế đồng thuận linh hoạt, hỗ trợ nhiều mô hình đồng thuận khác nhau (như PBFT, PoS, PoA), và thông qua giao thức tái đặt cọc (Restaking) đạt được sự chia sẻ an toàn và tích hợp tài nguyên giữa mạng chính và SPNs.
Ngoài ra, Pharos đã tái cấu trúc mô hình thực thi từ tầng lưu trữ bằng cách sử dụng các công nghệ như cây Merkle nhiều phiên bản, mã hóa chênh lệch (Delta Encoding), địa chỉ theo phiên bản (Versioned Addressing) và đẩy ADS (ADS Pushdown), giới thiệu động cơ lưu trữ hiệu suất cao Pharos Store với thông lượng cao và độ trễ thấp.
Xem bản gốc
Trang này có thể chứa nội dung của bên thứ ba, được cung cấp chỉ nhằm mục đích thông tin (không phải là tuyên bố/bảo đảm) và không được coi là sự chứng thực cho quan điểm của Gate hoặc là lời khuyên về tài chính hoặc chuyên môn. Xem Tuyên bố từ chối trách nhiệm để biết chi tiết.
Toàn cảnh tính toán song song Web3: Phân tích năm lĩnh vực và đổi mới chuỗi tương thích EVM
Bản đồ toàn cảnh lĩnh vực tính toán song song Web3: Giải pháp mở rộng bản địa tốt nhất?
I. Giới thiệu: Tam giác "không thể" của blockchain và các giải pháp mở rộng
Tam giác "không thể" của blockchain "an toàn", "phi tập trung", "khả năng mở rộng" tiết lộ sự đánh đổi bản chất trong thiết kế hệ thống blockchain, tức là các dự án blockchain rất khó để cùng lúc đạt được "an toàn tối đa, mọi người đều có thể tham gia, xử lý nhanh chóng". Đối với chủ đề vĩnh cửu "khả năng mở rộng", hiện tại các giải pháp mở rộng blockchain chính trên thị trường được phân loại theo các mô hình, bao gồm:
Giải pháp mở rộng blockchain bao gồm: tính toán song song trong chuỗi, Rollup, phân đoạn, mô-đun DA, cấu trúc mô-đun, hệ thống Actor, nén chứng minh zk, kiến trúc Stateless, v.v., bao gồm nhiều cấp độ thực thi, trạng thái, dữ liệu, cấu trúc, là một hệ thống mở rộng hoàn chỉnh "hợp tác đa lớp, kết hợp mô-đun". Bài viết này sẽ tập trung vào phương pháp mở rộng chủ yếu dựa trên tính toán song song.
Tính toán song song trong chuỗi ( inra-chain parallelism ), chú trọng vào việc thực hiện song song các giao dịch/hướng dẫn bên trong khối. Theo cơ chế song song, phương thức mở rộng có thể được chia thành năm loại lớn, mỗi loại đại diện cho những theo đuổi hiệu suất, mô hình phát triển và triết lý kiến trúc khác nhau, theo thứ tự kích thước hạt song song ngày càng nhỏ, cường độ song song ngày càng cao, độ phức tạp của lịch trình cũng ngày càng cao, sự phức tạp trong lập trình và độ khó thực hiện cũng ngày càng cao.
Mô hình đồng thời bất đồng bộ ngoài chuỗi, với hệ thống thông minh Actor (Mô hình Đại lý / Actor) làm đại diện, thuộc về một loại hình thức tính toán song song khác, như một hệ thống nhắn tin xuyên chuỗi/bất đồng bộ (mô hình không đồng bộ chuỗi khối), mỗi Đại lý hoạt động như một "tiến trình thông minh" độc lập, nhắn tin bất đồng bộ theo cách song song, sự kiện được kích hoạt mà không cần lập lịch đồng bộ, các dự án tiêu biểu có AO, ICP, Cartesi, v.v.
Còn các giải pháp mở rộng mà chúng ta thường nghe đến như Rollup hoặc sharding, thuộc về cơ chế đồng thời cấp hệ thống, không thuộc về tính toán song song trong chuỗi. Chúng thực hiện mở rộng bằng cách "chạy song song nhiều chuỗi/miền thực thi", chứ không phải nâng cao độ song song bên trong một khối/virtual machine đơn lẻ. Các giải pháp mở rộng như vậy không phải là trọng tâm của bài viết này nhưng chúng ta vẫn sẽ sử dụng chúng để so sánh sự tương đồng trong ý tưởng kiến trúc.
Hai, chuỗi tăng cường song song EVM: Phá vỡ ranh giới hiệu suất trong sự tương thích
Cho đến nay, kiến trúc xử lý tuần tự của Ethereum đã trải qua nhiều vòng thử nghiệm mở rộng như phân đoạn, Rollup, và kiến trúc mô-đun, nhưng nút thắt về thông lượng của lớp thực thi vẫn chưa có sự đột phá cơ bản. Tuy nhiên, EVM và Solidity vẫn là nền tảng hợp đồng thông minh có cơ sở phát triển và tiềm năng sinh thái mạnh mẽ nhất hiện nay. Do đó, chuỗi tăng cường song song dựa trên EVM đang trở thành con đường quan trọng cho sự phát triển mở rộng mới, vừa đảm bảo tính tương thích sinh thái vừa nâng cao hiệu suất thực thi. Monad và MegaETH là hai dự án tiêu biểu nhất trong hướng đi này, lần lượt xây dựng kiến trúc xử lý song song EVM hướng tới các tình huống có độ đồng thời cao và thông lượng lớn, từ việc thực thi trì hoãn và phân rã trạng thái.
Phân tích cơ chế tính toán song song của Monad
Monad là một blockchain Layer1 hiệu suất cao được thiết kế lại cho máy ảo Ethereum (EVM), dựa trên ý tưởng song song cơ bản của xử lý theo dòng (Pipelining), thực hiện thực thi bất đồng bộ ở lớp đồng thuận (Asynchronous Execution) và thực thi song song lạc quan (Optimistic Parallel Execution) ở lớp thực thi. Ngoài ra, ở lớp đồng thuận và lưu trữ, Monad lần lượt giới thiệu giao thức BFT hiệu suất cao (MonadBFT) và hệ thống cơ sở dữ liệu chuyên dụng (MonadDB), thực hiện tối ưu hóa từ đầu đến cuối.
Pipelining: Cơ chế thực thi song song nhiều giai đoạn
Pipelining là ý tưởng cơ bản của việc thực thi song song trong Monad, với tư tưởng cốt lõi là chia nhỏ quy trình thực thi blockchain thành nhiều giai đoạn độc lập và xử lý các giai đoạn này một cách song song, hình thành cấu trúc ống ba chiều. Các giai đoạn này hoạt động trên các luồng hoặc nhân độc lập, đạt được xử lý đồng thời xuyên khối, cuối cùng nâng cao thông lượng và giảm độ trễ. Các giai đoạn này bao gồm: Đề xuất giao dịch (Propose), Đạt được đồng thuận (Consensus), Thực thi giao dịch (Execution) và Nộp khối (Commit).
Thực thi không đồng bộ: Giải tách đồng thuận - thực thi
Trong chuỗi truyền thống, sự đồng thuận và thực thi giao dịch thường là quy trình đồng bộ, mô hình tuần tự này hạn chế nghiêm trọng khả năng mở rộng hiệu suất. Monad đạt được sự đồng thuận bất đồng bộ, thực thi bất đồng bộ và lưu trữ bất đồng bộ thông qua "thực thi bất đồng bộ". Giảm đáng kể thời gian khối (block time) và độ trễ xác nhận, làm cho hệ thống linh hoạt hơn, quy trình xử lý được phân tách rõ ràng hơn và hiệu suất sử dụng tài nguyên cao hơn.
Thiết kế cốt lõi:
Thực thi song song lạc quan：乐观并行执行
Ethereum truyền thống sử dụng mô hình tuần tự nghiêm ngặt cho việc thực hiện giao dịch để tránh xung đột trạng thái. Trong khi đó, Monad áp dụng chiến lược "thực thi song song lạc quan", tăng đáng kể tốc độ xử lý giao dịch.
Cơ chế thực thi:
Monad đã chọn con đường tương thích: giảm thiểu sự thay đổi quy tắc EVM, trong quá trình thực thi thông qua việc hoãn ghi trạng thái, phát hiện xung đột động để thực hiện song song, giống như phiên bản hiệu suất của Ethereum, độ trưởng thành tốt dễ dàng thực hiện di chuyển hệ sinh thái EVM, là bộ tăng tốc song song của thế giới EVM.
Phân tích cơ chế tính toán song song của MegaETH
Khác với định vị L1 của Monad, MegaETH được định vị là một lớp thực thi song song hiệu suất cao tương thích với EVM, vừa có thể hoạt động như một chuỗi công khai L1 độc lập, vừa có thể hoạt động như một lớp tăng cường thực thi trên Ethereum (Execution Layer) hoặc thành phần mô-đun. Mục tiêu thiết kế cốt lõi của nó là tách biệt logic tài khoản, môi trường thực thi và trạng thái thành các đơn vị tối thiểu có thể lập lịch độc lập, nhằm đạt được khả năng thực thi đồng thời cao trong chuỗi và khả năng phản hồi với độ trễ thấp. Đổi mới chính mà MegaETH đưa ra là: kiến trúc Micro-VM + State Dependency DAG (Đồ thị phụ thuộc trạng thái có hướng và không chu trình) và cơ chế đồng bộ hóa mô-đun, cùng nhau xây dựng hệ thống thực thi song song hướng tới "luồng trong chuỗi".
Kiến trúc Micro-VM (Máy ảo vi mô): Tài khoản chính là luồng
MegaETH đã giới thiệu mô hình thực thi "một máy ảo vi mô (Micro-VM) cho mỗi tài khoản", làm cho môi trường thực thi "đa luồng", cung cấp đơn vị cách ly tối thiểu cho lập lịch song song. Các VM này giao tiếp với nhau thông qua thông điệp bất đồng bộ (Asynchronous Messaging), thay vì gọi đồng bộ, cho phép nhiều VM thực thi độc lập, lưu trữ độc lập, tự nhiên song song.
State Dependency DAG: Cơ chế lập lịch dựa trên đồ thị phụ thuộc
MegaETH đã xây dựng một hệ thống lập lịch DAG dựa trên mối quan hệ truy cập trạng thái tài khoản, hệ thống duy trì một đồ thị phụ thuộc toàn cầu (Dependency Graph) trong thời gian thực, mỗi giao dịch sẽ mô hình hóa việc sửa đổi các tài khoản nào, đọc các tài khoản nào thành quan hệ phụ thuộc. Các giao dịch không xung đột có thể được thực thi song song trực tiếp, trong khi các giao dịch có mối quan hệ phụ thuộc sẽ được sắp xếp theo thứ tự topo để thực hiện tuần tự hoặc bị hoãn lại. Đồ thị phụ thuộc đảm bảo tính nhất quán trạng thái và ghi không lặp lại trong quá trình thực thi song song.
Thực thi bất đồng bộ và cơ chế callback
B
Tóm lại, MegaETH đã phá vỡ mô hình máy trạng thái đơn luồng EVM truyền thống, thực hiện đóng gói vi máy ảo theo đơn vị tài khoản, điều phối giao dịch thông qua đồ thị phụ thuộc trạng thái, và thay thế ngăn xếp gọi đồng bộ bằng cơ chế thông điệp bất đồng bộ. Đây là một nền tảng tính toán song song được thiết kế lại từ "cấu trúc tài khoản → kiến trúc điều phối → quy trình thực thi" ở mọi khía cạnh, cung cấp một tư duy mới mang tính mẫu mực cho việc xây dựng hệ thống chuỗi trên hiệu suất cao thế hệ tiếp theo.
MegaETH đã chọn con đường tái cấu trúc: hoàn toàn trừu tượng hóa tài khoản và hợp đồng thành VM độc lập, thông qua việc lập lịch thực thi bất đồng bộ để giải phóng tiềm năng song song cực đại. Về lý thuyết, giới hạn song song của MegaETH cao hơn, nhưng cũng khó kiểm soát độ phức tạp, giống như một hệ điều hành phân tán siêu cấp dưới triết lý của Ethereum.
Thiết kế của Monad và MegaETH có sự khác biệt lớn so với phân đoạn (Sharding): Phân đoạn chia blockchain thành nhiều chuỗi con độc lập (phân đoạn Shards), mỗi chuỗi con chịu trách nhiệm cho một phần giao dịch và trạng thái, phá vỡ hạn chế của chuỗi đơn trong việc mở rộng lớp mạng; trong khi Monad và MegaETH giữ nguyên tính toàn vẹn của chuỗi đơn, chỉ mở rộng theo chiều ngang ở lớp thực thi, tối ưu hóa thực thi song song cực hạn bên trong chuỗi đơn để vượt qua hiệu suất. Cả hai đại diện cho hai hướng trong con đường mở rộng blockchain: tăng cường theo chiều dọc và mở rộng theo chiều ngang.
Các dự án tính toán song song như Monad và MegaETH chủ yếu tập trung vào việc tối ưu hóa thông lượng, với mục tiêu cốt lõi là nâng cao TPS trong chuỗi, thông qua việc thực hiện trì hoãn (Deferred Execution) và kiến trúc vi máy ảo (Micro-VM) để đạt được xử lý song song ở cấp giao dịch hoặc cấp tài khoản. Pharos Network, với tư cách là một mạng lưới blockchain L1 mô-đun và toàn diện, có cơ chế tính toán song song cốt lõi được gọi là "Rollup Mesh". Kiến trúc này hỗ trợ môi trường đa máy ảo (EVM và Wasm) thông qua sự phối hợp giữa mạng chính và mạng xử lý đặc biệt (SPNs), và tích hợp các công nghệ tiên tiến như chứng minh không kiến thức (ZK) và môi trường thực thi tin cậy (TEE).
Phân tích cơ chế tính toán song song Rollup Mesh:
Ngoài ra, Pharos đã tái cấu trúc mô hình thực thi từ tầng lưu trữ bằng cách sử dụng các công nghệ như cây Merkle nhiều phiên bản, mã hóa chênh lệch (Delta Encoding), địa chỉ theo phiên bản (Versioned Addressing) và đẩy ADS (ADS Pushdown), giới thiệu động cơ lưu trữ hiệu suất cao Pharos Store với thông lượng cao và độ trễ thấp.