Artela技术分析:为何“并行EVM”与以太坊EVM生态的存在有关?

EVM 以太 以太坊 技术 2024-04-24 68

摘要:在此背景下,EVM基因的链要想正面Battle高性能layer1公链的冲击,就势必得补足“并行”能力先天不足的问题。3)以Polygon、BSC等为代表的等效型Alt-layer1链,它们一定程度上实现了EVM的并行处理能力,但只是进行了算法层的优化,并没有进行深层次的共识层和存储层的优化,因此这类并行能力更多可视为一个特定的Feature,而并没有彻底解决EVM的并行问题。...

原文:@tmel02111

原文来源:X

注:原文来自@tmel0211发布长推。

近日,Paradigm专注于Monad一轮2.25亿美元的高额融资,引起了市场对“并行EVM”的强烈关注。那么,“并行EVM”解决了哪些问题呢?开发并行EVM的瓶颈和关键是什么? 在我看来,“并行EVM”是EVM链迎接高性能layer1链的最后一个博客,关系到以太坊EVM生态的存在对决。Why?接下来,我们来谈谈我的理解:

由于以太坊EVM虚拟机只能“串行”交易,因此EVM虚拟机只能“串行”交易- Compatible layer1链和EVM兼容layer2链也受到相应性能的限制,因为每个人基本上都是基于相同的框架处理状态和交易finality。

然而,就像Solana一样,、Sui、主要推动高性能的layer1,如Aptos,具有可并行的优势。在这种情况下,EVM基因链要想对Battle高性能layer1公链产生影响,就必须弥补“并行”能力先天不足的问题。怎么做?涉及到技术原理和细节,我将与EVM新锐链并行使用@Artela以_Network为例进行说明:

1)用Monad、Artela、以SEI等为代表的强化EVM layer1链,它们将在高度适应EVM的基础上,大大提高TPS,并在拟EVM环境下赋予交易并行能力。这种单独的并行EVM layer1链具有独立的共识机制和技术特点,但仍将以适应和拓展EVM生态为目标,相当于以“换血系统”的方式重建EVM链,服务EVM生态;

2) Eclipse、MegaETH等为代表的扩容型layer2 EVM适配链,他们利用layer2链的单独共识和交易“预处理”能力,可以在大批量交易被Batch到达主网之前筛选和处理交易状态,并可以选择其他随机链的执行层来最终确定交易状态。相当于将EVM抽象成一个插入式执行模块,可以根据需要选择最佳的“执行层”,从而实现并行能力;然而,该方案可以服务于EVM,但超出了EVM框架的范围;

3)以Polygon、BSC等代表等效型 Alt-layer1链,它们在一定程度上完成了EVM的并行处理能力,但它们只优化了算法层,没有进行深层次的共识层和存储层优化。因此,这种并行能力可以看作是一种特定的自由,但并没有完全解决EVM的并行问题。

4)使用Aptos、Sui、以Fuel为代表的差异型Non-EVM并行链,在某种程度上,它们不是EVM链,而是在其固有的高并发执行能力中,然后通过某种中间件或编码分析来适应EVM环境。我们认为Starknet作为以太坊layer2是这样的,因为Starknet具有Cario语言和账户抽象的并行能力,但它需要一个特殊的管道来适应EVM。几乎所有这些Non-EVM链的并行能力对接EVM链都存在这个问题。

以上四个方案各有侧重点,如:layer2具有并行能力,注重模块化组合“执行层”链的灵活性;而EVMMR2则注重模块化组合的灵活性;- Compatible链突出了特定功能的定制特点;至于其他非EVM链的EVM适应特性,以太坊的流动性更多;只有一个强化的EVM才能完全巩固EVM生态,并从底层改变并行能力 layer1跑道。

然后,做加强型并行EVM layer1公链的关键是什么?如何重构EVM链,服务EVM生态?有两个关键点:

1、浏览state I/O硬盘读取和输出信息的能力,由于阅读和写入数据需要时间,仅仅对交易进行排序和调度并不能从根本上提高并行计算能力,还需要引入缓存、数据切片甚至分布式存储技术,从根本状态存储和读取过程中平衡读取速度和状态矛盾的概率;

2)具有高效的网络通信、数据同步、算法优化、虚拟机加强、运算IO任务分离等共识机制层的各种部件升级等,需要从底层组件结构、合作过程等方面全面优化和完善全身,最终提高响应速度快、计算消耗可控、准确率高的并行交易能力;

具体到并行EVM layer1链项目本身,应该做哪些技术创新和框架改进来实现“并行EVM”?

为了从底层架构层完全实现资源协调和优化的“并行EVM”能力,Artela引入了弹性计算(Elastic Computing)和弹性块空间(Elastic Block Space),如何理解?弹性计算,网络可以根据需求和负荷动态分配和调整计算资源;弹性块空间可以根据网络中的交易数量和数据大小动态管理块大小;整个弹性设计工作原理就像商场自动感应客流的自动扶梯,很Make Sense;

前文说了,State I/O硬盘读取性能对并行EVM至关重要,Polygon、BSC等EVM-Compatible链通过算法实现的“平行”能力也可以提高2-4倍的效率,但它只是算法层的优化,其共识层和存储层并没有得到深入改进。真正的深度改进会是什么?

在这方面,Artela参考了数据库系统方案,提高了状态读写能力,其中写入状态写入了前日志(WAL)技术,当状态变化需要写入时,将变化记录写入日志并提交内存,可以认为“写入”操作已经完成,实际上完成了操作异步,避免了在状态变化时立即写入硬盘,因此减少了磁盘的I/O操作。状态读取本质上是一种异步操作,通过预加载策略提高读取效率,根据合约历史执行记录预测下一个特定的合约调用状态,并提前加载到内存中,从而提高硬盘I/O请求效率。

总之,这是一种通过存储空间改变执行时间的算法,从根本上提高了EVM虚拟机的并行计算能力,从根本上改善了状态矛盾。

此外,通过引入Aspect模块化编程能力,Artela可以更好地管理复杂性,提高开发效率:通过引入WASM编码分析,增强编程灵活性;同时,它还有底层API访问限制,完成了执行层的安全隔离。这使得开发人员能够在Artela环境中有效地开发、调整和部署智能合约,从而激活开发人员的定制扩展能力。特别是,开发人员还将被鼓励在智能合约代码层上并行设计代码,毕竟,为了降低状态矛盾的概率,每个智能合约的调用逻辑和算法尤为关键。

以上

不难看出,“并行EVM”的概念本质上是在优化交易状态的过程中, @monad_xyz声称每秒可达到1万笔交易,其技术核心无非是在专用数据库、开发者好感度、延迟执行共识、超标流水线技术等方面达成大规模交易并行计算。这与Artela的弹性计算和I/O异步操作的实质逻辑没有太大区别。

但我更想表达的是,这种高性能并行EVM链实际上是整合web2产品和技术实力的结果。它确实利用web2来改善应用市场下“技术处理”的本质,不时地提高流量和高负荷。

假如放眼一个Mass 在Adoption遥远的未来,“并行EVM”确实是EVM生态下一步面向web2更广阔市场的基础infra,能够受到金融市场的影响是合理的。

Note:我希望它能带来Mass。 layer2是Adoption,但现在似乎只能跳到一个更技术硬核的“并行EVM”跑道上继续卷infra。如果您想快速查看更多行业分析,请在Profile页面订阅我的个人Substack栏目。谢谢你。

相关推荐