Parallel EVM เป็นภาษาเขียนสมาร์ตคอนแทรกต์ใหม่หรือไม่?

ไม่ใช่ เป้าหมายโดยทั่วไปคือการประมวลผลไบต์โค้ด EVM ที่มีอยู่และรองรับเครื่องมือ Solidity พร้อมกับเปลี่ยนวิธีที่ซอฟต์แวร์โหนดจัดตารางและตรวจสอบธุรกรรมภายในข้ามคอร์ของโปรเซสเซอร์

ธุรกรรมสองรายการที่แตะสัญญาเดียวกันสามารถทำงานแบบขนานได้หรือไม่?

เป็นไปได้ หากธุรกรรมเหล่านั้นเข้าถึงพื้นที่จัดเก็บต่างกัน และเอนจินสามารถพิสูจน์หรือตรวจสอบความเป็นอิสระได้ การใช้แอดเดรสสัญญาร่วมกันเพียงอย่างเดียวไม่ได้สร้างความขัดแย้งเสมอ แต่การใช้คีย์สถานะร่วมกันมักสร้างความขัดแย้ง

เกิดอะไรขึ้นเมื่อธุรกรรมแบบขนานขัดแย้งกัน?

เอนจินจะตรวจจับความสัมพันธ์เชิงพึ่งพาที่ไม่ถูกต้อง ทิ้งหรือเลื่อนผลลัพธ์ชั่วคราวที่ได้รับผลกระทบออกไป และประมวลผลใหม่กับสถานะก่อนหน้าที่ถูกต้อง บางระบบจะเปลี่ยนไปใช้การประมวลผลแบบเรียงลำดับเมื่อเกิดความขัดแย้งสูง

ความเข้ากันได้กับ Parallel EVM รับประกันความปลอดภัยระดับ Ethereum หรือไม่?

ไม่ ความเข้ากันได้เกี่ยวข้องกับพฤติกรรมการประมวลผล ฉันทามติ การกระจายตัวของวาลิเดเตอร์ การจัดเก็บสถานะ บริดจ์ ธรรมาภิบาล สิทธิ์ในการอัปเกรด ความเป็นที่สุดของธุรกรรม และการมีข้อมูลพร้อมใช้ ต่างเป็นตัวกำหนดความปลอดภัยในส่วนอื่นๆ ของเครือข่าย

Parallel EVM คืออะไร และการประมวลผลแบบขนานทำงานอย่างไร?

Parallel EVM คือ Ethereum Virtual Machine หรือเอนจินประมวลผลที่เข้ากันได้กับ EVM ซึ่งประมวลผลธุรกรรมที่เป็นอิสระต่อกันแบบพร้อมกันบนหลายคอร์ CPU ธุรกรรมยังคงมีลำดับแบบดีเทอร์มินิสติกและต้องให้สถานะสุดท้ายเหมือนกับการประมวลผล EVM แบบเรียงลำดับที่ถูกต้อง การทำขนานเปลี่ยนวิธีที่โหนดคำนวณผลลัพธ์ภายใน ไม่ใช่ความหมายของสัญญา Solidity หรือสถานะบัญชีแยกประเภทที่เรียงลำดับซึ่งผู้ใช้มองเห็น

การออกแบบนี้มุ่งเป้าไปที่คอขวดด้านการประมวลผลที่พบในการประมวลผลแบบเธรดเดี่ยวทั่วไป เมื่อธุรกรรมแตะบัญชีหรือสล็อตพื้นที่จัดเก็บที่ไม่เกี่ยวข้องกัน โหนดสามารถทำงานกับธุรกรรมเหล่านั้นได้ในเวลาเดียวกัน เมื่อธุรกรรมขัดแย้งกัน เอนจินต้องตรวจจับความสัมพันธ์เชิงพึ่งพา ทิ้งหรือเลื่อนผลลัพธ์จากการคาดการณ์ที่ไม่ถูกต้องออกไป และประมวลผลธุรกรรมที่ได้รับผลกระทบกับสถานะก่อนหน้าที่ถูกต้อง ดังนั้นประสิทธิภาพจึงขึ้นอยู่กับความขัดแย้งของภาระงานและการออกแบบพื้นที่จัดเก็บเป็นอย่างมาก

Parallel EVM คืออะไร?

Parallel EVM คือสภาพแวดล้อมการประมวลผลที่เข้ากันได้กับ Ethereum ซึ่งสามารถประมวลผลธุรกรรมอิสระหลายรายการได้ในเวลาเดียวกัน แทนที่จะประมวลผลทุกธุรกรรมเรียงต่อกันอย่างเคร่งครัด โดยมีเป้าหมายเพื่อรักษา สมาร์ตคอนแทรกต์, แอดเดรส รูปแบบธุรกรรม และเครื่องมือสำหรับนักพัฒนาของ EVM ที่คุ้นเคยไว้ พร้อมทั้งเพิ่มปริมาณงานของธุรกรรม

การนำ Parallel EVM ไปใช้สามารถใช้วิธีที่แตกต่างกันในการระบุว่าธุรกรรมใดสามารถทำงานร่วมกันได้อย่างปลอดภัย บางระบบตรวจจับความขัดแย้งระหว่างการประมวลผล ส่วนบางระบบวิเคราะห์ว่าธุรกรรมแต่ละรายการจะเข้าถึงส่วนใดของสถานะบล็อกเชนก่อนจัดตารางการทำงาน ดังนั้น Parallel EVM จึงอธิบายแนวทางในการประมวลผล มากกว่าที่จะเป็นมาตรฐานสากลเพียงหนึ่งเดียว และเครือข่ายต่างๆ ยังคงแตกต่างกันได้ในด้านฉันทามติ ค่าธรรมเนียม ความเป็นที่สุดของธุรกรรม ข้อกำหนดด้านฮาร์ดแวร์ และความเข้ากันได้กับ Ethereum

Parallel EVM ทำงานอย่างไร?

Parallel EVM ทำงานโดยมอบหมายธุรกรรมจากบล็อกที่เรียงลำดับแล้วให้กับ worker หลายตัว และติดตามสถานะที่ธุรกรรมแต่ละรายการอ่านและเขียน ด้วยการประมวลผลแบบออปทิมิสติก ในตอนแรก worker จะถือว่าธุรกรรมสามารถทำงานร่วมกันได้ ผลลัพธ์ของธุรกรรมเหล่านั้นยังเป็นเพียงชั่วคราวจนกว่าเอนจินจะตรวจสอบว่าธุรกรรมที่มาก่อนไม่ได้เปลี่ยนแปลงอินพุตที่ธุรกรรมที่มาทีหลังใช้อยู่ ผลลัพธ์ที่ไม่ขัดแย้งกันสามารถยืนยันบันทึกได้ตามลำดับเดิมของบล็อก

หากธุรกรรมที่มาทีหลังอ่านข้อมูลที่ล้าสมัยหรือเขียนขัดแย้งกัน ผลลัพธ์ชั่วคราวของธุรกรรมนั้นจะถูกปฏิเสธ และธุรกรรมจะถูกประมวลผลใหม่หลังจากสถานะก่อนหน้าที่จำเป็นพร้อมใช้งาน เอนจินบางตัวสามารถนำลายเซ็น ไบต์โค้ดที่ถอดรหัสแล้ว สถานะที่แคชไว้ หรืองานอื่นๆ กลับมาใช้ซ้ำระหว่างการประมวลผลใหม่ กลไกสำรองแบบเรียงลำดับช่วยรักษาความคืบหน้าภายใต้ความขัดแย้งที่หนัก วาลิเดเตอร์ทุกตัวต้องใช้กฎการตรวจจับความขัดแย้งและการยืนยันบันทึกแบบดีเทอร์มินิสติก เพื่อให้การจัดตารางแบบขนานไม่สามารถสร้าง state root ที่แตกต่างกันได้

ประโยชน์หลักและการใช้งานของ Parallel EVM มีอะไรบ้าง?

การออกแบบ Parallel EVM ได้ผลดีที่สุดเมื่อบล็อกมีธุรกรรมจำนวนมากที่ทำงานบนสถานะแยกจากกัน โดยมุ่งเพิ่มความสามารถในการประมวลผลของโหนดโดยไม่บังคับให้นักพัฒนา Solidity และผู้ใช้ต้องเข้าสู่สภาพแวดล้อมที่ไม่คุ้นเคย

1. หลายคอร์สามารถประมวลผลงานที่เป็นอิสระต่อกันได้ การโอนและการเรียกใช้สัญญาที่แตะบัญชีหรือสล็อตพื้นที่จัดเก็บต่างกันสามารถทำงานพร้อมกันได้ ใช้ฮาร์ดแวร์ของวาลิเดเตอร์สมัยใหม่ได้เต็มที่กว่าเธรดการประมวลผลเดียว

2. แอปพลิเคชัน EVM ยังคงใช้เครื่องมือที่คุ้นเคยได้ เครือข่ายที่เข้ากันได้สามารถรองรับสัญญา Solidity กระเป๋าเงินแบบ Ethereum อินเทอร์เฟซ JSON-RPC และเฟรมเวิร์กสำหรับการพัฒนา พร้อมกับเปลี่ยนวิธีประมวลผลภายใต้ชั้นแอปพลิเคชัน

3. แอปพลิเคชันที่มีปริมาณการใช้งานสูงได้พื้นที่ประมวลผลเพิ่มขึ้น ระบบชำระเงิน เกม ตลาดซื้อขาย และแอปพลิเคชันโซเชียลที่มีสถานะกระจายตัว อาจประมวลผลบล็อกที่ใหญ่ขึ้นได้เมื่อธุรกรรมของระบบเหล่านั้นสร้างความขัดแย้งจากสถานะที่ใช้ร่วมกันค่อนข้างน้อย

4. การปรับแต่งสามารถโปร่งใสต่อสัญญาได้ เอนจินแบบออปทิมิสติกอย่าง Monad ยืนยันบันทึกผลลัพธ์เสมือนว่าธุรกรรมทำงานแบบเรียงลำดับ นักพัฒนาจึงไม่จำเป็นต้องแยกสัญญาทั่วไปด้วยตนเองเพียงเพื่อเปิดใช้งานการทำงานแบบขนาน

ตัวอย่างเอนจินประมวลผลแบบขนานมีอะไรบ้าง?

โครงการต่างๆ ใช้การประมวลผลแบบขนานกับเครื่องเสมือนและโมเดลสถานะที่แตกต่างกัน ระบบที่ไม่ใช่ EVM ยังคงเป็นข้อมูลอ้างอิงที่มีประโยชน์ เพราะเทคนิคคอนเคอร์เรนซีแบบออปทิมิสติกหลายอย่างได้รับการพัฒนาหรือนำไปใช้ในระบบนอก EVM ก่อน

Monad และ Parallel EVM แบบออปทิมิสติก Monad ประมวลผลธุรกรรมที่เข้ากันได้กับ Ethereum แบบพร้อมกัน ติดตามอินพุตของธุรกรรมเหล่านั้น และประมวลผลธุรกรรมซ้ำเมื่อผลลัพธ์ที่ยืนยันบันทึกไว้ก่อนหน้าเปลี่ยนแปลงข้อมูลที่ธุรกรรมนั้นใช้
Sei และเอนจินการทำขนาน Sei ใช้การควบคุมคอนเคอร์เรนซีแบบออปทิมิสติก ชุดการเข้าถึงที่ประเมินไว้ การประมวลผลแบบอิง worker การตรวจจับความขัดแย้ง การประมวลผลซ้ำแบบดีเทอร์มินิสติก และกลไกสำรองแบบเรียงลำดับ ในสภาพแวดล้อม EVM ของตน
Aptos Block-STM Block-STM เป็นเอนจินประมวลผลแบบขนานที่อิงกับหน่วยความจำทรานแซกชันนัลของซอฟต์แวร์และสถานะหลายเวอร์ชัน แสดงให้เห็นการประมวลผลแบบออปทิมิสติกที่โปร่งใสสำหรับธุรกรรม บล็อกเชนที่เรียงลำดับแล้ว
Solana Sealevel Solana ไม่ใช่ EVM แต่รันไทม์ของ Solana แสดงโมเดลที่แตกต่างออกไป ซึ่งธุรกรรมประกาศการเข้าถึงบัญชี เพื่อให้งานที่ไม่ขัดแย้งกันสามารถจัดตารางให้ทำงานแบบขนานได้

ข้อจำกัดและความเสี่ยงของ Parallel EVM มีอะไรบ้าง?

การประมวลผลแบบขนานไม่สามารถขจัดความสัมพันธ์เชิงพึ่งพาที่มีอยู่ในสถานะของแอปพลิเคชันได้ อีกทั้งยังเพิ่มความซับซ้อนด้านการจัดตาราง การตรวจสอบ การแคช ฐานข้อมูล และการประมวลผลซ้ำ ซึ่งต้องนำไปใช้อย่างสม่ำเสมอในทุกโหนด

1. สถานะที่ถูกแย่งใช้ลดผลตอบแทนด้านความเร็ว ธุรกรรมที่ปฏิสัมพันธ์กับพูลสภาพคล่องเดียวกัน ตัวนับส่วนกลาง ค่าออราเคิล หรือสล็อตสัญญายอดนิยมเดียวกันอาจขัดแย้งกันและต้องจัดลำดับหรือประมวลผลซ้ำ

2. การคาดการณ์ล่วงหน้าอาจทำให้สิ้นเปลืองการประมวลผล worker แบบออปทิมิสติกอาจประมวลผลธุรกรรมจนเสร็จโดยใช้อินพุตที่ล้าสมัย แล้วต้องทิ้งผลลัพธ์นั้นไป ทำให้งานของ CPU และหน่วยความจำเพิ่มขึ้นเมื่ออัตราความขัดแย้งสูง

3. ความซับซ้อนในการนำไปใช้ขยายขอบเขตที่บั๊กเกิดขึ้นได้ ตัวจัดตาราง พื้นที่จัดเก็บหลายเวอร์ชัน การตรวจจับความขัดแย้ง การแคช และตรรกะการยืนยันบันทึก ต้องจำลองความหมายของ EVM อย่างแม่นยำทั้งในการ revert การคำนวณแก๊ส การเรียกใช้ และกรณีขอบต่างๆ

4. การทดสอบมาตรฐานอาจไม่สะท้อนภาระงานจริง ปริมาณงานที่พาดหัวข่าวจากธุรกรรมโอนที่เป็นอิสระอาจกล่าวอ้างประสิทธิภาพเกินจริงสำหรับแอปพลิเคชันที่ผู้ใช้จำนวนมากแข่งขันกันแก้ไขตำแหน่งพื้นที่จัดเก็บที่ใช้ร่วมกันเพียงไม่กี่แห่ง

5. ความจุที่สูงขึ้นอาจเพิ่มข้อกำหนดของโหนด เครือข่ายต้องสร้างสมดุลระหว่าง CPU หน่วยความจำ แบนด์วิดท์ของพื้นที่จัดเก็บ การออกแบบฐานข้อมูล และการเติบโตของสถานะ เพื่อให้เป้าหมายด้านประสิทธิภาพไม่ทำให้การตรวจสอบด้วยตนเองเป็นไปไม่ได้ในทางปฏิบัติ

Parallel EVM เปลี่ยนผลลัพธ์ของสมาร์ตคอนแทรกต์หรือไม่?

Parallel EVM ที่นำไปใช้อย่างถูกต้องจะไม่เปลี่ยนผลลัพธ์สุดท้ายที่กำหนดโดยลำดับธุรกรรมของเครือข่าย งานแบบขนานเป็นเพียงชั่วคราว และเอนจินจะยืนยันบันทึกหรือประมวลผลธุรกรรมซ้ำ เพื่อให้สถานะสุดท้ายตรงกับความหมายแบบเรียงลำดับที่กำหนดไว้ ผู้ใช้อาจได้ความจุที่สูงขึ้นหรือความแออัดที่ลดลง แต่สัญญาควรยังคงเห็นผลลัพธ์ที่เรียงลำดับเหมือนเดิม หลักประกันนี้ทำให้การจัดการความขัดแย้งแบบดีเทอร์มินิสติกสำคัญกว่าการเพียงแค่รันหลายเธรด