تطوير العقود الذكية هو المهارة الأساسية لمهندسي blockchain. عادةً ما يستخدم المطورون لغات عالية مثل Solidity لكتابة منطق العقود. ومع ذلك، لا يمكن لـ EVM تفسير كود Solidity مباشرة، ويجب تجميعه إلى تعليمات منخفضة المستوى قابلة للتنفيذ بواسطة الآلة الافتراضية ( opcode/bytecode ). على الرغم من وجود أدوات آلية تبسط هذه العملية، إلا أن فهم مبادئ التجميع الأساسية لا يزال يساعد في تحسين الأداء.
يمكن أن تحقق البرمجة باستخدام تعليمات التشغيل أعلى كفاءة وتقلل من استهلاك الغاز. بعض المشاريع عالية الأداء مثل بروتوكول منصة تداول NFTs المعروفة تعتمد بشكل كبير على التجميع المضمن لتحسين نفقات الغاز.
تتحمل EVM ك"طبقة تنفيذ" مسؤولية معالجة التعليمات الخاصة بالعقود الذكية التي تم تجميعها. لقد أصبح بايت كود المحدد بواسطة EVM معيارًا صناعيًا، ويدعم نشر العقود الذكية عبر السلاسل. على الرغم من اتباع نفس المعيار، قد توجد اختلافات ملحوظة في الأداء والخصائص بين تنفيذات EVM المختلفة. على سبيل المثال، يستخدم عميل إيثيريوم معين لغة Go لتنفيذ EVM، بينما يحافظ فريق آخر على إصدار C++. توفر هذه التنوع مساحة للتحسين والتخصيص.
تقنية EVM المتوازية
تاريخياً، كان تركيز مجتمع blockchain بشكل رئيسي على ابتكار خوارزميات الإجماع. ومع ذلك، تحتاج blockchain عالية الأداء إلى تحقيق突破 في كل من طبقة الإجماع والتنفيذ في نفس الوقت. غالباً ما تتطلب سلاسل EVM التي تقوم بتحسين الإجماع فقط أجهزة أقوى لتحسين الأداء. على سبيل المثال، تتطلب سلسلة عامة مشهورة تكوينات أعلى بعدة مرات من عقد Ethereum الكاملة تحت حد الغاز 2000 TPS.
ضرورة المعالجة المتوازية
تقوم أنظمة blockchain التقليدية بتنفيذ المعاملات بالتسلسل، مشابهة لوحدة المعالجة المركزية أحادية النواة. هذه الطريقة البسيطة صعبة في تلبية احتياجات المستخدمين على نطاق واسع. تتيح الآلات الافتراضية المتوازية معالجة العديد من المعاملات في وقت واحد، مما يزيد من القدرة على المعالجة بشكل كبير.
تواجه التنفيذ المتوازي تحديات مثل معالجة المعاملات المتزامنة التي تكتب إلى نفس العقد. هناك حاجة إلى تصميم آليات جديدة لحل النزاعات المحتملة. يمكن أن يؤدي المعالجة المتوازية الفعالة للعقود غير ذات الصلة إلى تحسين الأداء بشكل يتناسب مع عدد الخيوط المتوازية.
ابتكار EVM المتوازي
كمثال على مشروع معروف، تشمل الابتكارات الرئيسية فيه:
تنفيذ المعاملات المتوازية: تستخدم خوارزمية متوازية متفائلة، مما يسمح بمعالجة معاملات متعددة في نفس الوقت. يقوم النظام بتتبع مدخلات ومخرجات المعاملات، ويحدد ما إذا كان يجب تنفيذ المعاملة التالية بشكل متوازي بناءً على الترابط.
التنفيذ المتأخر: في مرحلة الإجماع، يتم تحديد ترتيب المعاملات فقط، بينما يتم تأجيل التنفيذ الفعلي إلى قناة مستقلة، مما يزيد من استغلال وقت الكتلة.
قاعدة بيانات الحالة المخصصة: من خلال تخزين شجرة ميركل مباشرة على SSD لتحسين الوصول إلى الحالة، وتقليل تضخيم القراءة، وتسريع تنفيذ العقود الذكية.
آلية توافق عالية الأداء: تحسين توافق HotStuff، دعم المئات من العقد العالمية للمزامنة، واستخدام التصويت المتسلسل لزيادة الكفاءة.
التحديات والاعتبارات
تواجه EVM المتوازية تحديين رئيسيين: القيمة الهندسية المستدامة للإيثريوم وتركز العقد. لم يتم فتح مرحلة التطوير بالكامل بعد لحماية حقوق الملكية الفكرية، لكن التفاصيل النهائية ستُعلن عند إطلاق الشبكة التجريبية والشبكة الرئيسية. يعتبر التطور السريع للنظام البيئي مفتاح الحفاظ على الميزة التنافسية.
تتركز العقدة في جميع سلاسل الكتل عالية الأداء، وهي تحدٍ مشترك يتطلب الموازنة بين اللامركزية والأمان والأداء. تساعد مؤشرات مثل "TPS لكل متطلب للأجهزة" في مقارنة كفاءة سلاسل الكتل المختلفة.
نمط EVM المتوازي
بالإضافة إلى المشاريع المذكورة، يشمل النظام البيئي EVM المتوازي العديد من حلول Layer 1 وLayer 2. تنقسم بشكل رئيسي إلى ثلاث فئات:
من خلال ترقية دعم التنفيذ المتوازي لشبكة Layer 1 المتوافقة مع EVM
Layer 1 المتوافق مع EVM الذي يدعم التنفيذ المتوازي بشكل أصلي
استخدام تقنية الطبقة الثانية غير EVM المتوازية
المشاريع التمثيلية
مشروع EVM متوازي رائد
يهدف هذا المشروع إلى تعزيز القابلية للتوسع من خلال تحسين تنفيذ EVM المتوازي وبنية الأنابيب، مع الوصول إلى 10,000 TPS. تم الانتهاء مؤخرًا من تمويل كبير، مع تقييم يبلغ 3 مليارات دولار. يأتي الفريق المؤسس من أفضل صانعي السوق، ولديه خبرة غنية في تطوير أنظمة التداول. تم إطلاق شبكة الاختبار الداخلية، وسيفتح الاختبار العام قريبًا.
شبكة EVM متوازية متخصصة في التداول
شبكة Layer 1 التي كانت تركز في البداية على التداول ، تم ترقيتها مؤخراً إلى EVM عالي الأداء ومتوازي ، مع زيادة TPS إلى 12,500. الشبكة التجريبية تدعم الآن نقل تطبيقات EVM بنقرة واحدة ، ومن المقرر إطلاق الشبكة الرئيسية هذا العام. كما تم إطلاق إطار عمل مفتوح المصدر لدعم Layer 2 باستخدام تقنية التوازي.
طبقة تنفيذ محسنة مزدوجة
من خلال بناء EVM++( و EVM+WASM) لتحسين أداء سلسلة الكتل EVM. الفريق الأساسي يأتي من مشروع سلسلة كتل مشهور. لقد تم إطلاق شبكة الاختبار العامة، وبدأ برنامج الحوافز البيئية.
حل متوافق مع EVM سولانا
EVM المتوازي القائم على شبكة Solana، يدعم مطوري Solidity لنشر تطبيقات DApp على Solana بنقرة واحدة. يتم تغليف معاملات فئة EVM كمعاملات تنفيذ Solana، بمعدل TPS يتجاوز 2000.
إدخال SVM إلى إيثيريوم
خطة Rollup Layer 2 المبنية على Solana Virtual Machine (SVM). يتم تسوية المعاملات على Ethereum ولكن باستخدام SVM لتنفيذها. تم الانتهاء مؤخرًا من تمويل كبير، وستكون الشبكة الرئيسية متاحة قريبًا للمطورين.
الطبقة الثانية من VM المعيارية
شبكة Layer 2 المعيارية المبنية على OP Stack. تدعم استخدام VM عالية الأداء كطبقة تنفيذ وEthereum أو Bitcoin كطبقة تسوية لتحقيق التنفيذ المتوازي.
خاتمة
تقدم الابتكارات في طبقات التنفيذ مثل EVM المتوازية اتجاهات مهمة لتحسين أداء blockchain وقابلية التوسع. ستدفع هذه التطورات النظام البيئي للبلوكشين إلى المزيد من التطور، مما يدعم مجموعة واسعة من سيناريوهات الاستخدام والمستخدمين.
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.
ابتكار تقنية EVM المتوازية: اتجاه جديد لتحسين أداء البلوكتشين
تحليل عميق لتقنية EVM المتوازية والبيئة
EVM مقابل الصلابة
تطوير العقود الذكية هو المهارة الأساسية لمهندسي blockchain. عادةً ما يستخدم المطورون لغات عالية مثل Solidity لكتابة منطق العقود. ومع ذلك، لا يمكن لـ EVM تفسير كود Solidity مباشرة، ويجب تجميعه إلى تعليمات منخفضة المستوى قابلة للتنفيذ بواسطة الآلة الافتراضية ( opcode/bytecode ). على الرغم من وجود أدوات آلية تبسط هذه العملية، إلا أن فهم مبادئ التجميع الأساسية لا يزال يساعد في تحسين الأداء.
يمكن أن تحقق البرمجة باستخدام تعليمات التشغيل أعلى كفاءة وتقلل من استهلاك الغاز. بعض المشاريع عالية الأداء مثل بروتوكول منصة تداول NFTs المعروفة تعتمد بشكل كبير على التجميع المضمن لتحسين نفقات الغاز.
! الغوص العميق في EVM الموازي ونظامه البيئي
معيار EVM والتنفيذ
تتحمل EVM ك"طبقة تنفيذ" مسؤولية معالجة التعليمات الخاصة بالعقود الذكية التي تم تجميعها. لقد أصبح بايت كود المحدد بواسطة EVM معيارًا صناعيًا، ويدعم نشر العقود الذكية عبر السلاسل. على الرغم من اتباع نفس المعيار، قد توجد اختلافات ملحوظة في الأداء والخصائص بين تنفيذات EVM المختلفة. على سبيل المثال، يستخدم عميل إيثيريوم معين لغة Go لتنفيذ EVM، بينما يحافظ فريق آخر على إصدار C++. توفر هذه التنوع مساحة للتحسين والتخصيص.
تقنية EVM المتوازية
تاريخياً، كان تركيز مجتمع blockchain بشكل رئيسي على ابتكار خوارزميات الإجماع. ومع ذلك، تحتاج blockchain عالية الأداء إلى تحقيق突破 في كل من طبقة الإجماع والتنفيذ في نفس الوقت. غالباً ما تتطلب سلاسل EVM التي تقوم بتحسين الإجماع فقط أجهزة أقوى لتحسين الأداء. على سبيل المثال، تتطلب سلسلة عامة مشهورة تكوينات أعلى بعدة مرات من عقد Ethereum الكاملة تحت حد الغاز 2000 TPS.
ضرورة المعالجة المتوازية
تقوم أنظمة blockchain التقليدية بتنفيذ المعاملات بالتسلسل، مشابهة لوحدة المعالجة المركزية أحادية النواة. هذه الطريقة البسيطة صعبة في تلبية احتياجات المستخدمين على نطاق واسع. تتيح الآلات الافتراضية المتوازية معالجة العديد من المعاملات في وقت واحد، مما يزيد من القدرة على المعالجة بشكل كبير.
تواجه التنفيذ المتوازي تحديات مثل معالجة المعاملات المتزامنة التي تكتب إلى نفس العقد. هناك حاجة إلى تصميم آليات جديدة لحل النزاعات المحتملة. يمكن أن يؤدي المعالجة المتوازية الفعالة للعقود غير ذات الصلة إلى تحسين الأداء بشكل يتناسب مع عدد الخيوط المتوازية.
ابتكار EVM المتوازي
كمثال على مشروع معروف، تشمل الابتكارات الرئيسية فيه:
تنفيذ المعاملات المتوازية: تستخدم خوارزمية متوازية متفائلة، مما يسمح بمعالجة معاملات متعددة في نفس الوقت. يقوم النظام بتتبع مدخلات ومخرجات المعاملات، ويحدد ما إذا كان يجب تنفيذ المعاملة التالية بشكل متوازي بناءً على الترابط.
التنفيذ المتأخر: في مرحلة الإجماع، يتم تحديد ترتيب المعاملات فقط، بينما يتم تأجيل التنفيذ الفعلي إلى قناة مستقلة، مما يزيد من استغلال وقت الكتلة.
قاعدة بيانات الحالة المخصصة: من خلال تخزين شجرة ميركل مباشرة على SSD لتحسين الوصول إلى الحالة، وتقليل تضخيم القراءة، وتسريع تنفيذ العقود الذكية.
آلية توافق عالية الأداء: تحسين توافق HotStuff، دعم المئات من العقد العالمية للمزامنة، واستخدام التصويت المتسلسل لزيادة الكفاءة.
التحديات والاعتبارات
تواجه EVM المتوازية تحديين رئيسيين: القيمة الهندسية المستدامة للإيثريوم وتركز العقد. لم يتم فتح مرحلة التطوير بالكامل بعد لحماية حقوق الملكية الفكرية، لكن التفاصيل النهائية ستُعلن عند إطلاق الشبكة التجريبية والشبكة الرئيسية. يعتبر التطور السريع للنظام البيئي مفتاح الحفاظ على الميزة التنافسية.
تتركز العقدة في جميع سلاسل الكتل عالية الأداء، وهي تحدٍ مشترك يتطلب الموازنة بين اللامركزية والأمان والأداء. تساعد مؤشرات مثل "TPS لكل متطلب للأجهزة" في مقارنة كفاءة سلاسل الكتل المختلفة.
نمط EVM المتوازي
بالإضافة إلى المشاريع المذكورة، يشمل النظام البيئي EVM المتوازي العديد من حلول Layer 1 وLayer 2. تنقسم بشكل رئيسي إلى ثلاث فئات:
المشاريع التمثيلية
مشروع EVM متوازي رائد
يهدف هذا المشروع إلى تعزيز القابلية للتوسع من خلال تحسين تنفيذ EVM المتوازي وبنية الأنابيب، مع الوصول إلى 10,000 TPS. تم الانتهاء مؤخرًا من تمويل كبير، مع تقييم يبلغ 3 مليارات دولار. يأتي الفريق المؤسس من أفضل صانعي السوق، ولديه خبرة غنية في تطوير أنظمة التداول. تم إطلاق شبكة الاختبار الداخلية، وسيفتح الاختبار العام قريبًا.
شبكة EVM متوازية متخصصة في التداول
شبكة Layer 1 التي كانت تركز في البداية على التداول ، تم ترقيتها مؤخراً إلى EVM عالي الأداء ومتوازي ، مع زيادة TPS إلى 12,500. الشبكة التجريبية تدعم الآن نقل تطبيقات EVM بنقرة واحدة ، ومن المقرر إطلاق الشبكة الرئيسية هذا العام. كما تم إطلاق إطار عمل مفتوح المصدر لدعم Layer 2 باستخدام تقنية التوازي.
طبقة تنفيذ محسنة مزدوجة
من خلال بناء EVM++( و EVM+WASM) لتحسين أداء سلسلة الكتل EVM. الفريق الأساسي يأتي من مشروع سلسلة كتل مشهور. لقد تم إطلاق شبكة الاختبار العامة، وبدأ برنامج الحوافز البيئية.
حل متوافق مع EVM سولانا
EVM المتوازي القائم على شبكة Solana، يدعم مطوري Solidity لنشر تطبيقات DApp على Solana بنقرة واحدة. يتم تغليف معاملات فئة EVM كمعاملات تنفيذ Solana، بمعدل TPS يتجاوز 2000.
إدخال SVM إلى إيثيريوم
خطة Rollup Layer 2 المبنية على Solana Virtual Machine (SVM). يتم تسوية المعاملات على Ethereum ولكن باستخدام SVM لتنفيذها. تم الانتهاء مؤخرًا من تمويل كبير، وستكون الشبكة الرئيسية متاحة قريبًا للمطورين.
الطبقة الثانية من VM المعيارية
شبكة Layer 2 المعيارية المبنية على OP Stack. تدعم استخدام VM عالية الأداء كطبقة تنفيذ وEthereum أو Bitcoin كطبقة تسوية لتحقيق التنفيذ المتوازي.
خاتمة
تقدم الابتكارات في طبقات التنفيذ مثل EVM المتوازية اتجاهات مهمة لتحسين أداء blockchain وقابلية التوسع. ستدفع هذه التطورات النظام البيئي للبلوكشين إلى المزيد من التطور، مما يدعم مجموعة واسعة من سيناريوهات الاستخدام والمستخدمين.