خارطة شاملة لمجال الحوسبة المتوازية Web3: ما هو أفضل حل للتوسع الأصلي؟
تظهر "مثلث Blockchain" ( "الأمان" و"اللامركزية" و"القابلية للتوسع" التوازنات الأساسية في تصميم أنظمة blockchain، مما يعني أنه من الصعب على مشاريع blockchain تحقيق "أمان مطلق، مشاركة شاملة، معالجة سريعة" في الوقت نفسه. فيما يتعلق بموضوع "القابلية للتوسع"، تقسم حلول توسيع blockchain الرائجة في السوق حاليا حسب الأنماط، بما في ذلك:
تنفيذ التوسع المحسن: تعزيز القدرة التنفيذية في المكان، مثل التوازي، GPU، متعدد النواة
توسيع العزل في الحالة: تقسيم أفقي للحالة / شارد، مثل الشظايا، UTXO، والشبكات الفرعية المتعددة
توسيع نوع التعاقد الخارجي: نقل التنفيذ إلى خارج السلسلة، مثل Rollup، Coprocessor، DA
توسيع هيكلية مفككة: هيكلية معيارية، تعمل بشكل متعاون، مثل سلسلة الوحدات، مرتبة مشتركة، شبكة رول أب
التوسع المتزامن غير المتزامن: نموذج الممثل، عزل العمليات، مدفوع بواسطة الرسائل، مثل الوكلاء، سلسلة غير متزامنة متعددة الخيوط
تشمل حلول توسيع البلوكشين: الحساب المتوازي داخل السلسلة، Rollup، تقسيم البيانات، وحدات DA، الهيكلية المعيارية، نظام Actor، ضغط إثبات zk، الهيكل عديم الحالة، وغيرها، مما يغطي مستويات متعددة من التنفيذ، الحالة، البيانات، والهيكل. إنها نظام توسيع كامل "تعاون متعدد الطبقات، وتجميع وحدات". تركز هذه المقالة بشكل أساسي على طريقة التوسع القائمة على الحساب المتوازي.
الحوسبة المتوازية داخل السلسلة ) intra-chain parallelism (، تركز على التنفيذ المتوازي للمعاملات / التعليمات داخل الكتلة. وفقًا لآلية التوازي، يمكن تصنيف أساليب التوسع إلى خمس فئات، تمثل كل فئة طموحات أداء مختلفة، ونماذج تطوير وفلسفات معمارية، حيث تتناقص حجم التوازي تدريجيًا، وزيادة شدة التوازي، وزيادة تعقيد الجدولة، وزيادة تعقيد البرمجة وصعوبة التنفيذ.
مستوى الحساب ): يمثل مشروع سولانا
مستوى الكائن ( Object-level ): يمثل مشروع Sui
المعاملات المتزامنة على مستوى (Transaction-level): تمثل المشروع Monad, Aptos
استدعاء المستوى/الميكرو VM بالتوازي ( استدعاء المستوى / MicroVM ): يمثل المشروع MegaETH
التوازي على مستوى التعليمات ( Instruction-level ): يمثل مشروع GatlingX
نموذج التزامن غير المتزامن خارج السلسلة، الذي تمثله أنظمة الذكاء الاصطناعي Actor (Agent / Actor Model)، ينتمي إلى نمط حساب متوازي آخر، كنظام رسائل عبر السلاسل/غير المتزامن ( نموذج غير متزامن بلوك )، حيث يعمل كل Agent ك"عملية ذكاء اصطناعي" مستقلة، بطريقة غير متزامنة عبر الرسائل، مدفوعة بالأحداث، دون الحاجة إلى جدولة متزامنة، تشمل المشاريع الممثلة AO و ICP و Cartesi وغيرها.
إن حلول التوسع المعروفة لدينا مثل Rollup أو تقسيم الشريحة، تنتمي إلى آليات التزامن على مستوى النظام، وليست على مستوى الحساب المتوازي داخل السلسلة. إنها تحقق التوسع من خلال "تشغيل عدة سلاسل/مجالات تنفيذ بشكل متوازي"، وليس من خلال زيادة درجة التوازي داخل كتلة واحدة/آلة افتراضية. هذه الحلول التوسعية ليست محور النقاش في هذه المقالة، لكننا لا نزال سنستخدمها لمقارنة الاختلافات في مفاهيم الهندسة.
٢. سلسلة تعزيز التوازي EVM: اختراق حدود الأداء في التوافق
لقد مرت بنية المعالجة المتسلسلة في إيثريوم حتى الآن بعدة محاولات للتوسع تشمل تقسيم البيانات، ومجموعات Rollup، والهندسة المعمارية المودولية، ولكن لا تزال هناك عقبة في سعة طبقة التنفيذ لم يتم تجاوزها بشكل جذري. ومع ذلك، لا يزال EVM و Solidity هما المنصتان الأكثر تأثيرًا في مجال العقود الذكية من حيث قاعدة المطورين والإمكانات البيئية. لذلك، فإن سلسلة EVM المعززة بالتوازي كمسار رئيسي يجمع بين التوافق البيئي وتحسين أداء التنفيذ، أصبحت الآن اتجاهًا مهمًا في عملية التوسع الجديدة. يعد كل من Monad و MegaETH من المشاريع الأكثر تمثيلًا في هذا الاتجاه، حيث يقومان ببناء بنية معالجة EVM بالتوازي تستهدف مشاهد ذات تقارب عالٍ وسعة مرتفعة من خلال التركيز على تنفيذ التأخير وتفكيك الحالة.
( تحليل آلية الحساب المتوازي لـ Monad
Monad هو سلسلة بلوكشين Layer1 عالية الأداء مصممة من جديد لآلة Ethereum الافتراضية )EVM###، تعتمد على مفهوم المعالجة المتوازية الأساسية (Pipelining)، حيث يتم تنفيذ الاتفاق بشكل غير متزامن (Asynchronous Execution)، وفي طبقة التنفيذ يتم تنفيذ التنفيذ المتزامن المتفائل (Optimistic Parallel Execution). بالإضافة إلى ذلك، في طبقات الاتفاق والتخزين، قامت Monad بإدخال بروتوكول BFT عالي الأداء (MonadBFT) ونظام قاعدة بيانات مخصص (MonadDB)، لتحقيق تحسين شامل.
خط الأنابيب: آلية التنفيذ المتوازي عبر مراحل متعددة
Pipelining هو الفكرة الأساسية لتنفيذ مونايد بشكل متوازي، حيث أن الفكرة الرئيسية هي تقسيم عملية تنفيذ البلوكشين إلى مراحل مستقلة متعددة ومعالجة هذه المراحل بشكل متوازي، مما يشكل هيكل خط أنابيب ثلاثي الأبعاد، حيث تعمل كل مرحلة على خيوط أو نوى مستقلة، مما يحقق معالجة متزامنة عبر الكتل، وفي النهاية يصل إلى تحسين السعة وتقليل التأخير. تشمل هذه المراحل: اقتراح المعاملات (Propose) تحقيق الإجماع (Consensus) تنفيذ المعاملات (Execution) وتقديم الكتل (Commit).
التنفيذ غير المتزامن: التوافق - تنفيذ فصل غير متزامن
في السلاسل التقليدية، فإن التوافق والتنفيذ في المعاملات عادة ما يكونان عملية متزامنة، وهذا النموذج التسلسلي يحد بشدة من أداء التوسع. حققت Monad "تنفيذ غير متزامن" مما يجعل طبقة التوافق غير متزامنة وطبقة التنفيذ غير متزامنة والتخزين غير متزامن. مما يقلل بشكل كبير من وقت الكتلة ( وقت الكتلة ) وزمن التأكيد، مما يجعل النظام أكثر مرونة، وعملية المعالجة أكثر تفصيلاً، وكفاءة استخدام الموارد أعلى.
التصميم الأساسي:
عملية الإجماع ( طبقة الإجماع ) مسؤولة فقط عن ترتيب المعاملات، ولا تنفذ منطق العقود.
عملية التنفيذ ( طبقة التنفيذ ) يتم تفعيلها بشكل غير متزامن بعد اكتمال الإجماع.
بعد الانتهاء من الإجماع، تدخل مباشرة في عملية إجماع الكتلة التالية دون انتظار اكتمال التنفيذ.
تنفيذ متوازي متفائل:执行 متوازي متفائل
تستخدم الإيثيريوم التقليدية نموذجًا صارمًا للتنفيذ التسلسلي للمعاملات لتجنب تعارض الحالة. بينما تعتمد Monad على استراتيجية "التنفيذ المتوازي المتفائل"، مما يزيد بشكل كبير من معدل معالجة المعاملات.
آلية التنفيذ:
Monad ستقوم بتنفيذ جميع المعاملات بالتوازي بتفاؤل، على افتراض أن معظم المعاملات لا تعاني من تعارضات حالة.
تشغيل "كاشف تعارض (Conflict Detector)" في نفس الوقت لمراقبة ما إذا كانت المعاملات قد وصلت إلى نفس الحالة ( مثل تعارضات القراءة/الكتابة ).
إذا تم اكتشاف تعارض، فسيتم تسلسل إعادة تنفيذ المعاملات المتعارضة لضمان صحة الحالة.
اختارت Monad مسار التوافق: تقليل تغييرات قواعد EVM قدر الإمكان، من خلال تأجيل كتابة الحالة واكتشاف التعارضات ديناميكيًا أثناء التنفيذ لتحقيق التوازي، مما يجعلها أشبه بإصدار الأداء من Ethereum. يتمتع النضج بسهولة تنفيذ انتقال النظام البيئي لـ EVM، وهو مسرع التوازي لعالم EVM.
( تحليل آلية الحوسبة المتوازية لـ MegaETH
يختلف موقع MegaETH عن Monad، حيث يتم تحديده كطبقة تنفيذ عالية الأداء وقابلة للتعديل ومتوافقة مع EVM، ويمكن أن تعمل كشبكة L1 مستقلة أو كطبقة تعزيز تنفيذ على Ethereum )Execution Layer### أو كعنصر مكون. الهدف الرئيسي من التصميم هو فصل منطق الحساب، وبيئة التنفيذ، والحالة إلى وحدات صغيرة يمكن جدولتها بشكل مستقل، لتحقيق تنفيذ عالي التزامن واستجابة منخفضة الزمن داخل السلسلة. الابتكار الرئيسي الذي تقدمه MegaETH هو: بنية Micro-VM + DAG اعتماد الحالة (رسم بياني لاعتماد الحالة بدون حلقة ) وآلية التزامن المكونة، مما يبني نظام تنفيذ متوازي موجه نحو "التنفيذ المتزامن داخل السلسلة".
Micro-VM(آلة افتراضية صغيرة)الهندسة المعمارية: الحسابات هي خيوط
أدخلت MegaETH نموذج التنفيذ "آلة افتراضية صغيرة لكل حساب (Micro-VM)"، مما يجعل بيئة التنفيذ "مُخططة"، ويقدم أصغر وحدة عزل للتخطيط المتوازي. تتواصل هذه الآلات الافتراضية فيما بينها من خلال الرسائل غير المتزامنة (Asynchronous Messaging)، بدلاً من الاستدعاءات المتزامنة، ويمكن لعدد كبير من الآلات الافتراضية التنفيذ بشكل مستقل، والتخزين بشكل مستقل، مما يجعلها متوازية بشكل طبيعي.
آلية جدولة مدفوعة بالرسم البياني للاعتماد على الحالة
أنشأت MegaETH نظام جدولة DAG يعتمد على علاقات الوصول لحالة الحساب، حيث يقوم النظام بصيانة رسم بياني عالمي للاعتماد (Dependency Graph) في الوقت الحقيقي، ويتم نمذجة جميع التعديلات على الحسابات المعنية، وقراءة الحسابات المعنية كعلاقات اعتماد. يمكن تنفيذ المعاملات غير المتعارضة بشكل متوازي، بينما يتم جدولة المعاملات التي لها علاقات اعتماد بترتيب تسلسلي أو تأجيلها حسب الترتيب الطوبولوجي. يضمن رسم الاعتماد اتساق الحالة وعدم الكتابة المكررة أثناء عملية التنفيذ المتوازي.
تنفيذ غير متزامن وآلية الاسترجاع
تم بناء MegaETH على رأس نموذج البرمجة غير المتزامن ، على غرار الرسائل غير المتزامنة لنموذج الممثل ، والذي يحل مشكلة المكالمات التسلسلية التقليدية EVM. استدعاءات العقد غير متزامنة ( ) التنفيذ غير المتكرر ، وعندما يتم استدعاء العقد A -> B -> C ، تكون كل استدعاء غير متزامنة دون منع الانتظار. يتم توسيع مكدس المكالمات إلى رسم بياني للاستدعاء غير المتزامن (Call Graph) ؛ معالجة المعاملات = اجتياز الرسم البياني غير المتزامن + دقة التبعية + الجدولة المتوازية.
بعبارة أخرى، يقوم MegaETH بكسر نموذج آلة الحالة أحادية الخيط التقليدية EVM، من خلال تحقيق تغليف الميكرو VM بناءً على حسابات، وإجراء جدولة المعاملات عبر مخطط الاعتماد على الحالة، واستبدال آلية الرسائل غير المتزامنة بدعوة المكدس المتزامن. إنها منصة حسابية متوازية مصممة من "هيكل الحساب → هيكل الجدولة → عملية التنفيذ" بشكل شامل، مما يوفر أفكارًا جديدة على مستوى النموذج لبناء أنظمة عالية الأداء في الجيل القادم على السلسلة.
اختارت MegaETH مسار إعادة البناء: حيث قامت بتحويل الحسابات والعقود إلى VM مستقلة تمامًا، من خلال جدولة التنفيذ غير المتزامن لإطلاق أقصى إمكانات التوازي. من الناحية النظرية، فإن الحد الأقصى للتوازي في MegaETH أعلى، ولكنه أيضًا أكثر صعوبة في التحكم في التعقيد، مما يجعله أكثر شبهاً بنظام تشغيل موزع فائق تحت مفهوم إيثيريوم.
تختلف فلسفة تصميم Monad و MegaETH اختلافًا كبيرًا عن تقسيم ( Sharding ): حيث يقوم التقسيم بتقسيم سلسلة الكتل أفقيًا إلى عدة سلاسل فرعية مستقلة ( Shards )، بحيث تتحمل كل سلسلة فرعية جزءًا من المعاملات والحالات، مما يكسر قيود السلسلة الواحدة في توسيع الطبقة الشبكية؛ بينما يحتفظ كل من Monad و MegaETH بسلامة السلسلة الواحدة، ويقوم بتوسيعها أفقيًا فقط في طبقة التنفيذ، مما يتيح تنفيذًا متوازيًا في أقصى الحدود داخل السلسلة الواحدة وتحسينات على الأداء. يمثل الاثنان اتجاهين مختلفين في مسار توسيع سلسلة الكتل: التعزيز العمودي والتوسع الأفقي.
تركز مشاريع الحوسبة المتوازية مثل Monad و MegaETH بشكل رئيسي على تحسين مسار الإنتاجية، حيث يعد رفع TPS داخل السلسلة الهدف الأساسي، من خلال تنفيذ مؤجل (Deferred Execution) وميكرو-VM (Micro-VM) لتحقيق معالجة متوازية على مستوى المعاملات أو الحسابات. بينما تعتبر شبكة Pharos Network شبكة بلوكشين L1 كاملة ومتعددة الطبقات، يُطلق على آلية الحوسبة المتوازية الأساسية فيها "Rollup Mesh". تدعم هذه البنية العمل التعاوني بين الشبكة الرئيسية وشبكات المعالجة الخاصة (SPNs)، وتدعم بيئات متعددة الآلات الافتراضية (EVM و Wasm)، وتدمج تقنيات متقدمة مثل الإثباتات ذات المعرفة الصفرية (ZK) وبيئات التنفيذ الموثوقة (TEE).
تحليل آلية الحوسبة المتوازية لشبكة Rollup Mesh:
المعالجة غير المتزامنة لخط الأنابيب طوال دورة الحياة (Full Lifecycle Asynchronous Pipelining): يقوم Pharos بفصل مراحل المعاملات ( مثل الإجماع والتنفيذ والتخزين )، ويعتمد أسلوب المعالجة غير المتزامن، مما يسمح لكل مرحلة بالتقدم بشكل مستقل ومتوازي، مما يزيد من كفاءة المعالجة الإجمالية.
تنفيذ مزدوج للآلة الافتراضية بالتوازي (Dual VM Parallel Execution): تدعم Pharos بيئتين للآلة الافتراضية EVM و WASM، مما يسمح للمطورين باختيار بيئة التنفيذ المناسبة وفقًا للاحتياجات. لا تعمل هذه البنية المزدوجة للآلة الافتراضية على تحسين مرونة النظام فحسب، بل تعزز أيضًا من قدرة معالجة المعاملات من خلال التنفيذ المتوازي.
المعالجة الخاصة للشبكة (SPNs): SPNs هي مكونات رئيسية في بنية Pharos، تشبه الشبكات الفرعية المعيارية، مصممة خصيصًا لمعالجة أنواع معينة من المهام أو التطبيقات. من خلال SPNs، يمكن لـ Pharos تحقيق تخصيص ديناميكي للموارد ومعالجة المهام بالتوازي، مما يعزز بشكل أكبر من قابلية توسيع النظام وأدائه.
إجماع نمطي وآلية إعادة الرهن(Modular Consensus & Restaking): قدمت Pharos إجماعًا مرنًا
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 14
أعجبني
14
7
مشاركة
تعليق
0/400
DarkPoolWatcher
· 07-27 23:31
مرة أخرى هناك مجموعة من خطط التوسع، الأمور أصبحت مثيرة.
شاهد النسخة الأصليةرد0
TokenBeginner'sGuide
· 07-27 10:48
تذكير لطيف: ما يسمى بالتوسع، فإن تغيير البنية التحتية الأساسية يسبب 90% من المخاطر، يُنصح بالتفكير مرتين.
مشهد الحوسبة المتوازية في Web3: من التنفيذ داخل السلسلة إلى تطور التوسع بالتعاون بين السلاسل المتعددة
خارطة شاملة لمجال الحوسبة المتوازية Web3: ما هو أفضل حل للتوسع الأصلي؟
تظهر "مثلث Blockchain" ( "الأمان" و"اللامركزية" و"القابلية للتوسع" التوازنات الأساسية في تصميم أنظمة blockchain، مما يعني أنه من الصعب على مشاريع blockchain تحقيق "أمان مطلق، مشاركة شاملة، معالجة سريعة" في الوقت نفسه. فيما يتعلق بموضوع "القابلية للتوسع"، تقسم حلول توسيع blockchain الرائجة في السوق حاليا حسب الأنماط، بما في ذلك:
تشمل حلول توسيع البلوكشين: الحساب المتوازي داخل السلسلة، Rollup، تقسيم البيانات، وحدات DA، الهيكلية المعيارية، نظام Actor، ضغط إثبات zk، الهيكل عديم الحالة، وغيرها، مما يغطي مستويات متعددة من التنفيذ، الحالة، البيانات، والهيكل. إنها نظام توسيع كامل "تعاون متعدد الطبقات، وتجميع وحدات". تركز هذه المقالة بشكل أساسي على طريقة التوسع القائمة على الحساب المتوازي.
الحوسبة المتوازية داخل السلسلة ) intra-chain parallelism (، تركز على التنفيذ المتوازي للمعاملات / التعليمات داخل الكتلة. وفقًا لآلية التوازي، يمكن تصنيف أساليب التوسع إلى خمس فئات، تمثل كل فئة طموحات أداء مختلفة، ونماذج تطوير وفلسفات معمارية، حيث تتناقص حجم التوازي تدريجيًا، وزيادة شدة التوازي، وزيادة تعقيد الجدولة، وزيادة تعقيد البرمجة وصعوبة التنفيذ.
نموذج التزامن غير المتزامن خارج السلسلة، الذي تمثله أنظمة الذكاء الاصطناعي Actor (Agent / Actor Model)، ينتمي إلى نمط حساب متوازي آخر، كنظام رسائل عبر السلاسل/غير المتزامن ( نموذج غير متزامن بلوك )، حيث يعمل كل Agent ك"عملية ذكاء اصطناعي" مستقلة، بطريقة غير متزامنة عبر الرسائل، مدفوعة بالأحداث، دون الحاجة إلى جدولة متزامنة، تشمل المشاريع الممثلة AO و ICP و Cartesi وغيرها.
إن حلول التوسع المعروفة لدينا مثل Rollup أو تقسيم الشريحة، تنتمي إلى آليات التزامن على مستوى النظام، وليست على مستوى الحساب المتوازي داخل السلسلة. إنها تحقق التوسع من خلال "تشغيل عدة سلاسل/مجالات تنفيذ بشكل متوازي"، وليس من خلال زيادة درجة التوازي داخل كتلة واحدة/آلة افتراضية. هذه الحلول التوسعية ليست محور النقاش في هذه المقالة، لكننا لا نزال سنستخدمها لمقارنة الاختلافات في مفاهيم الهندسة.
٢. سلسلة تعزيز التوازي EVM: اختراق حدود الأداء في التوافق
لقد مرت بنية المعالجة المتسلسلة في إيثريوم حتى الآن بعدة محاولات للتوسع تشمل تقسيم البيانات، ومجموعات Rollup، والهندسة المعمارية المودولية، ولكن لا تزال هناك عقبة في سعة طبقة التنفيذ لم يتم تجاوزها بشكل جذري. ومع ذلك، لا يزال EVM و Solidity هما المنصتان الأكثر تأثيرًا في مجال العقود الذكية من حيث قاعدة المطورين والإمكانات البيئية. لذلك، فإن سلسلة EVM المعززة بالتوازي كمسار رئيسي يجمع بين التوافق البيئي وتحسين أداء التنفيذ، أصبحت الآن اتجاهًا مهمًا في عملية التوسع الجديدة. يعد كل من Monad و MegaETH من المشاريع الأكثر تمثيلًا في هذا الاتجاه، حيث يقومان ببناء بنية معالجة EVM بالتوازي تستهدف مشاهد ذات تقارب عالٍ وسعة مرتفعة من خلال التركيز على تنفيذ التأخير وتفكيك الحالة.
( تحليل آلية الحساب المتوازي لـ Monad
Monad هو سلسلة بلوكشين Layer1 عالية الأداء مصممة من جديد لآلة Ethereum الافتراضية )EVM###، تعتمد على مفهوم المعالجة المتوازية الأساسية (Pipelining)، حيث يتم تنفيذ الاتفاق بشكل غير متزامن (Asynchronous Execution)، وفي طبقة التنفيذ يتم تنفيذ التنفيذ المتزامن المتفائل (Optimistic Parallel Execution). بالإضافة إلى ذلك، في طبقات الاتفاق والتخزين، قامت Monad بإدخال بروتوكول BFT عالي الأداء (MonadBFT) ونظام قاعدة بيانات مخصص (MonadDB)، لتحقيق تحسين شامل.
خط الأنابيب: آلية التنفيذ المتوازي عبر مراحل متعددة
Pipelining هو الفكرة الأساسية لتنفيذ مونايد بشكل متوازي، حيث أن الفكرة الرئيسية هي تقسيم عملية تنفيذ البلوكشين إلى مراحل مستقلة متعددة ومعالجة هذه المراحل بشكل متوازي، مما يشكل هيكل خط أنابيب ثلاثي الأبعاد، حيث تعمل كل مرحلة على خيوط أو نوى مستقلة، مما يحقق معالجة متزامنة عبر الكتل، وفي النهاية يصل إلى تحسين السعة وتقليل التأخير. تشمل هذه المراحل: اقتراح المعاملات (Propose) تحقيق الإجماع (Consensus) تنفيذ المعاملات (Execution) وتقديم الكتل (Commit).
التنفيذ غير المتزامن: التوافق - تنفيذ فصل غير متزامن
في السلاسل التقليدية، فإن التوافق والتنفيذ في المعاملات عادة ما يكونان عملية متزامنة، وهذا النموذج التسلسلي يحد بشدة من أداء التوسع. حققت Monad "تنفيذ غير متزامن" مما يجعل طبقة التوافق غير متزامنة وطبقة التنفيذ غير متزامنة والتخزين غير متزامن. مما يقلل بشكل كبير من وقت الكتلة ( وقت الكتلة ) وزمن التأكيد، مما يجعل النظام أكثر مرونة، وعملية المعالجة أكثر تفصيلاً، وكفاءة استخدام الموارد أعلى.
التصميم الأساسي:
تنفيذ متوازي متفائل:执行 متوازي متفائل
تستخدم الإيثيريوم التقليدية نموذجًا صارمًا للتنفيذ التسلسلي للمعاملات لتجنب تعارض الحالة. بينما تعتمد Monad على استراتيجية "التنفيذ المتوازي المتفائل"، مما يزيد بشكل كبير من معدل معالجة المعاملات.
آلية التنفيذ:
اختارت Monad مسار التوافق: تقليل تغييرات قواعد EVM قدر الإمكان، من خلال تأجيل كتابة الحالة واكتشاف التعارضات ديناميكيًا أثناء التنفيذ لتحقيق التوازي، مما يجعلها أشبه بإصدار الأداء من Ethereum. يتمتع النضج بسهولة تنفيذ انتقال النظام البيئي لـ EVM، وهو مسرع التوازي لعالم EVM.
( تحليل آلية الحوسبة المتوازية لـ MegaETH
يختلف موقع MegaETH عن Monad، حيث يتم تحديده كطبقة تنفيذ عالية الأداء وقابلة للتعديل ومتوافقة مع EVM، ويمكن أن تعمل كشبكة L1 مستقلة أو كطبقة تعزيز تنفيذ على Ethereum )Execution Layer### أو كعنصر مكون. الهدف الرئيسي من التصميم هو فصل منطق الحساب، وبيئة التنفيذ، والحالة إلى وحدات صغيرة يمكن جدولتها بشكل مستقل، لتحقيق تنفيذ عالي التزامن واستجابة منخفضة الزمن داخل السلسلة. الابتكار الرئيسي الذي تقدمه MegaETH هو: بنية Micro-VM + DAG اعتماد الحالة (رسم بياني لاعتماد الحالة بدون حلقة ) وآلية التزامن المكونة، مما يبني نظام تنفيذ متوازي موجه نحو "التنفيذ المتزامن داخل السلسلة".
Micro-VM(آلة افتراضية صغيرة)الهندسة المعمارية: الحسابات هي خيوط
أدخلت MegaETH نموذج التنفيذ "آلة افتراضية صغيرة لكل حساب (Micro-VM)"، مما يجعل بيئة التنفيذ "مُخططة"، ويقدم أصغر وحدة عزل للتخطيط المتوازي. تتواصل هذه الآلات الافتراضية فيما بينها من خلال الرسائل غير المتزامنة (Asynchronous Messaging)، بدلاً من الاستدعاءات المتزامنة، ويمكن لعدد كبير من الآلات الافتراضية التنفيذ بشكل مستقل، والتخزين بشكل مستقل، مما يجعلها متوازية بشكل طبيعي.
آلية جدولة مدفوعة بالرسم البياني للاعتماد على الحالة
أنشأت MegaETH نظام جدولة DAG يعتمد على علاقات الوصول لحالة الحساب، حيث يقوم النظام بصيانة رسم بياني عالمي للاعتماد (Dependency Graph) في الوقت الحقيقي، ويتم نمذجة جميع التعديلات على الحسابات المعنية، وقراءة الحسابات المعنية كعلاقات اعتماد. يمكن تنفيذ المعاملات غير المتعارضة بشكل متوازي، بينما يتم جدولة المعاملات التي لها علاقات اعتماد بترتيب تسلسلي أو تأجيلها حسب الترتيب الطوبولوجي. يضمن رسم الاعتماد اتساق الحالة وعدم الكتابة المكررة أثناء عملية التنفيذ المتوازي.
تنفيذ غير متزامن وآلية الاسترجاع
تم بناء MegaETH على رأس نموذج البرمجة غير المتزامن ، على غرار الرسائل غير المتزامنة لنموذج الممثل ، والذي يحل مشكلة المكالمات التسلسلية التقليدية EVM. استدعاءات العقد غير متزامنة ( ) التنفيذ غير المتكرر ، وعندما يتم استدعاء العقد A -> B -> C ، تكون كل استدعاء غير متزامنة دون منع الانتظار. يتم توسيع مكدس المكالمات إلى رسم بياني للاستدعاء غير المتزامن (Call Graph) ؛ معالجة المعاملات = اجتياز الرسم البياني غير المتزامن + دقة التبعية + الجدولة المتوازية.
بعبارة أخرى، يقوم MegaETH بكسر نموذج آلة الحالة أحادية الخيط التقليدية EVM، من خلال تحقيق تغليف الميكرو VM بناءً على حسابات، وإجراء جدولة المعاملات عبر مخطط الاعتماد على الحالة، واستبدال آلية الرسائل غير المتزامنة بدعوة المكدس المتزامن. إنها منصة حسابية متوازية مصممة من "هيكل الحساب → هيكل الجدولة → عملية التنفيذ" بشكل شامل، مما يوفر أفكارًا جديدة على مستوى النموذج لبناء أنظمة عالية الأداء في الجيل القادم على السلسلة.
اختارت MegaETH مسار إعادة البناء: حيث قامت بتحويل الحسابات والعقود إلى VM مستقلة تمامًا، من خلال جدولة التنفيذ غير المتزامن لإطلاق أقصى إمكانات التوازي. من الناحية النظرية، فإن الحد الأقصى للتوازي في MegaETH أعلى، ولكنه أيضًا أكثر صعوبة في التحكم في التعقيد، مما يجعله أكثر شبهاً بنظام تشغيل موزع فائق تحت مفهوم إيثيريوم.
تختلف فلسفة تصميم Monad و MegaETH اختلافًا كبيرًا عن تقسيم ( Sharding ): حيث يقوم التقسيم بتقسيم سلسلة الكتل أفقيًا إلى عدة سلاسل فرعية مستقلة ( Shards )، بحيث تتحمل كل سلسلة فرعية جزءًا من المعاملات والحالات، مما يكسر قيود السلسلة الواحدة في توسيع الطبقة الشبكية؛ بينما يحتفظ كل من Monad و MegaETH بسلامة السلسلة الواحدة، ويقوم بتوسيعها أفقيًا فقط في طبقة التنفيذ، مما يتيح تنفيذًا متوازيًا في أقصى الحدود داخل السلسلة الواحدة وتحسينات على الأداء. يمثل الاثنان اتجاهين مختلفين في مسار توسيع سلسلة الكتل: التعزيز العمودي والتوسع الأفقي.
تركز مشاريع الحوسبة المتوازية مثل Monad و MegaETH بشكل رئيسي على تحسين مسار الإنتاجية، حيث يعد رفع TPS داخل السلسلة الهدف الأساسي، من خلال تنفيذ مؤجل (Deferred Execution) وميكرو-VM (Micro-VM) لتحقيق معالجة متوازية على مستوى المعاملات أو الحسابات. بينما تعتبر شبكة Pharos Network شبكة بلوكشين L1 كاملة ومتعددة الطبقات، يُطلق على آلية الحوسبة المتوازية الأساسية فيها "Rollup Mesh". تدعم هذه البنية العمل التعاوني بين الشبكة الرئيسية وشبكات المعالجة الخاصة (SPNs)، وتدعم بيئات متعددة الآلات الافتراضية (EVM و Wasm)، وتدمج تقنيات متقدمة مثل الإثباتات ذات المعرفة الصفرية (ZK) وبيئات التنفيذ الموثوقة (TEE).
تحليل آلية الحوسبة المتوازية لشبكة Rollup Mesh: