並行EVM技術與生態系統深度探析

EVM與Solidity

智能合約開發是區塊鏈工程師的核心技能。開發者通常使用Solidity等高級語言編寫合約邏輯。然而，EVM無法直接解釋Solidity代碼，需要將其編譯成虛擬機可執行的低級指令(操作碼/字節碼)。雖然存在自動化工具簡化這一過程，但了解底層編譯原理仍有助於提升性能。

直接使用操作碼編程可以實現最高效率並最小化gas消耗。一些高性能項目如某知名NFT交易平台的協議就大量採用內聯匯編來優化gas開銷。

EVM標準與實現

EVM作爲"執行層"負責處理編譯後的智能合約指令。EVM定義的字節碼已成爲行業標準，支持跨鏈部署智能合約。盡管遵循相同標準，不同EVM實現在性能和特性上可能存在顯著差異。例如，以太坊的某客戶端用Go語言實現EVM，而另一個團隊則維護C++版本。這種多樣性爲優化和定制提供了空間。

並行EVM技術

歷史上，區塊鏈社區主要關注共識算法創新。然而，高性能區塊鏈需要在共識和執行層同時突破。僅優化共識的EVM鏈往往需要更強大的硬件來提升性能。例如，某知名公鏈在2000 TPS的gas限制下需要比以太坊全節點高幾倍的配置。

並行處理的必要性

傳統區塊鏈系統按順序執行交易，類似單核CPU。這種簡單方法難以滿足大規模用戶需求。並行虛擬機允許同時處理多筆交易，顯著提高吞吐量。

並行執行面臨諸如處理並發交易寫入同一合約等挑戰。需要設計新機制解決潛在衝突。有效並行處理不相關合約可按並行線程數成比例提升性能。

並行EVM創新

以某知名項目爲例，其關鍵創新包括:

• 並行交易執行：採用樂觀並行算法，允許多交易同時處理。系統跟蹤交易輸入輸出，根據關聯性決定是否並行執行下一筆交易。

• 延遲執行：在共識階段僅確定交易順序，將實際執行推遲到獨立通道，最大化利用區塊時間。

• 自定義狀態數據庫：通過直接將Merkle樹存儲在SSD上優化狀態訪問，減少讀取放大，加速智能合約執行。

• 高性能共識機制：改進HotStuff共識，支持數百個全球節點同步，採用流水線投票提高效率。

挑戰與考量

並行EVM面臨兩大挑戰:以太坊長期捕獲工程價值和節點集中化。目前開發階段尚未完全開源以保護知識產權，但最終細節將在測試網和主網啓動時公開。快速生態發展是保持競爭優勢的關鍵。

節點集中化是所有高性能區塊鏈的共同挑戰，需在去中心化、安全性和性能間權衡。"每硬件需求的TPS"等指標有助於比較不同鏈的效率。

並行EVM格局

除了前述項目，並行EVM生態還包括多個Layer 1和Layer解決方案。主要分爲三類:

1. 通過升級支持並行執行的EVM兼容Layer 1
2. 原生支持並行執行的EVM兼容Layer 1
3. 採用非EVM並行技術的Layer網路

代表性項目

某領先並行EVM項目

該項目通過優化EVM並行執行和流水線架構提升可擴展性，目標達到10,000 TPS。近期完成大規模融資，估值達30億美元。創始團隊來自頂級做市商，具有豐富交易系統開發經驗。內部測試網已啓動，公測即將開放。

某交易特化並行EVM網路

最初專注於交易的Layer 1網路，近期升級爲高性能並行EVM，TPS提升至12,500。測試網已支持EVM應用一鍵遷移，主網計劃年內上線。同時推出開源框架支持Layer採用並行技術。

雙虛擬機增強執行層

通過構建EVM++(EVM+WASM)提升EVM區塊鏈性能。核心團隊來自某知名區塊鏈項目。公測網已上線，生態激勵計劃啓動。

Solana EVM兼容解決方案

基於Solana網路的並行EVM，支持Solidity開發者一鍵部署DApp到Solana。將EVM類交易封裝爲Solana交易執行，TPS超2,000。

將SVM引入以太坊

基於Solana虛擬機(SVM)的Rollup Layer方案。在以太坊結算但使用SVM執行交易。最近完成大規模融資，主網即將向開發者開放。

模塊化VM Layer

基於OP Stack構建的模塊化VM Layer網路。支持使用高性能VM作爲執行層，以太坊或比特幣作爲結算層，實現並行執行。

結語

並行EVM等執行層創新爲提升區塊鏈性能和可擴展性提供了重要方向。這些技術的發展將推動區塊鏈生態系統進一步演進，支持更廣泛的應用場景和用戶羣體。