Конкуренція паралельних EVM: аналіз Monad, MegaETH та Pharos

Нещодавно три вагомі проекти паралельного EVM запустили тестові мережі. Monad першим презентувався 19 лютого, за ним слідували MegaETH і Pharos, які запустили тестові мережі 21 і 24 березня відповідно. Ця серія дій, здається, вказує на те, що після буму штучного інтелекту, технології Web3 знову фокусуються на паралельному EVM, який є найбільш актуальною сферою на початку 2024 року.

EVM як основний компонент Ethereum виконує важливу роль у виконанні смарт-контрактів та обробці транзакцій. Проте його послідовна модель виконання може спричинити затори в мережі та затримки у разі високих навантажень. Технологія паралельного EVM дозволяє виконувати кілька завдань одночасно, суттєво підвищуючи пропускну спроможність мережі, що, в свою чергу, зміцнює загальну продуктивність та масштабованість блокчейну. Насправді, паралельний EVM включає не лише паралельне виконання, але й всебічне оновлення від механізмів консенсусу, обробки транзакцій, оптимізації конвеєра, систем зберігання до апаратного прискорення, з метою істотно скоротити час обробки транзакцій та ефективно вирішити проблеми продуктивності, з якими стикається традиційний блокчейн.

! Паралельні битви Святого Грааля EVM: Monad, MegaETH і Pharos

Monad: прагнення до балансу між високою продуктивністю та децентралізацією

Monad є високопродуктивним EVM-сумісним Layer1 блокчейном, розробленим компанією Monad Labs. Проект прагне підвищити масштабованість системи, зберігаючи при цьому децентралізацію, вирішуючи проблему недостатньої пропускної спроможності існуючих EVM-сумісних ланцюгів.

Головна перевага Monad полягає в тому, що він може обробляти 10 000 транзакцій на секунду, а час генерації блоку становить лише 1 секунду. Це підвищення продуктивності стало можливим завдяки кільком інноваціям:

1. MonadBFT: Це високопродуктивний механізм консенсусу, заснований на вдосконаленнях HotStuff. У ньому використовується двоетапний алгоритм BFT з накладними витратами на лінійний зв'язок у звичайному випадку та вторинними накладними витратами зв'язку у випадку тайм-ауту. Крім того, MonadBFT також використовує гібридну схему підпису та протокол RaptorCast, що ефективно підвищує ефективність консенсусу та використання пропускної здатності мережі.

2. Асинхронне виконання: шляхом розділення консенсусу та виконання, Monad суттєво підвищив пропускну спроможність виконання. Цей дизайн дозволяє процесу виконання займати весь час блоку, а не лише його невелику частину.

3. Паралельне виконання: Monad використовує оптимістичний метод виконання, що дозволяє почати виконання наступних транзакцій до завершення попередніх. Відстежуючи вхідні дані під час виконання та порівнюючи їх з виходами попередніх транзакцій, Monad може повторно виконати транзакцію за потреби, щоб забезпечити правильність результату.

4. MonadDB: Це спеціально розроблена KV база даних для зберігання перевірених даних блокчейну. MonadDB нативно реалізує структуру даних Merkle Patricia Trie на диску та в пам'яті, а також використовує асинхронний ввід/вивід, контроль конкурентності та інші технології, що значно підвищує ефективність доступу до даних.

! Паралельна битва Святого Грааля EVM: Monad, MegaETH і Pharos

MegaETH: рішення Layer2, зосереджене на реальному виконанні

MegaETH є високопродуктивним Layer2 блокчейном, розробленим MegaLabs, який вирізняється прагненням до максимальної реальної продуктивності, надаючи наднизьку затримку та високу масштабованість для застосунків, які потребують миттєвої реакції.

MegaETH стверджує, що може досягати 100k TPS і приблизно 10ms часу блоку, навіть під високим навантаженням, здатен підтримувати мілісекундну швидкість відповіді. Ця видатна продуктивність в основному зумовлена наступними технічними характеристиками:

1. Спеціалізація вузлів: Вузли в MegaETH поділяються на різні ролі, кожен виконує свою функцію. Сортировщик відповідає за впорядкування та виконання транзакцій, доказувач проводить безстанну верифікацію, тоді як повні вузли відповідають за оновлення локального стану та перевірку дійсності блоків.

2. Орієнтована оптимізація: з огляду на різні виклики, які постають перед традиційними EVM блокчейнами, MegaETH вжила низку цілеспрямованих заходів. Наприклад, розробка ефективної нової структури даних Trie для вирішення проблеми затримки отримання стану даних, використання JIT компілятора для підвищення ефективності інтерпретатора тощо.

3. Mini Blocks: MegaETH проводить попереднє підтвердження кожні 10 мілісекунд, що називається Mini Blocks. Такий дизайн значно скорочує час розповсюдження транзакцій до решти мережі, одночасно забезпечуючи більш ефективний спосіб отримання даних для легких клієнтів.

! Паралельні битви Святого Грааля EVM: Monad, MegaETH і Pharos

Pharos: Повністю стекова паралелізація EVM-сумісного Layer1

Pharos позиціонується як високопродуктивний EVM-сумісний Layer1 блокчейн, який прагне надати найкращі рішення для RWA та платіжних екосистем. Проект стверджує, що може обробляти 50 000 транзакцій на секунду та споживати 2 мільярди одиниць газу на секунду.

Pharos представив фреймворк "паралелізації (DP)", що розділяє паралельні можливості блокчейну на шість рівнів (DP0-DP5). Pharos сам використовує повноцінну паралельну архітектуру DP5, яка пройшла всебічне оновлення від консенсусу до апаратного прискорення:

1. Масштабований протокол консенсусу: використання високопродуктивного, з низькою затримкою BFT протоколу консенсусу.

2. Паралельне виконання двох віртуальних машин: паралельне виконання EVM і WASM з використанням сучасних технологій компіляції.

3. Повноцінний життєвий цикл асинхронного конвеєра: реалізація паралельної та асинхронної обробки всього життєвого циклу транзакцій та міжблокових операцій.

4. Високопродуктивне зберігання: використання сертифікованої структури даних (ADS), що забезпечує високу пропускну здатність, низьку затримку I/O та економічно ефективне зберігання стану.

5. Модульна спеціальна обробка мережі (SPN): може безшовно інтегрувати нові технології, підтримує різноманітні сценарії застосування.

! Паралельна битва за Святий Грааль EVM: Monad, MegaETH і Pharos

Підсумок

EVM у світі Web3 став подібним до JavaScript у Web2, володіючи найбільшою кількістю розробників і найбільшою екосистемою DApp. Однак проблема масштабування Ethereum серйозно стримує подальший розвиток EVM, тому паралельний EVM став одним із найважливіших технологічних напрямків.

Monad шукає баланс між масштабованістю та децентралізацією завдяки своїй моделі паралельного виконання, надаючи розробникам пропускну спроможність у 10 000 TPS, одночасно зберігаючи сумісність з EVM. Його незалежний механізм консенсусу забезпечує автономію, але також означає відмову від гарантій безпеки Ethereum.

MegaETH демонструє найкращі результати в аспектах затримки та пропускної здатності, з наднизькою затримкою в 10 мілісекунд та пропускною здатністю 100 000 TPS, що робить його особливо придатним для застосувань, які потребують майже миттєвих відповідей. Однак його централізований механізм сортування може викликати суперечки щодо децентралізації.

Pharos продемонстрував продуктивність, що відповідає Monad та MegaETH, водночас завдяки своїм "мурашиним генам" особливо зосереджуючись на RWA-Fi для інституційних клієнтів та вимогах регулювання, має потенціал задовольнити майбутній попит ринку на відповідну та ефективну блокчейн-інфраструктуру.

Хоча MegaETH та Pharos демонструють кращу продуктивність за відкритими даними, враховуючи значне фінансування, отримане Monad, та потенційні технологічні прориви, між цими трьома проектами насправді немає абсолютного лідера. Розробникам потрібно зважити пріоритети таких факторів, як продуктивність, рівень децентралізації та спеціалізація при виборі.

! Паралельна битва Святого Грааля EVM: Monad, MegaETH і Pharos

! Паралельні битви Святого Грааля EVM: Monad, MegaETH і Pharos

! Паралельні битви Святого Грааля EVM: Monad, MegaETH і Pharos

! Паралельні битви Святого Грааля EVM: Monad, MegaETH і Pharos