تقرير بحثي متعمق للحوسبة المتوازية Web3: المسار النهائي للتوسع الأصلي

1. مقدمة: القياس هو اقتراح أبدي ، والتوازي هو ساحة المعركة النهائية

منذ ولادة Bitcoin ، واجه نظام blockchain دائما مشكلة أساسية لا مفر منها: التوسع. تعالج Bitcoin أقل من 10 معاملات في الثانية ، وتكافح Ethereum لاختراق عنق الزجاجة في الأداء لعشرات TPS (المعاملات في الثانية) ، وهو أمر مرهق بشكل خاص في عالم Web2 التقليدي ، حيث يتم استخدام عشرات الآلاف من TPS في كثير من الأحيان. والأهم من ذلك ، أن هذه ليست مشكلة بسيطة يمكن حلها عن طريق "إضافة خوادم" ، ولكنها قيود منهجية متأصلة بعمق في الإجماع الأساسي والتصميم الهيكلي ل blockchain - أي المثلث المستحيل ل blockchain حيث لا يمكن الجمع بين "اللامركزية والأمان وقابلية التوسع".

على مدار العقد الماضي ، شهدنا عددا لا يحصى من محاولات التوسع صعودا وهبوطا. من حرب توسيع نطاق البيتكوين إلى رؤية تجزئة Ethereum ، من قنوات الدولة والبلازما إلى التجميع وسلاسل الكتل المعيارية ، من التنفيذ خارج السلسلة في الطبقة 2 إلى إعادة الهيكلة الهيكلية لتوافر البيانات ، شرعت الصناعة بأكملها في مسار توسيع مليء بالخيال الهندسي. باعتباره نموذج التوسع الأكثر قبولا على نطاق واسع ، حقق التجميع هدف زيادة TPS بشكل كبير مع تقليل عبء تنفيذ السلسلة الرئيسية والحفاظ على أمان Ethereum. لكنها لا تمس الحدود الحقيقية ل "أداء السلسلة الواحدة" الأساسي ل blockchain ، خاصة على مستوى التنفيذ ، وهو إنتاجية الكتلة نفسها - لا تزال محدودة بنموذج المعالجة القديم للحساب التسلسلي على السلسلة.

لهذا السبب ، دخلت الحوسبة المتوازية داخل السلسلة تدريجيا مجال رؤية الصناعة. يختلف التوازي داخل السلسلة عن التوسع خارج السلسلة والتوزيع عبر السلاسل ، ويحاول إعادة بناء محرك التنفيذ بالكامل مع الحفاظ على ذرة السلسلة الواحدة والهيكل المتكامل ، وترقية blockchain من وضع أحادي الخيط "التنفيذ التسلسلي لمعاملة واحدة تلو الأخرى" إلى نظام حوسبة عالي التزامن من "متعدد الخيوط + خط أنابيب + جدولة التبعية" تحت إشراف نظام التشغيل الحديث وتصميم وحدة المعالجة المركزية. قد لا يحقق هذا المسار زيادة مائة ضعف في الإنتاجية فحسب ، بل قد يصبح أيضا شرطا أساسيا لانفجار تطبيقات العقود الذكية.

في الواقع ، في نموذج حوسبة Web2 ، تم التخلص من الحوسبة أحادية الخيط منذ فترة طويلة بواسطة بنى الأجهزة الحديثة ، وتم استبدالها بدفق لا نهاية له من نماذج التحسين مثل البرمجة المتوازية والجدولة غير المتزامنة وتجمعات مؤشرات الترابط والخدمات المصغرة. لم تتمكن Blockchain ، باعتباره نظام حوسبة أكثر بدائية وتحفظا مع متطلبات عالية للغاية لليقين وإمكانية التحقق ، من الاستفادة الكاملة من أفكار الحوسبة المتوازية هذه. هذا قيد وفرصة. سلاسل جديدة مثل Solana و Sui و Aptos هي أول من بدأ هذا الاستكشاف من خلال إدخال التوازي على المستوى المعماري. وقد أدت المشاريع الناشئة مثل Monad و MegaETH إلى زيادة التوازي على السلسلة مع الاختراقات في الآليات العميقة مثل تنفيذ خطوط الأنابيب ، والتزامن المتفائل ، والرسائل غير المتزامنة ، مما يدل على الخصائص التي تقترب أكثر فأكثر من أنظمة التشغيل الحديثة.

يمكن القول أن الحوسبة المتوازية ليست فقط "طريقة تحسين الأداء" ، ولكنها أيضا نقطة تحول في نموذج نموذج تنفيذ blockchain. إنه يتحدى الأنماط الأساسية لتنفيذ العقود الذكية ويعيد تعريف المنطق الأساسي لتغليف المعاملات والوصول إلى الحالة وعلاقات المكالمات وتخطيط التخزين. إذا كان التجميع هو "نقل المعاملات إلى التنفيذ خارج السلسلة" ، فإن التوازي على السلسلة هو "بناء نوى الحوسبة الفائقة على السلسلة" ، وهدفه ليس مجرد تحسين الإنتاجية ، ولكن توفير دعم بنية تحتية مستدام حقا لتطبيقات Web3 الأصلية المستقبلية (التداول عالي التردد ، ومحركات الألعاب ، وتنفيذ نموذج الذكاء الاصطناعي ، والتواصل الاجتماعي على السلسلة ، وما إلى ذلك).

بعد أن يميل مسار التجميع تدريجيا إلى أن يكون متجانسا ، أصبح التوازي داخل السلسلة بهدوء المتغير الحاسم للدورة الجديدة لمنافسة الطبقة 1. لم يعد الأداء "أسرع" فحسب ، بل إمكانية القدرة على دعم عالم تطبيق غير متجانس بالكامل. هذا ليس فقط سباقا تقنيا ، ولكنه أيضا معركة نموذجية. من المرجح أن يخرج الجيل التالي من منصات التنفيذ السيادية في عالم Web3 من هذه المصارعة المتوازية داخل السلسلة.

2. بانوراما نموذج التوسع:

باعتبارها واحدة من أهم الموضوعات وأكثرها استدامة وصعوبة في تطور تكنولوجيا السلسلة العامة ، فإن خمسة أنواع من الطرق ، لكل منها تركيزه الخاص على التوسع ، قد ولدت ظهور وتطور جميع مسارات التكنولوجيا السائدة تقريبا في العقد الماضي. بدءا من المعركة حول حجم كتلة Bitcoin ، تم تقسيم هذه المنافسة الفنية حول "كيفية جعل السلسلة تعمل بشكل أسرع" أخيرا إلى خمسة طرق أساسية ، كل منها يخترق عنق الزجاجة من زاوية مختلفة ، مع فلسفته الفنية الخاصة ، وصعوبة الهبوط ، ونموذج المخاطر والسيناريوهات القابلة للتطبيق.