Budoucnost škálování: Panorama paralelních výpočetních tratí Web3

Napsal: 0xjacobzhao a ChatGPT "

Blockchainové trilema" 4o blockchainu "bezpečnost", "decentralizace" a "škálovatelnost" odhalují základní kompromis v návrhu blockchainových systémů, to znamená, že pro blockchainové projekty je obtížné dosáhnout "extrémní bezpečnosti, zúčastnit se může každý a vysokorychlostního zpracování" současně. V reakci na věčné téma "škálovatelnosti" jsou hlavní řešení škálování blockchainu na trhu rozdělena podle paradigmat, včetně:

• Škálování s vylepšeným prováděním: Zlepšení možností provádění na místě, jako je paralelismus, GPU a vícejádrové

• škálování izolované od státu: Horizontálně rozdělený stav/shard, jako je sharding, UTXO a více podsítí

• Outsourcované škálování mimo řetězec: Uvedení provádění mimo řetězec, Například Rollup, Koprocesor, DA

• struktura oddělující škálování: modulární architektura, kolaborativní operace, jako je modulový řetězec, sdílený sekvencer, Rollup Mesh

• asynchronní souběžné škálování: model actor, izolace procesu, message-driven, jako je agent, vícevláknový asynchronní řetězec

  Řešení škálování blockchainu zahrnuje: paralelní výpočty v řetězci, rollup, sharding, DA modul, modulární strukturu, systém aktérů, kompresi zk proof, bezstavovou architekturu atd., pokrývající několik úrovní provádění, stavu, dat a struktury, a je kompletním systémem škálování "vícevrstvé spolupráce a kombinace modulů". Tento článek se zaměřuje na metody škálování, které jsou hlavním proudem paralelních výpočtů.

  Paralelismus v rámci řetězce, který se zaměřuje na paralelní provádění vnitroblokových transakcí/pokynů. Podle paralelního mechanismu lze jeho metody škálování rozdělit do pěti kategorií, z nichž každá představuje jinou výkonnost, vývojový model a filozofii architektury, a paralelní granularita je stále jemnější a jemnější, intenzita paralelismu je stále vyšší a vyšší, složitost plánování je stále vyšší a vyšší a složitost programování a obtížnost implementace jsou také stále vyšší a vyšší.

  • Na úrovni účtu: Představuje projekt Solana

  • Na úrovni objektu: představuje projekt Sui

  • Na úrovni transakce: představuje projekt Monad, Aptos

  • Call-level / MicroVM: Představuje projekt MegaETH

  • Paralelismus na úrovni instrukcí: Představuje projekt GatlingX

  Off-chain asynchronní model souběžnosti, reprezentovaný modelem Actor / Actor, patří do jiného paradigmatu paralelních výpočtů, jako cross-chain/asynchronní systém zpráv (model neblokové synchronizace), každý agent běží nezávisle jako "proces agenta", asynchronní zprávy v paralelním režimu, řízené událostmi, žádné synchronní plánování, reprezentativní projekty jako AO, ICP, Cartesi atd.

  Známé schéma škálování souhrnných rolí nebo horizontálních oddílů patří k mechanismu souběžnosti na úrovni systému, nikoli k paralelním výpočtům v rámci řetězce. Dosahují škálování "paralelním provozováním více řetězců/prováděcích domén", spíše než zvyšováním paralelismu v rámci jednoho bloku/virtuálního počítače. Na tento typ škálovacího řešení se tento článek nezaměřuje, ale přesto jej budeme používat k porovnání podobností a rozdílů v architektonických konceptech.