Il futuro della scalabilità: una panoramica dei percorsi di calcolo parallelo Web3

Scritto da: 0xjacobzhao e ChatGPT Il

"Trilemma Blockchain" della blockchain 4o "sicurezza", "decentralizzazione" e "scalabilità" rivelano il compromesso essenziale nella progettazione dei sistemi blockchain, ovvero è difficile per i progetti blockchain raggiungere "estrema sicurezza, tutti possono partecipare e un'elaborazione ad alta velocità" allo stesso tempo. In risposta all'eterno tema della "scalabilità", le principali soluzioni di scalabilità blockchain sul mercato sono suddivise in base a paradigmi, tra cui:

• Scalabilità potenziata dall'esecuzione: miglioramento delle capacità di esecuzione in situ, come parallelismo, GPU e multi-core

• Scalabilità isolata dallo stato: suddivisione orizzontale di stato/shard, come sharding, UTXO e multi-subnet

• Scalabilità esternalizzata off-chain: messa dell'esecuzione off-chain, Ad esempio, Rollup, Coprocessore,

• DA struttura di disaccoppiamento scalabilità: architettura modulare, operazione collaborativa, come catena di moduli, sequenziatore condiviso, Rollup Mesh

• ridimensionamento simultaneo asincrono: modello ad attore, isolamento del processo, basato su messaggi, come agente, catena asincrona multi-thread

  La

  soluzione di scalabilità blockchain include: calcolo parallelo on-chain, rollup, sharding, modulo DA, struttura modulare, sistema ad attori, compressione zk proof, architettura stateless, ecc., che copre più livelli di esecuzione, stato, dati e struttura, ed è un sistema di scalabilità completo di "collaborazione multilivello e combinazione di moduli". Questo articolo è incentrato sui metodi di scalabilità che integrano il calcolo parallelo.

  Parallelismo intra-chain, che si concentra sull'esecuzione parallela di transazioni/istruzioni intra-blocco. Secondo il meccanismo parallelo, i suoi metodi di ridimensionamento possono essere suddivisi in cinque categorie, ognuna delle quali rappresenta una diversa ricerca di prestazioni, modello di sviluppo e filosofia dell'architettura, e la granularità parallela sta diventando sempre più fine, l'intensità del parallelismo sta diventando sempre più alta, la complessità della pianificazione sta diventando sempre più alta e anche la complessità della programmazione e la difficoltà di implementazione stanno diventando sempre più elevate.

  • Livello di account: rappresenta il progetto Solana

  • Object-level: rappresenta il progetto Sui

  • Transaction-level: rappresenta il progetto Monad, Aptos

  • Call-level / MicroVM: rappresenta il progetto MegaETH

  • Parallelismo a livello di istruzione: rappresenta il progetto GatlingX

  Il modello di concorrenza asincrona off-chain, rappresentato dall'Actor / Actor Model, appartiene ad un altro paradigma di calcolo parallelo, come sistema di messaggi cross-chain/asincrono (modello di sincronizzazione non a blocchi), ogni agente viene eseguito in modo indipendente come un "processo agente", messaggi asincroni in modalità parallela, event-driven, nessuna schedulazione sincrona, progetti rappresentativi come AO, ICP, Cartesi, ecc.

  Il noto schema di rollup o shard scaling appartiene al meccanismo di concorrenza a livello di sistema, non al calcolo parallelo intra-chain. Ottengono la scalabilità "eseguendo più catene/domini di esecuzione in parallelo", piuttosto che aumentando il parallelismo all'interno di un singolo blocco/macchina virtuale. Questo tipo di soluzione di ridimensionamento non è l'obiettivo di questo articolo, ma lo useremo comunque per confrontare le somiglianze e le differenze nei concetti architettonici.