Przyszłość skalowania: panorama równoległych ścieżek obliczeniowych Web3

Napisane przez: 0xjacobzhao i ChatGPT

"Trylemat Blockchain" "bezpieczeństwa", "decentralizacji" i "skalowalności" blockchaina 4o ujawnia zasadniczy kompromis w projektowaniu systemów blockchain, to znaczy, że projektom blockchain trudno jest osiągnąć "ekstremalne bezpieczeństwo, każdy może uczestniczyć i szybkie przetwarzanie" w tym samym czasie. W odpowiedzi na odwieczny temat "skalowalności", główne rozwiązania skalowania blockchain na rynku są podzielone według paradygmatów, w tym:

• Skalowanie ulepszone wykonanie: Poprawa możliwości wykonywania in situ, takich jak równoległość, GPU i wielordzeniowe

• skalowanie izolowane od stanu: Poziomo podzielony stan/fragment, taki jak sharding, UTXO i wiele podsieci

• Skalowanie zewnętrzne poza łańcuchem: Umieszczanie realizacji poza łańcuchem, Na przykład rollup, koprocesor,

• skalowanie odsprzęgania struktury DA: architektura modułowa, operacja zespołowa, taka jak łańcuch modułów, współdzielony sekwencer,

• asynchroniczne skalowanie współbieżne Rollup Mesh: model aktora, izolacja procesu, sterowane komunikatami, takie jak agent, wielowątkowy łańcuch asynchroniczny

  Rozwiązanie skalowania blockchain obejmuje: obliczenia równoległe on-chain, rollup, sharding, moduł DA, strukturę modułową, system aktora, kompresję zk proof, architekturę bezstanową itp., obejmując wiele poziomów wykonania, stanu, danych i struktury, i jest kompletnym systemem skalowania "wielowarstwowej współpracy i kombinacji modułów". Ten artykuł koncentruje się na metodach skalowania, które stanowią główny nurt obliczeń równoległych.

  Równoległość wewnątrzłańcuchowa, która koncentruje się na równoległym wykonywaniu transakcji/instrukcji wewnątrz bloku. Zgodnie z mechanizmem równoległym, jego metody skalowania można podzielić na pięć kategorii, z których każda reprezentuje inne dążenie do wydajności, model rozwoju i filozofię architektury, a stopień szczegółowości równoległości staje się coraz drobniejszy, intensywność równoległości jest coraz wyższa, złożoność planowania staje się coraz wyższa, a złożoność programowania i trudność implementacji również stają się coraz wyższe.

  • Poziom konta: reprezentuje projekt Solana

  • Poziom obiektu: reprezentuje projekt Sui

  • Poziom transakcji: reprezentuje projekt Monad, Aptos

  • Poziom wywołania / MicroVM: reprezentuje projekt MegaETH

  • Równoległość na poziomie instrukcji: reprezentuje projekt GatlingX

  Asynchroniczny model współbieżności poza łańcuchem, reprezentowany przez Actor / Actor Model, należy do innego paradygmatu obliczeń równoległych, jako cross-chain/asynchroniczny system komunikatów (model synchronizacji nieblokowej), każdy agent działa niezależnie jako "proces agenta", komunikaty asynchroniczne w trybie równoległym, sterowane zdarzeniami, bez planowania synchronicznego, reprezentatywne projekty, takie jak AO, ICP, Cartesi itp.

  Dobrze znany schemat rollupu lub skalowania fragmentów należy do mechanizmu współbieżności na poziomie systemu, a nie do obliczeń równoległych wewnątrz łańcucha. Osiągają skalowanie poprzez "równoległe uruchamianie wielu łańcuchów/domen wykonawczych", a nie zwiększanie równoległości w obrębie pojedynczego bloku/maszyny wirtualnej. Tego typu rozwiązanie skalowania nie jest przedmiotem tego artykułu, ale nadal będziemy go używać do porównywania podobieństw i różnic w koncepcjach architektonicznych.