Web3并行计算赛道全景图谱:原生扩容的最佳方案?

作者:0xjacobzhao 及 ChatGPT 4o

区块链的「不可能三角」(Blockchain Trilemma)「安全性」、「去中心化」、「可扩展性」揭示了区块链系统设计中的本质权衡,即区块链项目很难同时实现「极致安全、人人可参与、高速处理」。针对「可扩展性」这一永恒话题,目前市场上的主流区块链扩容方案按照范式区分,包括:

  • 执行增强型扩容:原地提升执行能力,例如并行、GPU、多核
  • 状态隔离型扩容:水平拆分状态 / Shard,例如分片、UTXO、多子网
  • 链下外包型扩容:把执行放到链外,例如 Rollup、Coprocessor、DA
  • 结构解耦型扩容:架构模块化、协同运行,例如模块链、共享排序器、Rollup Mesh
  • 异步并发型扩容:Actor 模型,进程隔离、消息驱动,例如智能体、多线程异步链

区块链扩容方案包括:链内并行计算、Rollup、分片、DA 模块、模块化结构、Actor 系统、zk 证明压缩、Stateless 架构等,涵盖执行、状态、数据、结构多个层级,是一个「多层协同、模块组合」的完整扩容体系。而本文重点介绍以并行计算为主流的扩容方式。

链内并行计算 (intra-chain parallelism),关注区块内部交易 / 指令的并行执行。按并行机制划分,其扩容方式可以分为五大类,每类代表了不同的性能追求、开发模型和架构哲学,依次并行颗粒度越来越细,并行强度越来越高,调度复杂度也越来越高,编程复杂性和实现难度也越来越高。

  • 账户级并行(Account-level): 代表项目 Solana
  • 对象级并行(Object-level):代表项目 Sui
  • 交易级并行(Transaction-level): 代表项目 Monad, Aptos
  • 调用级 / 微 VM 并行(Call-level / MicroVM): 代表项目 MegaETH
  • 指令级并行(Instruction-level): 代表项目 GatlingX

链外异步并发模型,以...

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