Informe de investigación sobre la profundidad de la computación paralela en Web3: La ruta definitiva para la escalabilidad nativa
I. Introducción: La escalabilidad es un tema eterno, y la paralelización es el campo de batalla definitivo
Desde su creación, los sistemas de blockchain han enfrentado el problema central de la escalabilidad. La capacidad de procesamiento de transacciones de Bitcoin y Ethereum es muy inferior a la de los sistemas tradicionales de Web2, y este cuello de botella está profundamente arraigado en el diseño subyacente de la blockchain. En la última década, la industria ha intentado diversas soluciones de escalabilidad, desde la escalabilidad en cadena hasta Layer 2, desde canales de estado hasta Rollup. Sin embargo, estas soluciones no han tocado el verdadero límite de "rendimiento de cadena única" de la blockchain.
El cálculo paralelo dentro de la cadena se está convirtiendo gradualmente en un nuevo foco. Intenta reconstruir completamente el motor de ejecución mientras mantiene la atomicidad de la cadena única, actualizando la cadena de bloques de un modo de un solo hilo a un sistema de computación de alta concurrencia. Esto no solo podría lograr un aumento de cientos de veces en el rendimiento, sino que también podría convertirse en la clave para la explosión de aplicaciones de contratos inteligentes.
La computación paralela desafía el modelo fundamental de ejecución de contratos inteligentes, redefiniendo la lógica básica del procesamiento de transacciones. Su objetivo es proporcionar un soporte de infraestructura verdaderamente sostenible para las aplicaciones nativas de Web3 en el futuro. Después de la convergencia en la carrera de Rollup, la paralelización en la cadena se está convirtiendo en una variable decisiva en la nueva competencia de Layer 1. No solo es una competencia técnica, sino también una lucha de paradigmas. La próxima generación de plataformas de ejecución soberana en el mundo Web3 probablemente surgirá de esta lucha por la paralelización en la cadena.
II. Panorama de los Paradigmas de Escalabilidad: Cinco Rutas, Cada Una con su Enfoque
La escalabilidad, como el tema más crítico en la evolución de la tecnología de cadenas de bloques públicas, ha dado lugar a múltiples caminos técnicos. Estos caminos se pueden dividir en cinco rutas básicas:
Expansión directa en la cadena: como aumentar el tamaño del bloque, reducir el tiempo de creación del bloque, etc. Es fácil de implementar, pero puede enfrentar riesgos de centralización.
Escalabilidad fuera de la cadena: como canales de estado y cadenas laterales. Mover las transacciones a un procesamiento fuera de la cadena, escribiendo solo los resultados de vuelta a la cadena principal. Puede aumentar considerablemente el rendimiento, pero enfrenta desafíos de confianza y seguridad.
Rollup de Capa 2: actualmente la solución más popular. Ejecución fuera de la cadena, verificación en la cadena, logrando un equilibrio entre escalabilidad y seguridad. Sin embargo, existen problemas de dependencia de la disponibilidad de datos.
Blockchain modular: desacoplar las funciones centrales de la blockchain, completadas por múltiples cadenas especializadas que realizan diferentes funciones. Alta flexibilidad pero aumenta la complejidad del sistema.
Cálculo paralelo en la cadena: mediante el cambio en la arquitectura del motor de ejecución, se logra el procesamiento concurrente de transacciones dentro de la cadena. Es necesario reescribir la lógica de programación de la VM e introducir mecanismos de programación de sistemas informáticos modernos.
Estas cinco categorías de rutas reflejan el equilibrio entre el rendimiento, la combinabilidad, la seguridad y la complejidad en la blockchain. Cada solución tiene sus ventajas y desventajas, formando conjuntamente un panorama de la actualización del paradigma computacional de Web3.
Tres, Mapa de clasificación de cálculo paralelo: cinco grandes rutas desde la cuenta hasta la instrucción
La tecnología de computación paralela se puede dividir en cinco caminos, que van desde granulidad gruesa hasta granulidad fina:
Paralelismo a nivel de cuenta: representado por Solana. Basado en la desacoplamiento de cuentas y estados, se juzga si existe una relación de conflicto entre las transacciones para lograr la paralelización.
Paralelismo a nivel de objeto: como Aptos y Sui. Programación concurrente basada en unidades de "objetos de estado" de mayor granularidad.
Paralelismo a nivel de transacciones: como Monad, Sei, Fuel. Construir un gráfico de dependencias en torno a toda la transacción y realizar una ejecución de flujo concurrente.
Paralelismo a nivel de máquina virtual: como MegaETH. Integrar la capacidad de ejecución concurrente en la lógica de programación de instrucciones de bajo nivel de la VM.
Paralelismo a nivel de instrucciones: Inspirándose en la ejecución fuera de orden de la CPU, se lleva a cabo un análisis de programación y reordenamiento paralelo de cada operación.
Estas cinco categorías de rutas, desde estructuras de datos estáticas hasta mecanismos de programación dinámica, reflejan la continua refinación de la tecnología de paralelismo y el aumento de la complejidad del sistema. Marcan la transición del modelo de computación en blockchain de la ejecución serial tradicional hacia un entorno de ejecución distribuida de alto rendimiento.
Cuatro, análisis profundo de las dos principales pistas: Monad vs MegaETH
Los dos proyectos más destacados en el campo de la computación paralela en la actualidad son Monad y MegaETH, que representan dos rutas técnicas completamente diferentes.
Monad adopta la ruta del "reconstruccionismo", inspirándose en sistemas de bases de datos modernos para redefinir el motor de ejecución de blockchain. Su tecnología central incluye control de concurrencia optimista, programación de transacciones en DAG, ejecución desordenada, entre otros. Monad logra la compatibilidad con EVM a través de una capa de lenguaje intermedio, manteniendo la amigabilidad con el ecosistema de Ethereum.
MegaETH adopta una ruta de "compatibilidad", dedicada a incorporar capacidades paralelas en el EVM existente. A través de la reestructuración del modelo de ejecución de instrucciones del EVM, introduce aislamiento a nivel de hilo y mecanismos de ejecución asíncrona, logrando un "EVM multicore". MegaETH permite a los desarrolladores obtener mejoras en el rendimiento sin necesidad de modificar los contratos existentes.
Monad es más adecuado para construir sistemas completamente nuevos, persiguiendo un rendimiento extremo. MegaETH, por otro lado, es más adecuado para proyectos existentes que buscan realizar una mejora de rendimiento con el mínimo costo. Ambos representan la típica confrontación entre la "escuela de reconstrucción" y la "escuela de compatibilidad" en la computación paralela, cada uno con sus ventajas.
Cinco, oportunidades y desafíos futuros de la computación paralela
La computación en paralelo ofrece grandes oportunidades para Web3:
Eliminar el límite de la aplicación, lograr interacciones de alta frecuencia en la cadena.
Impulsar la transformación del paradigma de desarrollo, dando lugar a una nueva generación de cadenas de herramientas.
Proporcionar módulos de ejecución de alto rendimiento para blockchain modular.
Pero al mismo tiempo también enfrenta muchos desafíos:
Garantía de consistencia en la concurrencia de estados y manejo de conflictos.
El modelo de seguridad del entorno de ejecución multihilo aún no ha madurado.
Migración del ecosistema de desarrolladores y umbral de cognición.
El futuro del cálculo paralelo depende tanto de los avances tecnológicos como del diseño ecológico. Redefinirá la naturaleza de la blockchain y podría convertirse en un punto de inflexión para el paradigma de cálculo de Web3.
Seis, Conclusión: ¿Es la computación paralela el mejor camino para la escalabilidad nativa de Web3?
Aunque la computación paralela es difícil de implementar, se acerca más a la esencia de la blockchain. Logra mejorar el rendimiento mediante la reestructuración del propio modelo de ejecución, manteniendo el modelo de confianza central de la blockchain. Este enfoque de escalabilidad "nativo de la cadena" reserva un espacio de rendimiento sostenible para aplicaciones más complejas en la cadena en el futuro.
La computación en paralelo reconstruye "el alma de la cadena". Aunque es difícil de lograr a corto plazo, probablemente sea el único camino sostenible y correcto en la evolución a largo plazo de Web3. Estamos siendo testigos de una transición arquitectónica similar a la de pasar de un núcleo a múltiples núcleos; la forma primordial de un sistema operativo nativo de Web3 podría estar oculta en estos experimentos paralelos dentro de las cadenas.
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RugResistant
· 07-19 12:36
Es absurdo, ¿otra vez hablando de tecnología?
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NftDataDetective
· 07-19 04:05
la escalabilidad del motor de ejecución es como... bruh, ya hemos visto esta historia antes lmao
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CryptoPhoenix
· 07-16 18:40
La computación paralela inyecta alma a web3. ¡Cree que el futuro finalmente dará sus frutos!
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LiquidityWizard
· 07-16 18:21
Aumentar la velocidad no puede compararse con Solana.
El auge de la computación paralela en Web3: reconstruyendo el motor de ejecución de la Cadena de bloques para abrir una nueva era de rendimiento
Informe de investigación sobre la profundidad de la computación paralela en Web3: La ruta definitiva para la escalabilidad nativa
I. Introducción: La escalabilidad es un tema eterno, y la paralelización es el campo de batalla definitivo
Desde su creación, los sistemas de blockchain han enfrentado el problema central de la escalabilidad. La capacidad de procesamiento de transacciones de Bitcoin y Ethereum es muy inferior a la de los sistemas tradicionales de Web2, y este cuello de botella está profundamente arraigado en el diseño subyacente de la blockchain. En la última década, la industria ha intentado diversas soluciones de escalabilidad, desde la escalabilidad en cadena hasta Layer 2, desde canales de estado hasta Rollup. Sin embargo, estas soluciones no han tocado el verdadero límite de "rendimiento de cadena única" de la blockchain.
El cálculo paralelo dentro de la cadena se está convirtiendo gradualmente en un nuevo foco. Intenta reconstruir completamente el motor de ejecución mientras mantiene la atomicidad de la cadena única, actualizando la cadena de bloques de un modo de un solo hilo a un sistema de computación de alta concurrencia. Esto no solo podría lograr un aumento de cientos de veces en el rendimiento, sino que también podría convertirse en la clave para la explosión de aplicaciones de contratos inteligentes.
La computación paralela desafía el modelo fundamental de ejecución de contratos inteligentes, redefiniendo la lógica básica del procesamiento de transacciones. Su objetivo es proporcionar un soporte de infraestructura verdaderamente sostenible para las aplicaciones nativas de Web3 en el futuro. Después de la convergencia en la carrera de Rollup, la paralelización en la cadena se está convirtiendo en una variable decisiva en la nueva competencia de Layer 1. No solo es una competencia técnica, sino también una lucha de paradigmas. La próxima generación de plataformas de ejecución soberana en el mundo Web3 probablemente surgirá de esta lucha por la paralelización en la cadena.
II. Panorama de los Paradigmas de Escalabilidad: Cinco Rutas, Cada Una con su Enfoque
La escalabilidad, como el tema más crítico en la evolución de la tecnología de cadenas de bloques públicas, ha dado lugar a múltiples caminos técnicos. Estos caminos se pueden dividir en cinco rutas básicas:
Expansión directa en la cadena: como aumentar el tamaño del bloque, reducir el tiempo de creación del bloque, etc. Es fácil de implementar, pero puede enfrentar riesgos de centralización.
Escalabilidad fuera de la cadena: como canales de estado y cadenas laterales. Mover las transacciones a un procesamiento fuera de la cadena, escribiendo solo los resultados de vuelta a la cadena principal. Puede aumentar considerablemente el rendimiento, pero enfrenta desafíos de confianza y seguridad.
Rollup de Capa 2: actualmente la solución más popular. Ejecución fuera de la cadena, verificación en la cadena, logrando un equilibrio entre escalabilidad y seguridad. Sin embargo, existen problemas de dependencia de la disponibilidad de datos.
Blockchain modular: desacoplar las funciones centrales de la blockchain, completadas por múltiples cadenas especializadas que realizan diferentes funciones. Alta flexibilidad pero aumenta la complejidad del sistema.
Cálculo paralelo en la cadena: mediante el cambio en la arquitectura del motor de ejecución, se logra el procesamiento concurrente de transacciones dentro de la cadena. Es necesario reescribir la lógica de programación de la VM e introducir mecanismos de programación de sistemas informáticos modernos.
Estas cinco categorías de rutas reflejan el equilibrio entre el rendimiento, la combinabilidad, la seguridad y la complejidad en la blockchain. Cada solución tiene sus ventajas y desventajas, formando conjuntamente un panorama de la actualización del paradigma computacional de Web3.
Tres, Mapa de clasificación de cálculo paralelo: cinco grandes rutas desde la cuenta hasta la instrucción
La tecnología de computación paralela se puede dividir en cinco caminos, que van desde granulidad gruesa hasta granulidad fina:
Paralelismo a nivel de cuenta: representado por Solana. Basado en la desacoplamiento de cuentas y estados, se juzga si existe una relación de conflicto entre las transacciones para lograr la paralelización.
Paralelismo a nivel de objeto: como Aptos y Sui. Programación concurrente basada en unidades de "objetos de estado" de mayor granularidad.
Paralelismo a nivel de transacciones: como Monad, Sei, Fuel. Construir un gráfico de dependencias en torno a toda la transacción y realizar una ejecución de flujo concurrente.
Paralelismo a nivel de máquina virtual: como MegaETH. Integrar la capacidad de ejecución concurrente en la lógica de programación de instrucciones de bajo nivel de la VM.
Paralelismo a nivel de instrucciones: Inspirándose en la ejecución fuera de orden de la CPU, se lleva a cabo un análisis de programación y reordenamiento paralelo de cada operación.
Estas cinco categorías de rutas, desde estructuras de datos estáticas hasta mecanismos de programación dinámica, reflejan la continua refinación de la tecnología de paralelismo y el aumento de la complejidad del sistema. Marcan la transición del modelo de computación en blockchain de la ejecución serial tradicional hacia un entorno de ejecución distribuida de alto rendimiento.
Cuatro, análisis profundo de las dos principales pistas: Monad vs MegaETH
Los dos proyectos más destacados en el campo de la computación paralela en la actualidad son Monad y MegaETH, que representan dos rutas técnicas completamente diferentes.
Monad adopta la ruta del "reconstruccionismo", inspirándose en sistemas de bases de datos modernos para redefinir el motor de ejecución de blockchain. Su tecnología central incluye control de concurrencia optimista, programación de transacciones en DAG, ejecución desordenada, entre otros. Monad logra la compatibilidad con EVM a través de una capa de lenguaje intermedio, manteniendo la amigabilidad con el ecosistema de Ethereum.
MegaETH adopta una ruta de "compatibilidad", dedicada a incorporar capacidades paralelas en el EVM existente. A través de la reestructuración del modelo de ejecución de instrucciones del EVM, introduce aislamiento a nivel de hilo y mecanismos de ejecución asíncrona, logrando un "EVM multicore". MegaETH permite a los desarrolladores obtener mejoras en el rendimiento sin necesidad de modificar los contratos existentes.
Monad es más adecuado para construir sistemas completamente nuevos, persiguiendo un rendimiento extremo. MegaETH, por otro lado, es más adecuado para proyectos existentes que buscan realizar una mejora de rendimiento con el mínimo costo. Ambos representan la típica confrontación entre la "escuela de reconstrucción" y la "escuela de compatibilidad" en la computación paralela, cada uno con sus ventajas.
Cinco, oportunidades y desafíos futuros de la computación paralela
La computación en paralelo ofrece grandes oportunidades para Web3:
Eliminar el límite de la aplicación, lograr interacciones de alta frecuencia en la cadena.
Impulsar la transformación del paradigma de desarrollo, dando lugar a una nueva generación de cadenas de herramientas.
Proporcionar módulos de ejecución de alto rendimiento para blockchain modular.
Pero al mismo tiempo también enfrenta muchos desafíos:
Garantía de consistencia en la concurrencia de estados y manejo de conflictos.
El modelo de seguridad del entorno de ejecución multihilo aún no ha madurado.
Migración del ecosistema de desarrolladores y umbral de cognición.
El futuro del cálculo paralelo depende tanto de los avances tecnológicos como del diseño ecológico. Redefinirá la naturaleza de la blockchain y podría convertirse en un punto de inflexión para el paradigma de cálculo de Web3.
Seis, Conclusión: ¿Es la computación paralela el mejor camino para la escalabilidad nativa de Web3?
Aunque la computación paralela es difícil de implementar, se acerca más a la esencia de la blockchain. Logra mejorar el rendimiento mediante la reestructuración del propio modelo de ejecución, manteniendo el modelo de confianza central de la blockchain. Este enfoque de escalabilidad "nativo de la cadena" reserva un espacio de rendimiento sostenible para aplicaciones más complejas en la cadena en el futuro.
La computación en paralelo reconstruye "el alma de la cadena". Aunque es difícil de lograr a corto plazo, probablemente sea el único camino sostenible y correcto en la evolución a largo plazo de Web3. Estamos siendo testigos de una transición arquitectónica similar a la de pasar de un núcleo a múltiples núcleos; la forma primordial de un sistema operativo nativo de Web3 podría estar oculta en estos experimentos paralelos dentro de las cadenas.