Nguồn gốc: Chainfeeds

TL;DR

1. Khái niệm EVM song song đang được một số VC hàng đầu đặt cược vào: Paradigm, Jump, Dragonfly, v.v.

2. Dự án tiêu biểu là Monad, ngoài ra còn có Sei, MegaETH, Polygon, Neon EVM, BSC, v.v. Một số là L1 và một số là L2. Không có thông tin công khai đầy đủ về sự khác biệt cụ thể giữa các đội.

3. Mặc dù Parallel EVM theo nghĩa đen có nghĩa là "song song hóa", nhưng thực chất đây là phương pháp tối ưu hóa đặc biệt hiệu suất của từng thành phần EVM, do đó những nỗ lực của nó có thể đại diện cho giới hạn hiệu suất theo tiêu chuẩn EVM.

4. Độ khó: Ngoài việc tái cấu trúc toàn bộ công nghệ, còn có vấn đề về cách dự đoán trước liệu các giao dịch song song có xung đột hay không và hiệu quả thực hiện lại sau khi xảy ra xung đột.

5. Thách thức: Làm thế nào để tạo ra sự khác biệt trong hệ sinh thái nguồn mở và làm thế nào để tìm được sự cân bằng giữa tính phi tập trung và hiệu suất.

Sau khi các thuật toán đồng thuận, DA (lớp dữ liệu) và công nghệ chứng minh không kiến thức được nghiên cứu và lặp lại rộng rãi, công nghệ cốt lõi tiếp theo nhận được sự chú ý là EVM song song. Thị trường vốn cũng đã đầu tư hàng trăm triệu đô la vào câu chuyện này và một số công ty khởi nghiệp cấp kỳ lân đã ra đời.

Cộng đồng bắt đầu chú ý đến Parallel EVM (song song hóa EVM) vì Georgios Konstantopoulos (CTO của Paradigm) và Haseeb Qureshi của Dragonfly đã đề cập đến cùng một từ khóa vào cuối năm 2023 khi họ mong đợi các xu hướng trong năm 2024. Tuy nhiên, không có nhiều chi tiết thảo luận về chủ đề này và nhiều người cho rằng đây không phải là một khái niệm mới. EVM và điện toán song song đều là những khái niệm tương đối hoàn thiện. Tại sao việc kết hợp hai từ này lại là một xu hướng quan trọng?

Nhưng đây vẫn là một chủ đề rất hẹp, đến nỗi nếu bạn xem qua các bản tóm tắt hàng năm và dự báo xu hướng của nhiều tổ chức nghiên cứu, Parallel EVM không được đề cập đến. Vì vậy, đây vẫn là một khái niệm mới và chưa đạt được sự đồng thuận trên diện rộng. Hơn nữa, khái niệm này tương tự như các chủ đề như thuật toán đồng thuận và DA, tất cả đều liên quan hoàn toàn đến công nghệ, vì vậy càng ít người chú ý đến nó.

Ưu điểm trực tiếp nhất của Paralle EVM là nó cho phép các ứng dụng phi tập trung hiện có đạt được hiệu suất ở cấp độ Internet. Thậm chí có thể nói rằng Parallel EVM là công nghệ mới duy nhất không chỉ có thể tận dụng (một số lượng lớn) các hợp đồng thông minh hiện có mà còn đạt được hiệu suất cao và thông lượng chuỗi công khai song song.

Paradigm đã mong muốn tham gia thị trường này từ lâu và Jump đã đặt cược rất lớn

Theo tạp chí Fortune, Paradigm đang có kế hoạch dẫn đầu vòng gọi vốn mới nhất của Monad, huy động 200 triệu đô la với mức định giá 3 tỷ đô la. Mặc dù đây là nhóm nghiên cứu về khái niệm Parallel EVM đầu tiên mà Paradigm có kế hoạch đầu tư, nhưng thực tế là họ đã chú ý đến công nghệ này trong nhiều năm. Georgios Konstantopoulos (Giám đốc công nghệ của Paradigm) đã đề cập đến thuật ngữ này vào năm 2021.

Nguồn gốc của từ Monad cũng rất thú vị. Trong hệ thống triết học của triết gia Leibniz, Monad là yếu tố cơ bản cấu thành nên vũ trụ. Chúng là những thực thể không thể chia cắt và không bị ảnh hưởng bởi vật lý. Mỗi đơn vị phản ánh toàn bộ vũ trụ và từng được dịch là "đơn vị" trong tiếng Trung.

Trong khoa học máy tính, Monad là một mẫu thiết kế trong ngôn ngữ lập trình hàm giúp các lập trình viên xử lý sự phức tạp của thế giới thực với độ tinh khiết gần như toán học, giúp mã trở nên mô-đun hơn, dễ hiểu và dễ bảo trì hơn.

Một điều thú vị nữa là Monad và Nomad là chữ đảo chữ của nhau. Nomad có nghĩa là dân du mục, trong khi digital nomad có nghĩa là dân du mục kỹ thuật số/dân du mục kỹ thuật số.

Ngoài Monad, Georgios còn nhắc đến Sei và Polygon khi thảo luận về chủ đề này. Tuy nhiên, có một lý do quan trọng khác khiến ông lạc quan về Parallel EVM, đó là họ đã phát triển một ứng dụng khách Ethereum là Reth. Nó được định vị là một máy khách lớp thực thi Ethereum hiệu suất cao, được triển khai bằng ngôn ngữ Rust. Reth đang được phát triển với tốc độ nhanh chóng và vừa bước vào giai đoạn Beta. Có lẽ họ sẽ cân nhắc triển khai Parallel EVM trực tiếp trên Reth, nhưng xét đến khối lượng công việc nghiên cứu và phát triển, việc thúc đẩy Parallel EVM bằng cách đầu tư vào các nhóm khác có thể là lựa chọn tốt hơn. Theo tài liệu của Monad, họ chủ yếu sử dụng C++ và Rust trong kỹ thuật của mình.

Khi Reth lần đầu tiên ra mắt, các thành viên nhóm Erigon đã cáo buộc nó đạo văn mã nguồn mở của Akula, điều này cũng dẫn đến việc thiếu kinh phí để dự án Akula ngừng phát triển. Georgios trả lời rằng Reth không phải là một nhánh của bất kỳ máy khách nào khác và mã không đến từ bất kỳ máy khách nào khác, nhưng nó thực sự chịu ảnh hưởng và lấy cảm hứng từ Geth, Erigon và Akula.

Một đơn vị tham gia cốt lõi khác là Jump Trading và Jump Capital. Người sáng lập Monad đến từ Jump Trading và có nhiều kinh nghiệm trong giao dịch tần suất cao; Các nhà đầu tư của Sei bao gồm Jump Capital và Jump cũng tham gia sâu vào hệ sinh thái Solana, bao gồm cơ sở hạ tầng và các dự án.

Dragonfly, một nhà đầu tư ban đầu vào Monad, cũng đã chú ý đến các hướng liên quan và đã đầu tư vào NEAR, tập trung vào công nghệ phân mảnh cũng như các chuỗi công khai như Aptos, Avalanche và Nervos.

Nâng cấp thuật toán đồng thuận là chưa đủ, cuối cùng đã đến lượt lớp thực thi

Trong một vài cuộc chiến chuỗi công khai trước đây, lớp thực thi luôn bị bỏ qua. Họ hầu như chỉ nói về những đổi mới trong thuật toán đồng thuận, dù là Solana, Avalanche hay EOS. Mặc dù họ đã có nhiều cải tiến ở cấp độ thực thi, cộng đồng vẫn nhớ các thuật toán đồng thuận mà họ sử dụng và toàn bộ cộng đồng cũng tin rằng các chuỗi công khai hiệu suất cao này có thể đạt được những hiệu suất này là nhờ sự cải tiến của thuật toán đồng thuận.

Nhưng trên thực tế, nếu bạn muốn có được chuỗi công khai hiệu suất cao thì thuật toán đồng thuận và lớp thực thi cần phải khớp nhau, điều này cũng phù hợp với hiệu ứng ván ngắn của thùng gỗ. Đối với các chuỗi công khai dựa trên EVM chỉ cải thiện thuật toán đồng thuận, việc cải thiện hiệu suất đòi hỏi các nút mạnh hơn. Ví dụ, BSC giới hạn lượng Gas mà một khối có thể xử lý ở mức 2000 TPS và cấu hình máy cần thiết cao gấp nhiều lần mức đầu tư cho một nút đầy đủ Ethereum. Về mặt lý thuyết, Polygon có thể đạt được 1000 TPS, nhưng thông thường chỉ đạt được hàng chục đến hàng trăm.

Nút lưu trữ BSC yêu cầu ít nhất CPU 16 lõi và bộ nhớ 128G, Nút Ethereum chỉ cần ít nhất CPU 4 lõi và bộ nhớ 16G.

Nhóm BSC từ lâu đã nhận thức được những vấn đề này nên cũng đang hợp tác với NodeReal để phát triển công nghệ EVM song song. Chỉ bằng cách này, chúng ta mới có thể tăng thêm số lượng giao dịch có thể xử lý trong mỗi khối, cho phép thực hiện nhiều giao dịch song song hơn và tăng giới hạn TPS.

Tính song song: Không chỉ nâng cấp từ CPU đơn lõi lên CPU đa lõi

Trong hầu hết các hệ thống blockchain, các giao dịch được thực hiện hoàn toàn theo trình tự. Bạn có thể coi nó như một CPU lõi đơn. Phép tính tiếp theo chỉ có thể được thực hiện sau khi phép tính hiện tại hoàn tất. Mặc dù phương pháp này chậm nhưng ưu điểm của nó là tính đơn giản và hệ thống ít phức tạp.

Tuy nhiên, nếu hệ thống blockchain cần truy cập vào người dùng cấp Internet trong tương lai, thì CPU lõi đơn chắc chắn sẽ không đủ. Do đó, bằng cách nâng cấp lên máy ảo song song với CPU đa lõi, nhiều giao dịch có thể được xử lý đồng thời, giúp tăng thông lượng. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều thách thức trong việc triển khai kỹ thuật. Ví dụ, phải làm gì nếu hai giao dịch được xử lý đồng thời ghi dữ liệu vào cùng một hợp đồng thông minh? Cần phải thiết kế một cơ chế mới để giải quyết mâu thuẫn này. Đối với việc thực hiện song song các hợp đồng thông minh hoàn toàn không liên quan khác, thông lượng có thể được tăng lên theo quy mô tùy theo số lượng luồng xử lý song song.

Ngoài ra, Parallel EVM không chỉ cải thiện khả năng song song mà còn tối ưu hóa hiệu quả thực thi luồng đơn. Tổng giám đốc điều hành của Monad, Keone Honcho biết, "...điểm nghẽn thực sự (của EVM) là việc đọc và ghi trạng thái thường xuyên khi xử lý mọi thứ..." Ông cũng cho biết rằng thực thi song song chỉ là một phần của lộ trình và sứ mệnh lớn hơn của Monad là xoay quanh EVM và làm cho nó hiệu quả nhất có thể.

Do đó, mặc dù nghĩa đen của Parallel EVM chỉ biểu thị "song song hóa", nhưng thực chất đây là một sự tối ưu hóa đặc biệt về hiệu suất của từng thành phần EVM, do đó, những nỗ lực của nó có thể đại diện cho giới hạn hiệu suất theo tiêu chuẩn EVM.

EVM không ngang bằng với Solidity

Viết hợp đồng thông minh là một kỹ năng cần thiết đối với hầu hết các nhà phát triển blockchain. Các kỹ sư có thể viết các triển khai logic tương ứng trong Solidity hoặc các ngôn ngữ cấp cao khác của hợp đồng thông minh dựa trên nhu cầu kinh doanh. Tuy nhiên, EVM không thể hiểu trực tiếp logic của Solidity. Nó cần phải trải qua một số quá trình "dịch" và biên dịch thành ngôn ngữ cấp thấp mà máy có thể hiểu được (mã lệnh/mã bytecode) trước khi có thể được máy ảo thực thi. Các nhà phát triển Solidity không cần phải hiểu quá trình chuyển đổi này vì các công cụ hoàn thiện đã được triển khai.

Xét cho cùng, đây là một bản “dịch” nên sẽ có một số chi phí phát sinh. Đối với các kỹ sư có kinh nghiệm về code cấp thấp, họ có thể sử dụng trực tiếp opcode để viết logic chương trình trong Solidity, có thể đạt hiệu quả cao nhất, nghĩa là người dùng có thể tiết kiệm Gas khi giao dịch. Ví dụ, giao thức Seaport do Opensea ra mắt sử dụng rộng rãi lắp ráp nội tuyến trong các hợp đồng thông minh để giảm thiểu chi phí gas cho người dùng.

Do đó, nếu Parallel EVM cuối cùng có thể được hiện thực hóa, nó sẽ không chỉ mang lại khả năng song song hóa mà còn tối ưu hóa hiệu suất của toàn bộ ngăn xếp EVM. Các nhà phát triển ứng dụng thông thường không cần phải tốn nhiều năng lượng vào việc tối ưu hóa chỉ để tiết kiệm một chút nhiên liệu, vì máy ảo cơ bản đủ mạnh để làm phẳng những khác biệt này.

Hiệu suất EVM thay đổi, "tiêu chuẩn" không đồng nghĩa với "thực hành kỹ thuật"

"Máy ảo" cũng có thể được gọi là "lớp thực thi", đây là công cụ cuối cùng được tính toán và xử lý sau khi hợp đồng thông minh được biên dịch thành mã lệnh. "Bytecode" được định nghĩa bởi Máy ảo Ethereum (EVM) hiện đã trở thành tiêu chuẩn của ngành. Cho dù đó là mạng lớp thứ hai dựa trên Ethereum hay các chuỗi công khai độc lập khác, trước tiên họ đều sẵn sàng tương thích trực tiếp và hoàn toàn với tiêu chuẩn EVM. Các nhà phát triển có thể viết hợp đồng thông minh một lần và triển khai nó cho nhiều mạng, cực kỳ tiết kiệm chi phí.

Vì vậy, miễn là nó hoàn toàn tương thích với tiêu chuẩn "bytecode" của EVM thì nó có thể được gọi là EVM, nhưng phương pháp triển khai có thể khác nhau rất nhiều. Ví dụ, ứng dụng khách Ethereum Geth triển khai tiêu chuẩn EVM bằng ngôn ngữ Go. Tuy nhiên, Ipsilon, nhóm nghiên cứu điều hành của Ethereum Foundation, vẫn duy trì một bản triển khai EVM độc lập được phát triển bằng C++. Các máy khách Ethereum khác có thể trực tiếp gọi thư viện này để thực thi như EVM.

Ví dụ, nhiều sản phẩm sản xuất công nghiệp có tiêu chuẩn quốc tế tương ứng. Ví dụ, một sản phẩm phải có số lượng khuẩn lạc nhỏ hơn một giá trị nhất định thì mới được bán. Đây là "tiêu chuẩn". Nhưng làm sao để đạt được tiêu chuẩn nhà máy này? Mỗi nhà máy có thể lựa chọn hàng chục phương pháp khử trùng khác nhau và một số nhà máy có thể tìm ra cách tiết kiệm chi phí hơn để đáp ứng yêu cầu này. Đây là "thực hành".

Vì đã có bản triển khai evmone nên cũng có thể thực hiện các bản triển khai khác. Vì vậy, trong trường hợp EVM, tiêu chuẩn EVM định nghĩa một số phương thức hoạt động cơ bản "bytecode" (chẳng hạn như hỗ trợ các phép tính số học cơ bản nhất như cộng, trừ và nhân). Khi mỗi bytecode có một đầu vào nhất định thì nó sẽ có một đầu ra nhất định. Khi nói đến việc đáp ứng tiêu chuẩn này, các cách triển khai rất đa dạng, tạo ra nhiều khả năng tùy chỉnh và tối ưu hóa kỹ thuật.

Sự khác biệt và điểm tương đồng của Parallel EVM

Trong nhóm Parallel EVM, ngoài Monad phổ biến nhất còn có Sei, MegaETH, Polygon, Neon EVM, BSC, v.v. và Reth client của Paradigm cũng muốn đạt được các chức năng song song hóa.

Về mặt định vị, Monad, Sei, Polygon và BSC đều là blockchain Lớp 1, trong khi MegaETH có thể là Lớp 2 và Neon EVM dựa trên mạng Solana. Ngoài ra, Reth là một ứng dụng nguồn mở và MegaETH sẽ tiếp tục phát triển dựa trên một phần các dự án của Reth.

Tất nhiên, vẫn có sự cạnh tranh giữa các nhóm này và không phải tất cả các chi tiết kỹ thuật và tài liệu kỹ thuật đều được tiết lộ đầy đủ. Chỉ có thể tiến hành thêm nhiều so sánh sau khi chúng được công bố dần dần. Có lẽ đây giống như một cuộc chạy đua vũ trang, giống như BTC Layer 2, Resting và Ethereum Layer 2. Mặc dù có những khác biệt nhỏ giữa các công nghệ (và chúng là mã nguồn mở), nhưng điều quan trọng hơn là cách xây dựng tính độc đáo của hệ sinh thái.

Những khó khăn về mặt kỹ thuật của EVM song song

Đối với các giao dịch được thực hiện tuần tự, điểm nghẽn nằm ở CPU và quá trình đọc và ghi trạng thái. Nhưng ưu điểm là phương pháp này khá đơn giản, không có sai sót và mọi nhiệm vụ đều có thể được hoàn thành từng bước. Đối với các máy ảo thực thi song song, có thể có xung đột trạng thái, do đó phần phán đoán này cần được thêm vào trước hoặc sau khi thực thi.

Một ví dụ đơn giản là nếu máy ảo hỗ trợ bốn luồng thực thi song song và mỗi luồng có thể xử lý một giao dịch cùng một lúc, nếu cả bốn giao dịch này đều nằm trong cùng một nhóm giao dịch trên Uniswap, chúng không thể được tính song song vì mỗi giao dịch sẽ ảnh hưởng đến giá giao dịch của nhóm giao dịch này. Nhưng nếu bốn luồng này thực hiện bốn việc hoàn toàn không liên quan gì đến nhau cùng một lúc thì không có vấn đề gì cả.

Điều này sẽ liên quan đến việc thiết kế và triển khai kỹ thuật của nhiều nhóm khác nhau, nhưng ít nhất phải đảm bảo rằng sau khi thực hiện song song, cần có một mô-đun để phát hiện xung đột và thực hiện lại nếu xảy ra xung đột. Tất nhiên, nếu chúng ta có thể dự đoán và sàng lọc trước các giao dịch có thể xung đột, chúng ta cũng có thể tăng hiệu quả song song của toàn bộ máy ảo.

Ngoài những khác biệt về triển khai kỹ thuật của máy ảo EVM song song, mỗi nhóm thường sẽ thiết kế lại và nâng cao hiệu suất đọc và ghi của cơ sở dữ liệu trạng thái và thiết kế một thuật toán đồng thuận để phù hợp với nó, chẳng hạn như MonadDb và MonadBFT do Monad thiết kế.

Thách thức

Đối với Parallel EVM, có hai thách thức có thể xảy ra: liệu giá trị kỹ thuật dài hạn có được Ethereum nắm bắt hay không; và sự tập trung của các nút.

Vì mỗi nhóm vẫn đang trong giai đoạn phát triển và thử nghiệm công nghệ Parallel EVM nên không nhóm nào chọn mã nguồn mở cho tất cả các chi tiết kỹ thuật, đây là một trong những rào cản hiện tại. Tuy nhiên, sau khi vào mạng thử nghiệm và mạng chính, các tệp dự án này sẽ được công khai và cũng có thể được Ethereum hoặc các chuỗi công khai khác tiếp nhận. Do đó, vào thời điểm đó, cần phải đẩy nhanh tiến độ xây dựng sinh thái và xây dựng thêm nhiều hào sinh thái.

Tuy nhiên, vấn đề này không quá nghiêm trọng. Một mặt, đối với các nhà phát triển tiền điện tử, hiện có nhiều giấy phép nguồn mở hơn để lựa chọn (chẳng hạn như giấy phép của Uniswap, cho phép công khai mã nguồn nhưng không cho phép phân nhánh thành các dự án thương mại). Mặt khác, vị thế của Monad lại khác với Ethereum. Ngay cả khi Ethereum có thể đạt được tính năng hoàn thiện một khe cắm (SSF) trong tương lai, tính hoàn thiện của các giao dịch vẫn sẽ phải mất ít nhất 12 giây, điều này vẫn chưa đủ cho các tình huống ứng dụng có tần suất cao hơn.

Một thách thức khác cũng giống như tất cả các chuỗi công khai hiệu suất cao, đó là làm thế nào để triển khai nhiều nút hơn để đáp ứng các yêu cầu cơ bản không cần cấp phép và không cần tin cậy của người dùng: phi tập trung. Có lẽ một số chỉ số có thể được định lượng, chẳng hạn như "TPS chia cho yêu cầu phần cứng của nút", để có thể đạt được các biến kiểm soát nhằm so sánh chuỗi công khai/máy khách nào có TPS cao hơn theo tiêu chuẩn yêu cầu phần cứng cụ thể. Xét cho cùng, yêu cầu về phần cứng của các nút càng thấp thì số lượng nút có thể càng nhiều.

Tiếp theo, chúng tôi sẽ tiếp tục theo dõi tiến độ của nhiều dự án Parallel EVM khác nhau và thảo luận chi tiết về công nghệ cũng như sự khác biệt của chúng.

Liên kết gốc

Chào mừng bạn tham gia cộng đồng chính thức của BlockBeats:

Nhóm Telegram đăng ký: https://t.me/theblockbeats

Nhóm Telegram thảo luận: https://t.me/BlockBeats_App

Tài khoản Twitter chính thức: https://twitter.com/BlockBeatsAsia