Web3 Paralel Hesaplama Derinlik Araştırma Raporu: Yerel Ölçeklenmenin Nihai Yolu

I. Giriş: Ölçeklenebilirlik sonsuz bir meseledir, paralellik nihai savaş alanıdır

Blockchain sistemleri, doğduğu günden bu yana ölçeklenebilirlik sorunlarıyla karşı karşıya kalmıştır. Bitcoin ve Ethereum'un işlem işleme kapasitesi sınırlıdır ve büyük ölçekli uygulama ihtiyaçlarını karşılayamamaktadır. Son on yılda, endüstri çeşitli ölçeklendirme çözümleri denemiştir; zincir içi ölçeklendirmeden Layer 2'ye, durum kanallarından Rollup'a kadar. Rollup, şu anda ana akım ölçeklendirme paradigması haline gelmiştir, ancak hala blok zincirinin temel "tek zincir performansı"nın gerçek sınırlarına ulaşmamıştır.

Zincir içi paralel hesaplama giderek sektörün gündemine girmekte. Zincir dışı genişlemeden farklı olarak, zincir içi paralel, yürütme motorunu yeniden yapılandırmayı hedefliyor ve blok zincirini "her bir işlemi sıralı olarak yürütmekten" "çoklu iş parçacığı + boru hattı + bağımlılık zamanlaması" yüksek eşzamanlılık sistemine yükseltmeyi amaçlıyor. Bu sadece yüzlerce kat daha yüksek işlem hacmi sağlamayabilir, aynı zamanda akıllı sözleşme uygulamalarının patlama yapmasının anahtarı olabilir.

Paralel hesaplama, akıllı sözleşmelerin yürütülmesinin temel modeline meydan okumakta, işlem paketleme, durum erişimi, çağrı ilişkileri ve depolama düzeninin temel mantığını yeniden tanımlamaktadır. Amacı, gelecekteki Web3 yerel uygulamalarına sürdürülebilir bir altyapı desteği sağlamaktır. Zincir içi paralellik, yeni dönem Layer1 rekabetinin belirleyici değişkeni haline gelmekte ve Web3 dünyasının bir sonraki nesil egemen yürütme platformu bu mücadeleden doğabilir.

İki, Ölçekleme Paradigması Panorama: Beş Tür Yol, Her Birinin Vurguları

Genişleme, halka açık blok zinciri teknolojisinin evrimi sırasında en önemli konulardan biri olarak, son on yılda neredeyse tüm ana akım teknik yolların ortaya çıkmasını ve evrimini tetikledi. Şu anda beş ana temel yol oluşmuştur:

1. Zincir üstü genişleme: blok boyutunu artırma, blok oluşturma süresini kısaltma vb. Avantajı, tek zincir tutarlılığını korumaktır, ancak merkezileşme riski ile karşılaşma olasılığı yüksektir.

2. Off-chain genişleme: durum kanalları ve yan zincirler. İşlemleri off-chain'e taşımak, yalnızca nihai sonucu ana zincire yazmak. Teorik olarak sınırsız işlem hacmine genişletilebilir, ancak güven ve güvenlik sorunları vardır.

3. Layer2 Rollup: Zincir dışı yürütme, zincir üzerinde doğrulama. Şu anda en popüler genişleme çözümü, ancak veri kullanılabilirliği bağımlılığı gibi sorunlar var.

4. Modüler blok zinciri: Blok zincirinin temel işlevlerini ayrıştırarak, farklı işlevleri yerine getiren birden fazla özel zincir tarafından tamamlanır. Esnek ama yüksek karmaşıklıkta.

5. Zincir içi paralel hesaplama: Çalışma motoru mimarisini değiştirerek atomik işlemlerin eşzamanlı işlenmesini sağlamak. VM zamanlama mantığını yeniden yazmak ve modern bilgisayar sistemleri zamanlama mekanizmalarını dahil etmek gerekiyor.

Bu beş yol türü, blockchain'in performans, bileşen uyumluluğu, güvenlik ve geliştirme karmaşıklığı arasındaki dengeyi yansıtan çeşitli önceliklere sahiptir. Zincir içi paralel, yürütme katmanının temel yükseltmesine odaklanarak, zincir içi tutarlılığı bozmadan modern dağıtık sistemlerin performans sınırına yaklaşmaya çalışır.

Üç, Paralel Hesaplama Sınıflandırma Haritası: Hesaptan Talimata Beş Ana Yol

Paralel hesaplama teknolojisi beş yola ayrılabilir:

1. Hesap düzeyinde paralellik: Solana'yı temsil eden, hesap-durum ayrımı tasarımına dayanan, işlemlerin dahil olduğu hesap kümesini statik analizle çelişkileri belirler.

2. Nesne seviyesi paralellik: Aptos ve Sui gibi, kaynaklar ve modüllerin anlamsal soyutlamasını getirir, daha ince "durum nesneleri" birimi ile planlama yapar.

3. İşlem düzeyinde paralellik: Monad, Sei, Fuel gibi araştırmalar, tüm işlem işlemine bağlı bir grafik oluşturur ve eş zamanlı akış yürütmesi gerçekleştirir.

4. Sanal makine düzeyinde paralellik: MegaETH gibi, eşzamanlı yürütme yeteneğini VM altındaki talimat zamanlama mantığına entegre etme.

5. Komut seviyesi paralellik: Modern CPU'nun karmaşık yürütme düşüncesinden yararlanarak, her bir işlemi planlama analizi ve paralel yeniden sıralama ile gerçekleştirin.

Hesaptan talimata, paralel ayrıntı sürekli olarak inceltiliyor, sistem karmaşıklığı ve planlama zorluğu sürekli artıyor. Bu evrim süreci, blok zinciri hesaplama modelinin geleneksel tam sıralı konsensüs defterinden, yüksek performanslı dağıtık yürütme ortamına geçişini işaret ediyor.

Dört, İki Büyük Güç Yarış Alanının Derin Analizi: Monad vs MegaETH

Mevcut piyasa, Monad ve MegaETH olmak üzere iki ana teknik yola odaklanıyor.

Monad, "sıfırdan paralel hesaplama zinciri inşa etmek" anlamına gelir. Tasarım felsefesi, blok zinciri yürütme motorunu yeniden tanımlamak, modern veritabanı teknolojilerinden faydalanmak ve milyon TPS seviyesinde performans sağlamak üzerine kuruludur. Temel mekanizmaları arasında iyimser eşzamanlı kontrol, işlem DAG planlaması ve dağınık yürütme gibi unsurlar yer alır. Monad, EVM ile uyumluluğunu korur ve Layer 2 Rollup için ideal bir yürütme katmanı olabilir.

MegaETH, "EVM içindeki paralel devrim" anlamına gelir. Mevcut EVM temeli üzerinde paralel yetenekler uygulamayı seçer, asenkron çağrı yığını ve yürütme bağlamı izolasyon mekanizmasını tanıtır. Bu tasarım, Ethereum ekosistemine daha dosttur ve EVM L2 ağlarının performans hızlandırma eklentisi haline gelebilir.

Her ikisi de paralel teknolojilerin farklı yollarını temsil ediyor: Monad, paradigmada bir kırılma peşinde, tüm yürütme mimarisini yeniden inşa etmeyi hedefliyor; MegaETH ise mevcut ekosistem kısıtlamalarına saygı göstererek performans artışını teşvik eden ilerici bir optimizasyonu hedefliyor. Farklı geliştirici toplulukları ve ekosistem vizyonlarına yöneliyorlar, gelecekte modüler blok zinciri mimarisi içinde tamamlayıcı bir rol oynayabilirler.

Beş, Paralel Hesaplamanın Gelecekteki Fırsatları ve Zorlukları

Paralel hesaplamanın Web3'e sunduğu fırsatlar şunlardır:

1. Uygulama tavanını kaldırın, zincir üzerindeki yüksek frekanslı etkileşimleri destekleyen GameFi, AI Agent gibi yeni uygulamaları destekleyin.

2. Geliştirme paradigmasının ve araç zincirinin yeniden şekillendirilmesini teşvik etmek, yeni nesil paralel akıllı sözleşme çerçevelerinin ortaya çıkmasını sağlamak.

3. Modüler blok zincirine yüksek performanslı bir yürütme katmanı desteği sağlamak.

Ancak paralel hesaplama da zorluklarla karşı karşıya.

1. Durum eşzamanlılık tutarlılığı garantisi ve işlem çakışması işleme teknik zorluğu.

2. Çoklu iş parçacığı yürütme ortamının güvenlik modeli henüz olgunlaşmamıştır.

3. Geliştirici ekosisteminin göçü ve bilinç eşiği sorunu.

Paralel hesaplamanın geleceği hem sistem mühendisliğinin zaferi hem de ekolojik tasarımın bir sınavıdır. Bu, blok zincirinin özünü yeniden tanımlayacak ve Web3 hesaplama paradigmasının potansiyel bir dönüm noktası olacaktır.

Altı, Sonuç: Paralel hesaplama, Web3 yerel genişlemesi için en iyi yol mu?

Paralel hesaplama, uygulanması zor olmasına rağmen, blok zincirinin doğasına en yakın ölçeklenme yolu olabilir. Bu, blok zincirinin temel güven modelini korurken, performans darboğazlarını aşmak için yürütme modelini yeniden yapılandırarak gerçekleştirilir. Bu "zincir üzerinde doğmuş" ölçeklenme yöntemi, karmaşık zincir üstü uygulamalar için sürdürülebilir bir performans zemini bırakmaktadır.

Paralel hesaplama, "zincirin ruhunu" yeniden yapılandırıyor. Kısa vadeli bir geçişin kısayolu olmasa da, Web3'ün uzun vadeli evrimi için tek sürdürülebilir doğru yol olabilir. Tek çekirdekli CPU'dan çok çekirdekli OS'a benzer bir mimari sıçramaya tanıklık ediyoruz; Web3 yerel işletim sisteminin kıvılcımı bu zincir içindeki paralel deneylerde gizli olabilir.