Bản đồ toàn cảnh lĩnh vực tính toán song song Web3: Giải pháp mở rộng bản địa tốt nhất?
"Tam giác không thể" của blockchain (Blockchain Trilemma) bao gồm "độ an toàn", "phi tập trung" và "khả năng mở rộng" đã chỉ ra sự đánh đổi bản chất trong thiết kế hệ thống blockchain, tức là các dự án blockchain rất khó đạt được "độ an toàn tối ưu, mọi người đều có thể tham gia, xử lý nhanh chóng" cùng một lúc. Đối với chủ đề vĩnh cửu "khả năng mở rộng", hiện tại các giải pháp mở rộng blockchain chủ yếu trên thị trường được phân loại theo các mô hình, bao gồm:
Thực hiện mở rộng nâng cao: Tăng cường khả năng thực thi tại chỗ, chẳng hạn như song song, GPU, đa lõi
Tăng cường tách biệt trạng thái: phân tách trạng thái theo chiều ngang / Shard, chẳng hạn như phân đoạn, UTXO, nhiều subnet
Mở rộng theo kiểu thuê ngoài không trên chuỗi: thực hiện bên ngoài chuỗi, ví dụ như Rollup, Coprocessor, DA
Mở rộng kiểu tách cấu trúc: mô-đun kiến trúc, hoạt động phối hợp, chẳng hạn như chuỗi mô-đun, bộ sắp xếp chia sẻ, Rollup Mesh
Mở rộng đồng thời bất đồng bộ: Mô hình Actor, cách ly tiến trình, điều khiển bằng tin nhắn, ví dụ như tác nhân, chuỗi bất đồng bộ đa luồng.
Các giải pháp mở rộng blockchain bao gồm: tính toán song song trong chuỗi, Rollup, phân đoạn, mô-đun DA, cấu trúc mô-đun, hệ thống Actor, nén chứng minh zk, kiến trúc không trạng thái, v.v., bao gồm nhiều cấp độ như thực thi, trạng thái, dữ liệu, cấu trúc, là một hệ thống mở rộng "hợp tác đa lớp, kết hợp mô-đun" hoàn chỉnh. Bài viết này sẽ tập trung giới thiệu phương pháp mở rộng chủ yếu dựa trên tính toán song song.
Tính toán song song trong chuỗi (intra-chain parallelism), tập trung vào việc thực hiện song song các giao dịch / lệnh trong khối. Theo cơ chế song song, phương pháp mở rộng có thể được chia thành năm loại lớn, mỗi loại đại diện cho những mục tiêu hiệu suất, mô hình phát triển và triết lý kiến trúc khác nhau, theo thứ tự độ phân giải song song ngày càng tinh vi hơn, cường độ song song ngày càng cao hơn, độ phức tạp lập lịch cũng ngày càng cao hơn, độ phức tạp lập trình và độ khó thực hiện cũng ngày càng cao hơn.
Song song cấp tài khoản (Account-level): Đại diện cho dự án Solana
Song song cấp đối tượng (Object-level): đại diện cho dự án Sui
Song song cấp giao dịch (Transaction-level): Đại diện cho dự án Monad, Aptos
Cấp gọi / MicroVM song song (Call-level / MicroVM): Đại diện cho dự án MegaETH
Song song cấp lệnh (Instruction-level): Đại diện cho dự án GatlingX
Mô hình đồng thời bất đồng bộ ngoài chuỗi, được đại diện bởi hệ thống thông minh Actor (Mô hình Đại lý / Actor), thuộc một kiểu mô hình tính toán song song khác, như là hệ thống tin nhắn xuyên chuỗi / bất đồng bộ (mô hình không đồng bộ khối), mỗi Đại lý được coi là "tiến trình thông minh độc lập" hoạt động, theo cách bất đồng bộ với thông điệp song song, sự kiện điều khiển, không cần lên lịch đồng bộ, các dự án đại diện có AO, ICP, Cartesi, v.v.
Các giải pháp mở rộng quen thuộc như Rollup hoặc phân đoạn thuộc về cơ chế đồng thời cấp hệ thống, không thuộc về tính toán song song trong chuỗi. Chúng thực hiện mở rộng bằng cách "chạy song song nhiều chuỗi / miền thực thi" chứ không phải nâng cao độ song song bên trong một khối / máy ảo đơn lẻ. Các giải pháp mở rộng này không phải là trọng tâm của bài viết này, nhưng chúng tôi vẫn sẽ sử dụng chúng để so sánh sự tương đồng và khác biệt trong ý tưởng kiến trúc.
Hai, EVM hệ thống chuỗi tăng cường song song: Đột phá giới hạn hiệu suất trong khả năng tương thích
Đến nay, cấu trúc xử lý tuần tự của Ethereum đã trải qua nhiều vòng thử nghiệm mở rộng như phân đoạn, Rollup, kiến trúc mô-đun, nhưng vẫn chưa có bước đột phá căn bản nào về khả năng thông lượng của tầng thực thi. Tuy nhiên, EVM và Solidity vẫn là nền tảng hợp đồng thông minh có cơ sở phát triển và tiềm năng sinh thái lớn nhất hiện nay. Do đó, chuỗi tăng cường song song của EVM như một con đường quan trọng vừa đảm bảo tính tương thích sinh thái vừa nâng cao hiệu suất thực thi, đang trở thành một hướng quan trọng trong tiến trình mở rộng mới. Monad và MegaETH là hai dự án đại diện tiêu biểu cho hướng đi này, lần lượt xây dựng kiến trúc xử lý song song EVM hướng tới các tình huống có độ đồng thời cao và khả năng thông lượng lớn, từ việc thực thi trễ và phân tích trạng thái.
Phân tích cơ chế tính toán song song của Monad
Monad là một blockchain Layer1 hiệu suất cao được thiết kế lại cho máy ảo Ethereum (EVM), dựa trên nguyên tắc song song cơ bản của xử lý theo chuỗi (Pipelining), thực hiện thực thi không đồng bộ trong lớp đồng thuận (Asynchronous Execution) và thực thi đồng thời lạc quan (Optimistic Parallel Execution) trong lớp thực thi. Ngoài ra, trong lớp đồng thuận và lưu trữ, Monad lần lượt giới thiệu giao thức BFT hiệu suất cao (MonadBFT) và hệ thống cơ sở dữ liệu chuyên dụng (MonadDB), đạt được tối ưu hóa đầu cuối.
Pipelining: Cơ chế thực thi song song nhiều giai đoạn
Pipelining là nguyên tắc cơ bản của việc thực thi song song trong Monad, ý tưởng cốt lõi là phân chia quy trình thực thi blockchain thành nhiều giai đoạn độc lập và xử lý các giai đoạn này một cách song song, hình thành cấu trúc ống dẫn ba chiều, mỗi giai đoạn chạy trên các luồng hoặc lõi độc lập, đạt được xử lý đồng thời giữa các khối, cuối cùng nâng cao thông lượng và giảm độ trễ. Các giai đoạn này bao gồm: Đề xuất giao dịch (Propose), Đạt được đồng thuận (Consensus), Thực hiện giao dịch (Execution) và Xác nhận khối (Commit).
Thực thi không đồng bộ: Đồng thuận - Thực thi phân tách không đồng bộ
Trong chuỗi truyền thống, sự đồng thuận và thực thi giao dịch thường là quy trình đồng bộ, mô hình tuần tự này đã hạn chế nghiêm trọng khả năng mở rộng hiệu suất. Monad thông qua "thực thi không đồng bộ" đã đạt được sự đồng thuận không đồng bộ ở tầng đồng thuận, thực thi không đồng bộ ở tầng thực thi và lưu trữ không đồng bộ. Giảm đáng kể thời gian khối (block time) và độ trễ xác nhận, làm cho hệ thống linh hoạt hơn, quy trình xử lý được phân chia hơn và tỷ lệ sử dụng tài nguyên cao hơn.
Thiết kế cốt lõi:
Quá trình đồng thuận (tầng đồng thuận) chỉ chịu trách nhiệm sắp xếp giao dịch, không thực thi logic hợp đồng.
Quy trình thực hiện (lớp thực hiện) được kích hoạt bất đồng bộ sau khi đồng thuận hoàn tất.
Sau khi đạt được đồng thuận, ngay lập tức vào quy trình đồng thuận của khối tiếp theo mà không cần chờ hoàn tất thực thi.
Thực thi song song lạc quan: Optimistic Parallel Execution
Ethereum truyền thống sử dụng mô hình tuần tự nghiêm ngặt để thực thi giao dịch nhằm tránh xung đột trạng thái. Trong khi đó, Monad áp dụng chiến lược "thực thi song song lạc quan", nâng cao đáng kể tốc độ xử lý giao dịch.
Cơ chế thực hiện:
Monad sẽ thực hiện tất cả các giao dịch một cách lạc quan và song song, giả định rằng phần lớn các giao dịch không có xung đột trạng thái.
Chạy đồng thời một "Bộ phát hiện xung đột (Conflict Detector)" để giám sát xem các giao dịch có truy cập cùng một trạng thái hay không (chẳng hạn như xung đột đọc / ghi).
Nếu phát hiện xung đột, các giao dịch xung đột sẽ được tuần tự hóa và thực hiện lại để đảm bảo tính chính xác của trạng thái.
Monad đã chọn con đường tương thích: thay đổi quy tắc EVM càng ít càng tốt, trong quá trình thực thi bằng cách hoãn ghi trạng thái và phát hiện xung đột động để đạt được sự song song, giống như phiên bản hiệu suất của Ethereum, độ trưởng thành tốt dễ dàng thực hiện việc di chuyển hệ sinh thái EVM, là bộ tăng tốc song song của thế giới EVM.
Phân tích cơ chế tính toán song song của MegaETH
Khác với định vị L1 của Monad, MegaETH được định vị là lớp thực thi song song hiệu suất cao mô-đun tương thích với EVM, có thể hoạt động như một chuỗi công khai L1 độc lập hoặc như một lớp tăng cường thực thi trên Ethereum (Execution Layer) hoặc thành phần mô-đun. Mục tiêu thiết kế cốt lõi của nó là tách biệt logic tài khoản, môi trường thực thi và trạng thái thành các đơn vị tối thiểu có thể lập lịch độc lập, nhằm đạt được khả năng thực thi đồng thời cao trong chuỗi và khả năng phản hồi độ trễ thấp. Sự đổi mới chính mà MegaETH đề xuất là: Kiến trúc Micro-VM + DAG phụ thuộc trạng thái (State Dependency DAG) và cơ chế đồng bộ hóa mô-đun, cùng nhau xây dựng hệ thống thực thi song song hướng tới "luồng trong chuỗi".
Kiến trúc Micro-VM (máy ảo vi mô): Tài khoản tức là luồng
MegaETH đã giới thiệu mô hình thực thi "mỗi tài khoản một máy ảo vi mô (Micro-VM)", biến môi trường thực thi thành "đa luồng", cung cấp đơn vị cách ly tối thiểu cho lập lịch song song. Các VM này giao tiếp với nhau thông qua tin nhắn bất đồng bộ (Asynchronous Messaging), thay vì gọi đồng bộ, cho phép nhiều VM thực thi độc lập, lưu trữ độc lập, tự nhiên song song.
State Dependency DAG: Cơ chế lập lịch dựa trên đồ thị phụ thuộc
MegaETH đã xây dựng một hệ thống lập lịch DAG dựa trên quan hệ truy cập trạng thái tài khoản, hệ thống duy trì một đồ thị phụ thuộc toàn cầu (Dependency Graph) theo thời gian thực, mỗi giao dịch sẽ mô hình hóa các tài khoản mà nó sửa đổi và các tài khoản mà nó đọc thành quan hệ phụ thuộc. Các giao dịch không xung đột có thể thực thi song song ngay lập tức, trong khi các giao dịch có quan hệ phụ thuộc sẽ được lập lịch theo thứ tự topo hoặc trì hoãn thực hiện. Đồ thị phụ thuộc đảm bảo tính nhất quán trạng thái và việc ghi không trùng lặp trong quá trình thực thi song song.
Thực thi bất đồng bộ và cơ chế gọi lại
B
Tóm lại, MegaETH đã phá vỡ mô hình máy trạng thái đơn luồng EVM truyền thống, thực hiện bao bọc vi máy ảo theo đơn vị tài khoản, thông qua đồ thị phụ thuộc trạng thái để thực hiện lập lịch giao dịch, và thay thế ngăn xếp gọi đồng bộ bằng cơ chế thông điệp bất đồng bộ. Đây là một nền tảng tính toán song song được thiết kế lại từ "cấu trúc tài khoản → kiến trúc lập lịch → quy trình thực thi" ở tất cả các chiều, cung cấp một tư duy mới cấp độ mẫu cho việc xây dựng hệ thống chuỗi trên hiệu suất cao thế hệ tiếp theo.
MegaETH đã chọn con đường tái cấu trúc: hoàn toàn trừu tượng hóa tài khoản và hợp đồng thành VM độc lập, thông qua lập lịch thực thi bất đồng bộ để giải phóng tiềm năng song song cực đại. Về lý thuyết, giới hạn song song của MegaETH cao hơn, nhưng cũng khó kiểm soát độ phức tạp, giống như một hệ điều hành phân tán siêu cấp dưới ý tưởng của Ethereum.
Thiết kế của Monad và MegaETH đều khác biệt đáng kể với khái niệm phân đoạn (Sharding): phân đoạn chia blockchain thành nhiều chuỗi con độc lập (shards), mỗi chuỗi con chịu trách nhiệm cho một phần giao dịch và trạng thái, phá vỡ giới hạn của chuỗi đơn trong việc mở rộng ở tầng mạng; trong khi đó, Monad và MegaETH đều giữ nguyên tính toàn vẹn của chuỗi đơn, chỉ mở rộng theo chiều ngang ở tầng thực thi, tối ưu hóa thực thi song song cực hạn bên trong chuỗi đơn để vượt qua hiệu suất. Cả hai đại diện cho hai hướng khác nhau trong con đường mở rộng blockchain: tăng cường theo chiều dọc và mở rộng theo chiều ngang.
Các dự án tính toán song song như Monad và MegaETH chủ yếu tập trung vào con đường tối ưu hóa thông lượng, với mục tiêu cốt lõi là nâng cao TPS trong chuỗi, thông qua việc thực hiện trì hoãn (Deferred Execution) và kiến trúc vi máy ảo (Micro-VM) để đạt được xử lý song song cấp giao dịch hoặc cấp tài khoản. Pharos Network, như một mạng lưới blockchain L1 mô-đun và toàn diện, có cơ chế tính toán song song cốt lõi được gọi là "Rollup Mesh". Kiến trúc này hỗ trợ môi trường nhiều máy ảo (EVM và Wasm) thông qua sự hợp tác giữa mạng chính và mạng xử lý đặc biệt (SPNs), đồng thời tích hợp các công nghệ tiên tiến như chứng minh không biết (ZK) và môi trường thực thi tin cậy (TEE).
Phân tích cơ chế tính toán song song Rollup Mesh:
Xử lý ống dẫn bất đồng bộ trong toàn bộ vòng đời (Full Lifecycle Asynchronous Pipelining): Pharos tách rời các giai đoạn của giao dịch (như đồng thuận, thực thi, lưu trữ) và áp dụng phương thức xử lý bất đồng bộ, cho phép mỗi giai đoạn có thể tiến hành độc lập và song song, từ đó nâng cao hiệu suất xử lý tổng thể.
Thực thi song song trên hai máy ảo (Dual VM Parallel Execution): Pharos hỗ trợ hai môi trường máy ảo EVM và WASM, cho phép các nhà phát triển lựa chọn môi trường thực thi phù hợp theo nhu cầu. Kiến trúc máy ảo kép này không chỉ nâng cao tính linh hoạt của hệ thống mà còn cải thiện khả năng xử lý giao dịch thông qua việc thực thi song song.
Mạng xử lý đặc biệt (SPNs): SPNs là thành phần quan trọng trong kiến trúc Pharos, tương tự như các mạng con mô-đun, được thiết kế đặc biệt để xử lý các loại nhiệm vụ hoặc ứng dụng cụ thể. Thông qua SPNs, Pharos có thể thực hiện phân bổ tài nguyên động và xử lý nhiệm vụ song song, từ đó tăng cường khả năng mở rộng và hiệu suất của hệ thống.
Đồng thuận mô-đun và cơ chế đặt lại (Modular Consensus & Restaking): Pharos đã giới thiệu cơ chế đồng thuận linh hoạt, hỗ trợ nhiều mô hình đồng thuận (như PBFT, PoS, PoA), và thông qua giao thức đặt lại (Restaking) để kết nối mạng chính với SPNs.
Xem bản gốc
Trang này có thể chứa nội dung của bên thứ ba, được cung cấp chỉ nhằm mục đích thông tin (không phải là tuyên bố/bảo đảm) và không được coi là sự chứng thực cho quan điểm của Gate hoặc là lời khuyên về tài chính hoặc chuyên môn. Xem Tuyên bố từ chối trách nhiệm để biết chi tiết.
Toàn cảnh tính toán song song Web3: Ai sẽ trở thành giải pháp mở rộng bản địa tốt nhất
Bản đồ toàn cảnh lĩnh vực tính toán song song Web3: Giải pháp mở rộng bản địa tốt nhất?
"Tam giác không thể" của blockchain (Blockchain Trilemma) bao gồm "độ an toàn", "phi tập trung" và "khả năng mở rộng" đã chỉ ra sự đánh đổi bản chất trong thiết kế hệ thống blockchain, tức là các dự án blockchain rất khó đạt được "độ an toàn tối ưu, mọi người đều có thể tham gia, xử lý nhanh chóng" cùng một lúc. Đối với chủ đề vĩnh cửu "khả năng mở rộng", hiện tại các giải pháp mở rộng blockchain chủ yếu trên thị trường được phân loại theo các mô hình, bao gồm:
Các giải pháp mở rộng blockchain bao gồm: tính toán song song trong chuỗi, Rollup, phân đoạn, mô-đun DA, cấu trúc mô-đun, hệ thống Actor, nén chứng minh zk, kiến trúc không trạng thái, v.v., bao gồm nhiều cấp độ như thực thi, trạng thái, dữ liệu, cấu trúc, là một hệ thống mở rộng "hợp tác đa lớp, kết hợp mô-đun" hoàn chỉnh. Bài viết này sẽ tập trung giới thiệu phương pháp mở rộng chủ yếu dựa trên tính toán song song.
Tính toán song song trong chuỗi (intra-chain parallelism), tập trung vào việc thực hiện song song các giao dịch / lệnh trong khối. Theo cơ chế song song, phương pháp mở rộng có thể được chia thành năm loại lớn, mỗi loại đại diện cho những mục tiêu hiệu suất, mô hình phát triển và triết lý kiến trúc khác nhau, theo thứ tự độ phân giải song song ngày càng tinh vi hơn, cường độ song song ngày càng cao hơn, độ phức tạp lập lịch cũng ngày càng cao hơn, độ phức tạp lập trình và độ khó thực hiện cũng ngày càng cao hơn.
Mô hình đồng thời bất đồng bộ ngoài chuỗi, được đại diện bởi hệ thống thông minh Actor (Mô hình Đại lý / Actor), thuộc một kiểu mô hình tính toán song song khác, như là hệ thống tin nhắn xuyên chuỗi / bất đồng bộ (mô hình không đồng bộ khối), mỗi Đại lý được coi là "tiến trình thông minh độc lập" hoạt động, theo cách bất đồng bộ với thông điệp song song, sự kiện điều khiển, không cần lên lịch đồng bộ, các dự án đại diện có AO, ICP, Cartesi, v.v.
Các giải pháp mở rộng quen thuộc như Rollup hoặc phân đoạn thuộc về cơ chế đồng thời cấp hệ thống, không thuộc về tính toán song song trong chuỗi. Chúng thực hiện mở rộng bằng cách "chạy song song nhiều chuỗi / miền thực thi" chứ không phải nâng cao độ song song bên trong một khối / máy ảo đơn lẻ. Các giải pháp mở rộng này không phải là trọng tâm của bài viết này, nhưng chúng tôi vẫn sẽ sử dụng chúng để so sánh sự tương đồng và khác biệt trong ý tưởng kiến trúc.
Hai, EVM hệ thống chuỗi tăng cường song song: Đột phá giới hạn hiệu suất trong khả năng tương thích
Đến nay, cấu trúc xử lý tuần tự của Ethereum đã trải qua nhiều vòng thử nghiệm mở rộng như phân đoạn, Rollup, kiến trúc mô-đun, nhưng vẫn chưa có bước đột phá căn bản nào về khả năng thông lượng của tầng thực thi. Tuy nhiên, EVM và Solidity vẫn là nền tảng hợp đồng thông minh có cơ sở phát triển và tiềm năng sinh thái lớn nhất hiện nay. Do đó, chuỗi tăng cường song song của EVM như một con đường quan trọng vừa đảm bảo tính tương thích sinh thái vừa nâng cao hiệu suất thực thi, đang trở thành một hướng quan trọng trong tiến trình mở rộng mới. Monad và MegaETH là hai dự án đại diện tiêu biểu cho hướng đi này, lần lượt xây dựng kiến trúc xử lý song song EVM hướng tới các tình huống có độ đồng thời cao và khả năng thông lượng lớn, từ việc thực thi trễ và phân tích trạng thái.
Phân tích cơ chế tính toán song song của Monad
Monad là một blockchain Layer1 hiệu suất cao được thiết kế lại cho máy ảo Ethereum (EVM), dựa trên nguyên tắc song song cơ bản của xử lý theo chuỗi (Pipelining), thực hiện thực thi không đồng bộ trong lớp đồng thuận (Asynchronous Execution) và thực thi đồng thời lạc quan (Optimistic Parallel Execution) trong lớp thực thi. Ngoài ra, trong lớp đồng thuận và lưu trữ, Monad lần lượt giới thiệu giao thức BFT hiệu suất cao (MonadBFT) và hệ thống cơ sở dữ liệu chuyên dụng (MonadDB), đạt được tối ưu hóa đầu cuối.
Pipelining: Cơ chế thực thi song song nhiều giai đoạn
Pipelining là nguyên tắc cơ bản của việc thực thi song song trong Monad, ý tưởng cốt lõi là phân chia quy trình thực thi blockchain thành nhiều giai đoạn độc lập và xử lý các giai đoạn này một cách song song, hình thành cấu trúc ống dẫn ba chiều, mỗi giai đoạn chạy trên các luồng hoặc lõi độc lập, đạt được xử lý đồng thời giữa các khối, cuối cùng nâng cao thông lượng và giảm độ trễ. Các giai đoạn này bao gồm: Đề xuất giao dịch (Propose), Đạt được đồng thuận (Consensus), Thực hiện giao dịch (Execution) và Xác nhận khối (Commit).
Thực thi không đồng bộ: Đồng thuận - Thực thi phân tách không đồng bộ
Trong chuỗi truyền thống, sự đồng thuận và thực thi giao dịch thường là quy trình đồng bộ, mô hình tuần tự này đã hạn chế nghiêm trọng khả năng mở rộng hiệu suất. Monad thông qua "thực thi không đồng bộ" đã đạt được sự đồng thuận không đồng bộ ở tầng đồng thuận, thực thi không đồng bộ ở tầng thực thi và lưu trữ không đồng bộ. Giảm đáng kể thời gian khối (block time) và độ trễ xác nhận, làm cho hệ thống linh hoạt hơn, quy trình xử lý được phân chia hơn và tỷ lệ sử dụng tài nguyên cao hơn.
Thiết kế cốt lõi:
Thực thi song song lạc quan: Optimistic Parallel Execution
Ethereum truyền thống sử dụng mô hình tuần tự nghiêm ngặt để thực thi giao dịch nhằm tránh xung đột trạng thái. Trong khi đó, Monad áp dụng chiến lược "thực thi song song lạc quan", nâng cao đáng kể tốc độ xử lý giao dịch.
Cơ chế thực hiện:
Monad đã chọn con đường tương thích: thay đổi quy tắc EVM càng ít càng tốt, trong quá trình thực thi bằng cách hoãn ghi trạng thái và phát hiện xung đột động để đạt được sự song song, giống như phiên bản hiệu suất của Ethereum, độ trưởng thành tốt dễ dàng thực hiện việc di chuyển hệ sinh thái EVM, là bộ tăng tốc song song của thế giới EVM.
Phân tích cơ chế tính toán song song của MegaETH
Khác với định vị L1 của Monad, MegaETH được định vị là lớp thực thi song song hiệu suất cao mô-đun tương thích với EVM, có thể hoạt động như một chuỗi công khai L1 độc lập hoặc như một lớp tăng cường thực thi trên Ethereum (Execution Layer) hoặc thành phần mô-đun. Mục tiêu thiết kế cốt lõi của nó là tách biệt logic tài khoản, môi trường thực thi và trạng thái thành các đơn vị tối thiểu có thể lập lịch độc lập, nhằm đạt được khả năng thực thi đồng thời cao trong chuỗi và khả năng phản hồi độ trễ thấp. Sự đổi mới chính mà MegaETH đề xuất là: Kiến trúc Micro-VM + DAG phụ thuộc trạng thái (State Dependency DAG) và cơ chế đồng bộ hóa mô-đun, cùng nhau xây dựng hệ thống thực thi song song hướng tới "luồng trong chuỗi".
Kiến trúc Micro-VM (máy ảo vi mô): Tài khoản tức là luồng
MegaETH đã giới thiệu mô hình thực thi "mỗi tài khoản một máy ảo vi mô (Micro-VM)", biến môi trường thực thi thành "đa luồng", cung cấp đơn vị cách ly tối thiểu cho lập lịch song song. Các VM này giao tiếp với nhau thông qua tin nhắn bất đồng bộ (Asynchronous Messaging), thay vì gọi đồng bộ, cho phép nhiều VM thực thi độc lập, lưu trữ độc lập, tự nhiên song song.
State Dependency DAG: Cơ chế lập lịch dựa trên đồ thị phụ thuộc
MegaETH đã xây dựng một hệ thống lập lịch DAG dựa trên quan hệ truy cập trạng thái tài khoản, hệ thống duy trì một đồ thị phụ thuộc toàn cầu (Dependency Graph) theo thời gian thực, mỗi giao dịch sẽ mô hình hóa các tài khoản mà nó sửa đổi và các tài khoản mà nó đọc thành quan hệ phụ thuộc. Các giao dịch không xung đột có thể thực thi song song ngay lập tức, trong khi các giao dịch có quan hệ phụ thuộc sẽ được lập lịch theo thứ tự topo hoặc trì hoãn thực hiện. Đồ thị phụ thuộc đảm bảo tính nhất quán trạng thái và việc ghi không trùng lặp trong quá trình thực thi song song.
Thực thi bất đồng bộ và cơ chế gọi lại
B
Tóm lại, MegaETH đã phá vỡ mô hình máy trạng thái đơn luồng EVM truyền thống, thực hiện bao bọc vi máy ảo theo đơn vị tài khoản, thông qua đồ thị phụ thuộc trạng thái để thực hiện lập lịch giao dịch, và thay thế ngăn xếp gọi đồng bộ bằng cơ chế thông điệp bất đồng bộ. Đây là một nền tảng tính toán song song được thiết kế lại từ "cấu trúc tài khoản → kiến trúc lập lịch → quy trình thực thi" ở tất cả các chiều, cung cấp một tư duy mới cấp độ mẫu cho việc xây dựng hệ thống chuỗi trên hiệu suất cao thế hệ tiếp theo.
MegaETH đã chọn con đường tái cấu trúc: hoàn toàn trừu tượng hóa tài khoản và hợp đồng thành VM độc lập, thông qua lập lịch thực thi bất đồng bộ để giải phóng tiềm năng song song cực đại. Về lý thuyết, giới hạn song song của MegaETH cao hơn, nhưng cũng khó kiểm soát độ phức tạp, giống như một hệ điều hành phân tán siêu cấp dưới ý tưởng của Ethereum.
Thiết kế của Monad và MegaETH đều khác biệt đáng kể với khái niệm phân đoạn (Sharding): phân đoạn chia blockchain thành nhiều chuỗi con độc lập (shards), mỗi chuỗi con chịu trách nhiệm cho một phần giao dịch và trạng thái, phá vỡ giới hạn của chuỗi đơn trong việc mở rộng ở tầng mạng; trong khi đó, Monad và MegaETH đều giữ nguyên tính toàn vẹn của chuỗi đơn, chỉ mở rộng theo chiều ngang ở tầng thực thi, tối ưu hóa thực thi song song cực hạn bên trong chuỗi đơn để vượt qua hiệu suất. Cả hai đại diện cho hai hướng khác nhau trong con đường mở rộng blockchain: tăng cường theo chiều dọc và mở rộng theo chiều ngang.
Các dự án tính toán song song như Monad và MegaETH chủ yếu tập trung vào con đường tối ưu hóa thông lượng, với mục tiêu cốt lõi là nâng cao TPS trong chuỗi, thông qua việc thực hiện trì hoãn (Deferred Execution) và kiến trúc vi máy ảo (Micro-VM) để đạt được xử lý song song cấp giao dịch hoặc cấp tài khoản. Pharos Network, như một mạng lưới blockchain L1 mô-đun và toàn diện, có cơ chế tính toán song song cốt lõi được gọi là "Rollup Mesh". Kiến trúc này hỗ trợ môi trường nhiều máy ảo (EVM và Wasm) thông qua sự hợp tác giữa mạng chính và mạng xử lý đặc biệt (SPNs), đồng thời tích hợp các công nghệ tiên tiến như chứng minh không biết (ZK) và môi trường thực thi tin cậy (TEE).
Phân tích cơ chế tính toán song song Rollup Mesh: