خريطة شاملة لسباق الحوسبة المتوازية Web3: ما هي أفضل حل للتوسع الأصلي؟
يكشف "مثلث الاستحالة" في blockchain عن التوازن الأساسي في تصميم أنظمة blockchain ، حيث من الصعب على مشاريع blockchain تحقيق "أقصى أمان، مشاركة الجميع، ومعالجة سريعة" في نفس الوقت. فيما يتعلق بموضوع "قابلية التوسع" هذا ، يتم تصنيف حلول توسيع blockchain الرائجة في السوق حاليًا وفقًا للأنماط ، بما في ذلك:
تنفيذ التوسع المعزز: تعزيز القدرة التنفيذية في الموقع، مثل المعالجة المتوازية، GPU، والأنوية المتعددة
توسيع معزول عن الحالة: تقسيم أفقي للحالة / شارد، مثل الشظايا، UTXO، شبكات فرعية متعددة
توسيع نوع التعاقد الخارجي: وضع التنفيذ خارج السلسلة، مثل Rollup، Coprocessor، DA
توسيع الهيكل المفكك: نمذجة معمارية، تشغيل متعاون، مثل سلسلة الوحدات، المرتب المشترك، شبكة Rollup
التوسع المتزامن غير المتزامن: نموذج الممثل، عزل العمليات، مدفوع بالرسائل، مثل الوكلاء، خيوط متعددة غير متزامنة
تشمل حلول توسيع البلوكتشين: الحوسبة المتوازية داخل السلسلة، Rollup، تقسيم الشظايا، وحدة DA، الهيكلية المعيارية، نظام Actor، ضغط إثبات zk، الهيكلية غير الحالة، وما إلى ذلك، والتي تغطي مستويات متعددة مثل التنفيذ، الحالة، البيانات، والهيكل، وهي نظام كامل للتوسيع "تعاون متعدد الطبقات، تجميع وحدات". يركز هذا المقال على طريقة التوسيع التي تعتمد على الحوسبة المتوازية.
الحوسبة المتوازية داخل السلسلة (intra-chain parallelism)، تركز على التنفيذ المتوازي للمعاملات / التعليمات داخل الكتلة. وفقًا لآلية التوازي، يمكن تقسيم طرق التوسع إلى خمس فئات، تمثل كل فئة سعيًا مختلفًا للأداء، ونموذج تطوير، وفلسفة معمارية، حيث يصبح حجم التوازي تدريجيًا أدق، وزيادة شدة التوازي، وزيادة تعقيد الجدولة، بالإضافة إلى زيادة تعقيد البرمجة وصعوبة التنفيذ.
التوازي على مستوى الحساب (Account-level): يمثل مشروع سولانا
المستوى الكائن المتوازي (Object-level): يمثل مشروع Sui
مستوى المعاملات (Transaction-level): يمثل المشروع Monad، Aptos
مستوى الاستدعاء / مايكرو VM المتوازي (Call-level / MicroVM): يمثل مشروع MegaETH
التوازي على مستوى التعليمات (Instruction-level): يمثل مشروع GatlingX
نموذج التزامن غير المتزامن الخارجي، الذي يُمثل بنظام كائنات الممثل (نموذج الوكيل / الممثل)، وهو ينتمي إلى نمط حساب متوازي آخر، كنظام رسائل عبر السلاسل / غير المتزامن (نموذج غير متزامن للكتل)، حيث يمثل كل وكيل "عملية ذكية مستقلة"، ويعمل بطريقة متزامنة غير متزامنة، مدفوعة بالأحداث، دون الحاجة إلى جدولة متزامنة، ومن المشاريع الممثلة AO و ICP و Cartesi وغيرها.
إن الحلول المعروفة لنا مثل Rollup أو تقسيم السلسلة للتوسع، تنتمي إلى آلية التزامن على مستوى النظام، ولا تنتمي إلى الحوسبة المتوازية داخل السلسلة. إنها تحقق التوسع من خلال "تشغيل عدة سلاسل / مجالات تنفيذ بشكل متوازي"، بدلاً من زيادة مستوى التوازي داخل كتلة واحدة / آلة افتراضية. هذه الحلول للتوسع ليست محور النقاش في هذه المقالة، لكننا سنستخدمها لمقارنة اختلافات المفاهيم المعمارية.
ثانياً، سلسلة تعزيز التوازي لـ EVM: كسر حدود الأداء في التوافق
تطورت بنية المعالجة التسلسلية لإيثريوم حتى الآن، مرّت بعدة جولات من محاولات التوسع مثل التجزئة وRollup والهندسة المعمارية المودولارية، ولكن لا يزال عنق الزجاجة في معدل التنفيذ دون突破 جذري. وفي الوقت نفسه، لا يزال EVM وSolidity هما أكثر منصات العقود الذكية ذات قاعدة المطورين والقوة البيئية الحالية. لذلك، تعتبر سلسلة EVM المعززة بالتوازي كمسار رئيسي يوازن بين توافق النظام البيئي وتحسين أداء التنفيذ، وهي الاتجاه المهم في جولة التوسع الجديدة. يعتبر Monad وMegaETH من المشاريع الأكثر تمثيلاً في هذا الاتجاه، حيث ينطلق كل منهما من التنفيذ المتأخر وتفكيك الحالة، لبناء بنية معالجة EVM بالتوازي موجهة لمشاهد ذات تزامن عالي ومعدل نقل بيانات مرتفع.
تحليل آلية الحساب المتوازي لـ Monad
Monad هو سلسلة كتل Layer1 عالية الأداء مصممة من جديد لجهاز افتراضي الإيثيريوم (EVM)، تعتمد على مفهوم المعالجة المتوازية الأساسية (Pipelining)، حيث يتم تنفيذ الآس من خلال طبقة الإجماع (Asynchronous Execution) وتنفيذ متوازي متفائل (Optimistic Parallel Execution) في طبقة التنفيذ. بالإضافة إلى ذلك، في طبقات الإجماع والتخزين، قدمت Monad بروتوكول BFT عالي الأداء (MonadBFT) ونظام قاعدة بيانات مخصص (MonadDB)، مما يحقق تحسينًا من النهاية إلى النهاية.
التسلسل: آلية تنفيذ متوازية متعددة المراحل
Pipelining هو الفكرة الأساسية لتنفيذ Monad المتوازي، حيث تتمثل الفكرة الرئيسية في تقسيم عملية تنفيذ blockchain إلى مراحل مستقلة متعددة، ومعالجة هذه المراحل بشكل متوازي، مما يشكل هيكل خط أنابيب ثلاثي الأبعاد، حيث تعمل كل مرحلة على خيوط أو نوى مستقلة، مما يحقق معالجة متزامنة عبر الكتل، وفي النهاية يصل إلى تحسين السعة وتقليل التأخير. تشمل هذه المراحل: اقتراح المعاملات (Propose) ، التوصل إلى توافق (Consensus) ، تنفيذ المعاملات (Execution) ، وتقديم الكتلة (Commit).
التنفيذ غير المتزامن: الإجماع - تنفيذ فك الارتباط غير المتزامن
في السلسلة التقليدية، يكون توافق المعاملات والتنفيذ عادةً عملية متزامنة، وهذا النموذج التسلسلي يحد بشدة من توسيع الأداء. حققت Monad من خلال "التنفيذ غير المتزامن" توافق الطبقة غير المتزامن، وتنفيذ الطبقة غير المتزامن والتخزين غير المتزامن. مما يقلل بشكل كبير من زمن الكتلة (block time) وتأخير التأكيد، مما يجعل النظام أكثر مرونة، وعملية المعالجة أكثر تفصيلاً، وزيادة كفاءة استخدام الموارد.
التصميم الأساسي:
عملية الإجماع (طبقة الإجماع) مسؤولة فقط عن ترتيب المعاملات، ولا تنفذ منطق العقد.
عملية التنفيذ (طبقة التنفيذ) تُTriggered بشكل غير متزامن بعد إتمام التوافق.
بعد إتمام الإجماع، يتم الدخول مباشرة في عملية إجماع الكتلة التالية دون الحاجة للانتظار حتى تكتمل التنفيذ.
تستخدم الإيثيريوم التقليدية نموذج تنفيذ صارم متسلسل لتجنب تضارب الحالة. بينما تعتمد Monad على استراتيجية "التنفيذ المتوازي المتفائل"، مما يزيد بشكل كبير من سرعة معالجة المعاملات.
آلية التنفيذ:
Monad ستقوم بتنفيذ جميع المعاملات بالتوازي بتفاؤل، على افتراض أن معظم المعاملات ليس بينها تعارضات في الحالة.
تشغيل "كاشف التعارضات (Conflict Detector))" في نفس الوقت لمراقبة ما إذا كانت المعاملات قد وصلت إلى نفس الحالة (مثل تعارضات القراءة / الكتابة).
إذا تم الكشف عن تعارض، سيتم تسلسل تنفيذ المعاملات المتعارضة مرة أخرى لضمان صحة الحالة.
اختارت Monad مسار التوافق: تقليل التعديل على قواعد EVM قدر الإمكان، وتحقيق التوازي من خلال تأخير كتابة الحالة واكتشاف التعارضات ديناميكيًا أثناء عملية التنفيذ، مما يجعلها تشبه نسخة الأداء من Ethereum، مما يسهل نقل النظام البيئي لـ EVM بفضل نضوجها، وتعتبر مسرعًا للتوازي في عالم EVM.
تحليل آلية الحوسبة المتوازية لـ MegaETH
بخلاف تحديد L1 الخاص بـ Monad ، يتم تحديد MegaETH كطبقة تنفيذ عالية الأداء وقابلة للتعديل ومتوافقة مع EVM ، يمكن أن تعمل كشبكة L1 مستقلة أو كطبقة تحسين تنفيذ على الإيثيريوم أو كعنصر موديولاري. الهدف الرئيسي من تصميمها هو فصل منطق الحساب وبيئة التنفيذ والحالة إلى وحدات أصغر يمكن جدولتها بشكل مستقل ، لتحقيق تنفيذ متزامن عالي داخل السلسلة وقدرة استجابة منخفضة التأخير. الابتكار الرئيسي الذي تقدمه MegaETH هو: بنية Micro-VM + DAG (رسم بياني معتمد على الحالة) والآلية التزامنية المودولارية ، التي تبني معًا نظام تنفيذ متوازي موجه نحو "تعدد الخيوط داخل السلسلة".
معمارية Micro-VM (مايكرو-آلة افتراضية): الحساب هو الخيط
قدم MegaETH نموذج تنفيذ "آلة افتراضية مصغرة (Micro-VM) لكل حساب"، مما جعل بيئة التنفيذ "مجدولة"، لتوفير وحدة العزل الدنيا للتوزيع المتوازي. تتواصل هذه الآلات الافتراضية فيما بينها من خلال رسائل غير متزامنة (Asynchronous Messaging) بدلاً من الاستدعاءات المتزامنة، مما يسمح لكثير من الآلات الافتراضية بالتنفيذ المستقل والتخزين المستقل، مما يجعلها متوازية بطبيعتها.
اعتماد الحالة DAG: آلية جدولة مدفوعة بالاعتماد
بنت MegaETH نظام جدولة DAG يعتمد على علاقات الوصول إلى حالة الحسابات، حيث يحافظ النظام في الوقت الحقيقي على رسم بياني عالمي للاعتماد (Dependency Graph). كل معاملة تعدل أي حسابات، وتقرأ أي حسابات، يتم نمذجة جميعها كعلاقات اعتماد. يمكن تنفيذ المعاملات غير المتعارضة بشكل متوازي مباشرة، بينما سيتم جدولة المعاملات التي لها علاقات اعتماد بالتسلسل أو التأخير وفقًا لترتيب الطوبولوجيا. يضمن رسم الاعتماد اتساق الحالة وعدم الكتابة المتكررة أثناء عملية التنفيذ المتوازي.
التنفيذ غير المتزامن وآلية الاسترجاع
تم بناء MegaETH على رأس نموذج البرمجة غير المتزامن ، على غرار الرسائل غير المتزامنة لنموذج الممثل ، والذي يحل مشكلة المكالمات التسلسلية التقليدية EVM. استدعاءات العقد غير متزامنة (تنفيذ غير متكرر) ، وعندما يتم استدعاء العقد A -> B -> C ، تكون كل مكالمة غير متزامنة دون منع الانتظار ؛ يتم توسيع مكدس المكالمات إلى رسم بياني للاستدعاء غير المتزامن. معالجة المعاملات = اجتياز الرسم البياني غير المتزامن + دقة التبعية + الجدولة المتوازية.
بعبارة أخرى، تقوم MegaETH بتكسير نموذج آلة الحالة أحادية الخيط EVM التقليدي، من خلال تحقيق تغليف للميكرو-آلة الافتراضية على مستوى الحساب، وتنظيم التداول من خلال مخطط الاعتماد على الحالة، واستبدال مكدس الاستدعاء المتزامن بآلية الرسائل غير المتزامنة. إنها منصة حوسبة متوازية أعيد تصميمها بالكامل من "هيكل الحساب → هيكل الجدولة → عملية التنفيذ"، مما يوفر أفكاراً جديدة على مستوى النموذج لبناء أنظمة سلسلة عالية الأداء من الجيل التالي.
اختارت MegaETH مسار إعادة الهيكلة: تجريد الحسابات والعقود إلى VM مستقل، من خلال جدولة التنفيذ غير المتزامن لتحرير أقصى إمكانيات التوازي. نظريًا، فإن الحد الأقصى للتوازي في MegaETH أعلى، ولكنه أيضًا أكثر صعوبة في التحكم في التعقيد، مما يجعله أشبه بنظام تشغيل موزع فائق تحت مفهوم Ethereum.
تتميز Monad و MegaETH بمفاهيم تصميم مختلفة تمامًا عن الشقوق (Sharding): حيث تقوم الشقوق بتقسيم سلسلة الكتل أفقيًا إلى عدة سلاسل فرعية مستقلة (شقوق Shards)، حيث تتحمل كل سلسلة فرعية جزءًا من المعاملات والحالة، مما يكسر قيود السلسلة الواحدة في توسيع الشبكة؛ بينما يحتفظ كل من Monad و MegaETH بسلامة السلسلة الواحدة، حيث يتم التوسع أفقيًا فقط في طبقة التنفيذ، مما يحقق تحسينات في الأداء من خلال تنفيذ متوازي داخل السلسلة الواحدة. يمثل كلاهما اتجاهين مختلفين في مسار توسيع سلسلة الكتل، وهما التعزيز العمودي والتوسع الأفقي.
تركز مشاريع الحوسبة المتوازية مثل Monad و MegaETH بشكل أساسي على تحسين مسارات الإنتاجية، بهدف رئيسي هو تعزيز TPS داخل السلسلة، من خلال التنفيذ المؤجل (Deferred Execution) وعمارة الميكرو-آلة الافتراضية (Micro-VM) لتحقيق معالجة متوازية على مستوى المعاملات أو الحسابات. بينما تعتبر شبكة Pharos Network شبكة بلوكتشين من الطبقة الأولى (L1) متوازية بالكامل وقابلة للتعديل، يُطلق على آلية الحوسبة المتوازية الأساسية فيها "Rollup Mesh". تدعم هذه البنية العمل التعاوني بين الشبكة الرئيسية وشبكات المعالجة الخاصة (SPNs)، وتدعم بيئات متعددة للآلات الافتراضية (EVM و Wasm)، وتدمج تقنيات متقدمة مثل إثبات المعرفة الصفرية (ZK) وبيئات التنفيذ الموثوقة (TEE).
تحليل آلية الحوسبة المتوازية Rollup Mesh :
معالجة خط الأنابيب غير المتزامن طوال دورة الحياة (Full Lifecycle Asynchronous Pipelining): تفصل Pharos بين مراحل المعاملة المختلفة (مثل الإجماع، التنفيذ، التخزين) وتستخدم أسلوب المعالجة غير المتزامنة، مما يسمح لكل مرحلة بالتقدم بشكل مستقل ومتوازي، وبالتالي تحسين كفاءة المعالجة العامة.
التنفيذ المتوازي لآلتين افتراضيتين (Dual VM Parallel Execution): تدعم Pharos بيئتين افتراضيتين هما EVM و WASM، مما يتيح للمطورين اختيار بيئة التنفيذ المناسبة حسب احتياجاتهم. لا تعزز هذه البنية المزدوجة للآلة الافتراضية مرونة النظام فحسب، بل تعزز أيضًا قدرة معالجة المعاملات من خلال التنفيذ المتوازي.
الشبكات المعالجة الخاصة (SPNs): تعتبر SPNs مكونًا رئيسيًا في بنية Pharos، تشبه الشبكات الفرعية المعيارية، ومخصصة لمعالجة أنواع معينة من المهام أو التطبيقات. من خلال SPNs، يمكن لـ Pharos تحقيق توزيع ديناميكي للموارد ومعالجة المهام بشكل متوازي، مما يعزز بشكل أكبر قابلية توسع النظام وأداءه.
آلية التوافق القابلة للتجزئة وآلية إعادة الرهن (Mo
شاهد النسخة الأصلية
قد تحتوي هذه الصفحة على محتوى من جهات خارجية، يتم تقديمه لأغراض إعلامية فقط (وليس كإقرارات/ضمانات)، ولا ينبغي اعتباره موافقة على آرائه من قبل Gate، ولا بمثابة نصيحة مالية أو مهنية. انظر إلى إخلاء المسؤولية للحصول على التفاصيل.
تسجيلات الإعجاب 17
أعجبني
17
6
إعادة النشر
مشاركة
تعليق
0/400
CryptoDouble-O-Seven
· منذ 19 س
المعدّن الذي لا يستسلم حتى الموت، لا يعرف السماء من الأرض
شاهد النسخة الأصليةرد0
DoomCanister
· منذ 19 س
لعب لعب لعب يعني لعب هاكر ماتريكس القط يقوم بالتعدين
شاهد النسخة الأصليةرد0
¯\_(ツ)_/¯
· منذ 19 س
أنت تعرض المصطلحات الاحترافية مرة أخرى
شاهد النسخة الأصليةرد0
faded_wojak.eth
· منذ 19 س
مرة أخرى يتحدثون عن التوسع
شاهد النسخة الأصليةرد0
ApyWhisperer
· منذ 19 س
هل جاء مثلث التوسع هذا مرة أخرى؟ لا يمكن تحقيق التوازن المثالي على الإطلاق.
شاهد النسخة الأصليةرد0
AltcoinAnalyst
· منذ 20 س
من خلال تحليل بيانات اتجاه TVL، لا يزال التنفيذ المتعدد النواة يعاني من اختناقات، وعائد رأس المال قصير الأجل لتوسيع نطاق GPU مقلق.
مشهد الحساب المتوازي في Web3: مقارنة بين خمسة أنواع من حلول توسيع السلسلة الداخلية
خريطة شاملة لسباق الحوسبة المتوازية Web3: ما هي أفضل حل للتوسع الأصلي؟
يكشف "مثلث الاستحالة" في blockchain عن التوازن الأساسي في تصميم أنظمة blockchain ، حيث من الصعب على مشاريع blockchain تحقيق "أقصى أمان، مشاركة الجميع، ومعالجة سريعة" في نفس الوقت. فيما يتعلق بموضوع "قابلية التوسع" هذا ، يتم تصنيف حلول توسيع blockchain الرائجة في السوق حاليًا وفقًا للأنماط ، بما في ذلك:
تشمل حلول توسيع البلوكتشين: الحوسبة المتوازية داخل السلسلة، Rollup، تقسيم الشظايا، وحدة DA، الهيكلية المعيارية، نظام Actor، ضغط إثبات zk، الهيكلية غير الحالة، وما إلى ذلك، والتي تغطي مستويات متعددة مثل التنفيذ، الحالة، البيانات، والهيكل، وهي نظام كامل للتوسيع "تعاون متعدد الطبقات، تجميع وحدات". يركز هذا المقال على طريقة التوسيع التي تعتمد على الحوسبة المتوازية.
الحوسبة المتوازية داخل السلسلة (intra-chain parallelism)، تركز على التنفيذ المتوازي للمعاملات / التعليمات داخل الكتلة. وفقًا لآلية التوازي، يمكن تقسيم طرق التوسع إلى خمس فئات، تمثل كل فئة سعيًا مختلفًا للأداء، ونموذج تطوير، وفلسفة معمارية، حيث يصبح حجم التوازي تدريجيًا أدق، وزيادة شدة التوازي، وزيادة تعقيد الجدولة، بالإضافة إلى زيادة تعقيد البرمجة وصعوبة التنفيذ.
نموذج التزامن غير المتزامن الخارجي، الذي يُمثل بنظام كائنات الممثل (نموذج الوكيل / الممثل)، وهو ينتمي إلى نمط حساب متوازي آخر، كنظام رسائل عبر السلاسل / غير المتزامن (نموذج غير متزامن للكتل)، حيث يمثل كل وكيل "عملية ذكية مستقلة"، ويعمل بطريقة متزامنة غير متزامنة، مدفوعة بالأحداث، دون الحاجة إلى جدولة متزامنة، ومن المشاريع الممثلة AO و ICP و Cartesi وغيرها.
إن الحلول المعروفة لنا مثل Rollup أو تقسيم السلسلة للتوسع، تنتمي إلى آلية التزامن على مستوى النظام، ولا تنتمي إلى الحوسبة المتوازية داخل السلسلة. إنها تحقق التوسع من خلال "تشغيل عدة سلاسل / مجالات تنفيذ بشكل متوازي"، بدلاً من زيادة مستوى التوازي داخل كتلة واحدة / آلة افتراضية. هذه الحلول للتوسع ليست محور النقاش في هذه المقالة، لكننا سنستخدمها لمقارنة اختلافات المفاهيم المعمارية.
ثانياً، سلسلة تعزيز التوازي لـ EVM: كسر حدود الأداء في التوافق
تطورت بنية المعالجة التسلسلية لإيثريوم حتى الآن، مرّت بعدة جولات من محاولات التوسع مثل التجزئة وRollup والهندسة المعمارية المودولارية، ولكن لا يزال عنق الزجاجة في معدل التنفيذ دون突破 جذري. وفي الوقت نفسه، لا يزال EVM وSolidity هما أكثر منصات العقود الذكية ذات قاعدة المطورين والقوة البيئية الحالية. لذلك، تعتبر سلسلة EVM المعززة بالتوازي كمسار رئيسي يوازن بين توافق النظام البيئي وتحسين أداء التنفيذ، وهي الاتجاه المهم في جولة التوسع الجديدة. يعتبر Monad وMegaETH من المشاريع الأكثر تمثيلاً في هذا الاتجاه، حيث ينطلق كل منهما من التنفيذ المتأخر وتفكيك الحالة، لبناء بنية معالجة EVM بالتوازي موجهة لمشاهد ذات تزامن عالي ومعدل نقل بيانات مرتفع.
تحليل آلية الحساب المتوازي لـ Monad
Monad هو سلسلة كتل Layer1 عالية الأداء مصممة من جديد لجهاز افتراضي الإيثيريوم (EVM)، تعتمد على مفهوم المعالجة المتوازية الأساسية (Pipelining)، حيث يتم تنفيذ الآس من خلال طبقة الإجماع (Asynchronous Execution) وتنفيذ متوازي متفائل (Optimistic Parallel Execution) في طبقة التنفيذ. بالإضافة إلى ذلك، في طبقات الإجماع والتخزين، قدمت Monad بروتوكول BFT عالي الأداء (MonadBFT) ونظام قاعدة بيانات مخصص (MonadDB)، مما يحقق تحسينًا من النهاية إلى النهاية.
التسلسل: آلية تنفيذ متوازية متعددة المراحل
Pipelining هو الفكرة الأساسية لتنفيذ Monad المتوازي، حيث تتمثل الفكرة الرئيسية في تقسيم عملية تنفيذ blockchain إلى مراحل مستقلة متعددة، ومعالجة هذه المراحل بشكل متوازي، مما يشكل هيكل خط أنابيب ثلاثي الأبعاد، حيث تعمل كل مرحلة على خيوط أو نوى مستقلة، مما يحقق معالجة متزامنة عبر الكتل، وفي النهاية يصل إلى تحسين السعة وتقليل التأخير. تشمل هذه المراحل: اقتراح المعاملات (Propose) ، التوصل إلى توافق (Consensus) ، تنفيذ المعاملات (Execution) ، وتقديم الكتلة (Commit).
التنفيذ غير المتزامن: الإجماع - تنفيذ فك الارتباط غير المتزامن
في السلسلة التقليدية، يكون توافق المعاملات والتنفيذ عادةً عملية متزامنة، وهذا النموذج التسلسلي يحد بشدة من توسيع الأداء. حققت Monad من خلال "التنفيذ غير المتزامن" توافق الطبقة غير المتزامن، وتنفيذ الطبقة غير المتزامن والتخزين غير المتزامن. مما يقلل بشكل كبير من زمن الكتلة (block time) وتأخير التأكيد، مما يجعل النظام أكثر مرونة، وعملية المعالجة أكثر تفصيلاً، وزيادة كفاءة استخدام الموارد.
التصميم الأساسي:
التنفيذ المتوازي المتفائل: التنفيذ المتوازي المتفائل
تستخدم الإيثيريوم التقليدية نموذج تنفيذ صارم متسلسل لتجنب تضارب الحالة. بينما تعتمد Monad على استراتيجية "التنفيذ المتوازي المتفائل"، مما يزيد بشكل كبير من سرعة معالجة المعاملات.
آلية التنفيذ:
اختارت Monad مسار التوافق: تقليل التعديل على قواعد EVM قدر الإمكان، وتحقيق التوازي من خلال تأخير كتابة الحالة واكتشاف التعارضات ديناميكيًا أثناء عملية التنفيذ، مما يجعلها تشبه نسخة الأداء من Ethereum، مما يسهل نقل النظام البيئي لـ EVM بفضل نضوجها، وتعتبر مسرعًا للتوازي في عالم EVM.
تحليل آلية الحوسبة المتوازية لـ MegaETH
بخلاف تحديد L1 الخاص بـ Monad ، يتم تحديد MegaETH كطبقة تنفيذ عالية الأداء وقابلة للتعديل ومتوافقة مع EVM ، يمكن أن تعمل كشبكة L1 مستقلة أو كطبقة تحسين تنفيذ على الإيثيريوم أو كعنصر موديولاري. الهدف الرئيسي من تصميمها هو فصل منطق الحساب وبيئة التنفيذ والحالة إلى وحدات أصغر يمكن جدولتها بشكل مستقل ، لتحقيق تنفيذ متزامن عالي داخل السلسلة وقدرة استجابة منخفضة التأخير. الابتكار الرئيسي الذي تقدمه MegaETH هو: بنية Micro-VM + DAG (رسم بياني معتمد على الحالة) والآلية التزامنية المودولارية ، التي تبني معًا نظام تنفيذ متوازي موجه نحو "تعدد الخيوط داخل السلسلة".
معمارية Micro-VM (مايكرو-آلة افتراضية): الحساب هو الخيط
قدم MegaETH نموذج تنفيذ "آلة افتراضية مصغرة (Micro-VM) لكل حساب"، مما جعل بيئة التنفيذ "مجدولة"، لتوفير وحدة العزل الدنيا للتوزيع المتوازي. تتواصل هذه الآلات الافتراضية فيما بينها من خلال رسائل غير متزامنة (Asynchronous Messaging) بدلاً من الاستدعاءات المتزامنة، مما يسمح لكثير من الآلات الافتراضية بالتنفيذ المستقل والتخزين المستقل، مما يجعلها متوازية بطبيعتها.
اعتماد الحالة DAG: آلية جدولة مدفوعة بالاعتماد
بنت MegaETH نظام جدولة DAG يعتمد على علاقات الوصول إلى حالة الحسابات، حيث يحافظ النظام في الوقت الحقيقي على رسم بياني عالمي للاعتماد (Dependency Graph). كل معاملة تعدل أي حسابات، وتقرأ أي حسابات، يتم نمذجة جميعها كعلاقات اعتماد. يمكن تنفيذ المعاملات غير المتعارضة بشكل متوازي مباشرة، بينما سيتم جدولة المعاملات التي لها علاقات اعتماد بالتسلسل أو التأخير وفقًا لترتيب الطوبولوجيا. يضمن رسم الاعتماد اتساق الحالة وعدم الكتابة المتكررة أثناء عملية التنفيذ المتوازي.
التنفيذ غير المتزامن وآلية الاسترجاع
تم بناء MegaETH على رأس نموذج البرمجة غير المتزامن ، على غرار الرسائل غير المتزامنة لنموذج الممثل ، والذي يحل مشكلة المكالمات التسلسلية التقليدية EVM. استدعاءات العقد غير متزامنة (تنفيذ غير متكرر) ، وعندما يتم استدعاء العقد A -> B -> C ، تكون كل مكالمة غير متزامنة دون منع الانتظار ؛ يتم توسيع مكدس المكالمات إلى رسم بياني للاستدعاء غير المتزامن. معالجة المعاملات = اجتياز الرسم البياني غير المتزامن + دقة التبعية + الجدولة المتوازية.
بعبارة أخرى، تقوم MegaETH بتكسير نموذج آلة الحالة أحادية الخيط EVM التقليدي، من خلال تحقيق تغليف للميكرو-آلة الافتراضية على مستوى الحساب، وتنظيم التداول من خلال مخطط الاعتماد على الحالة، واستبدال مكدس الاستدعاء المتزامن بآلية الرسائل غير المتزامنة. إنها منصة حوسبة متوازية أعيد تصميمها بالكامل من "هيكل الحساب → هيكل الجدولة → عملية التنفيذ"، مما يوفر أفكاراً جديدة على مستوى النموذج لبناء أنظمة سلسلة عالية الأداء من الجيل التالي.
اختارت MegaETH مسار إعادة الهيكلة: تجريد الحسابات والعقود إلى VM مستقل، من خلال جدولة التنفيذ غير المتزامن لتحرير أقصى إمكانيات التوازي. نظريًا، فإن الحد الأقصى للتوازي في MegaETH أعلى، ولكنه أيضًا أكثر صعوبة في التحكم في التعقيد، مما يجعله أشبه بنظام تشغيل موزع فائق تحت مفهوم Ethereum.
تتميز Monad و MegaETH بمفاهيم تصميم مختلفة تمامًا عن الشقوق (Sharding): حيث تقوم الشقوق بتقسيم سلسلة الكتل أفقيًا إلى عدة سلاسل فرعية مستقلة (شقوق Shards)، حيث تتحمل كل سلسلة فرعية جزءًا من المعاملات والحالة، مما يكسر قيود السلسلة الواحدة في توسيع الشبكة؛ بينما يحتفظ كل من Monad و MegaETH بسلامة السلسلة الواحدة، حيث يتم التوسع أفقيًا فقط في طبقة التنفيذ، مما يحقق تحسينات في الأداء من خلال تنفيذ متوازي داخل السلسلة الواحدة. يمثل كلاهما اتجاهين مختلفين في مسار توسيع سلسلة الكتل، وهما التعزيز العمودي والتوسع الأفقي.
تركز مشاريع الحوسبة المتوازية مثل Monad و MegaETH بشكل أساسي على تحسين مسارات الإنتاجية، بهدف رئيسي هو تعزيز TPS داخل السلسلة، من خلال التنفيذ المؤجل (Deferred Execution) وعمارة الميكرو-آلة الافتراضية (Micro-VM) لتحقيق معالجة متوازية على مستوى المعاملات أو الحسابات. بينما تعتبر شبكة Pharos Network شبكة بلوكتشين من الطبقة الأولى (L1) متوازية بالكامل وقابلة للتعديل، يُطلق على آلية الحوسبة المتوازية الأساسية فيها "Rollup Mesh". تدعم هذه البنية العمل التعاوني بين الشبكة الرئيسية وشبكات المعالجة الخاصة (SPNs)، وتدعم بيئات متعددة للآلات الافتراضية (EVM و Wasm)، وتدمج تقنيات متقدمة مثل إثبات المعرفة الصفرية (ZK) وبيئات التنفيذ الموثوقة (TEE).
تحليل آلية الحوسبة المتوازية Rollup Mesh :