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) "an toàn", "phi tập trung", "khả năng mở rộng" đã chỉ ra sự đánh đổi cốt lõi trong thiết kế hệ thống blockchain, nghĩa là các dự án blockchain rất khó để đạt được "an toàn tối đa, 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 đạo 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 nhân
Mở rộng tách biệt trạng thái: Phân chia trạng thái theo chiều ngang/Shard, chẳng hạn như phân mảnh, UTXO, nhiều mạng con
Mở rộng kiểu thuê ngoài ngoài chuỗi: Đưa việc thực thi ra ngoài chuỗi, chẳng hạn như Rollup, Coprocessor, DA
Mở rộng kiểu tách cấu trúc: mô-đun kiến trúc, vận hành hợp tác, chẳng hạn như chuỗi mô-đun, bộ sắp xếp chia sẻ, Rollup Mesh
Mở rộng đồng thời không đồng bộ: Mô hình Actor, cách ly tiến trình, điều khiển bằng thông điệp, ví dụ như tác nhân, chuỗi không đồng bộ đa luồng
Các giải pháp mở rộng blockchain bao gồm: tính toán song song trong chuỗi, Rollup, phân mảnh, mô-đun DA, cấu trúc mô-đun, hệ thống Actor, nén chứng minh zk, kiến trúc Stateless, v.v., bao trùm nhiều cấp độ thực thi, trạng thái, dữ liệu và 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 về phương thức mở rộng chủ yếu dựa trên tính toán song song.
Tính toán song song trong chuỗi (intra-chain parallelism), chú trọng vào việc thực hiện song song các giao dịch/lệnh bên trong khối. Theo cơ chế song song, phương thức 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, lần lượt có độ chi tiết của phân đoạn song song ngày càng nhỏ, cường độ song song ngày càng cao, độ phức tạp của lập lịch cũng ngày càng tăng, độ phức tạp lập trình và độ khó thực hiện cũng ngày càng cao.
Song song cấp tài khoản (Account-level): Đại diện cho dự án Solana
Song song theo đối tượng (Object-level): đại diện cho dự án Sui
Song song cấp giao dịch (Transaction-level): Đại diện cho dự án Monad, Aptos
Gọi cấp/ MicroVM song song (Call-level / MicroVM): Đại diện cho dự án MegaETH
Song song theo lệnh (Instruction-level): Đại diện cho dự án GatlingX
Mô hình đồng thời bất đồng bộ ngoài chuỗi, đại diện bởi hệ thống tác nhân thông minh (Mô hình Tác nhân / Tác nhân), thuộc về một kiểu mô hình tính toán song song khác, như một hệ thống tin nhắn chéo chuỗi/bất đồng bộ (mô hình không đồng bộ hóa chuỗi), mỗi Tác nhân hoạt động như một "quá trình thông minh độc lập", gửi tin nhắn bất đồng bộ theo cách song song, dựa trên sự kiện, không cần lập lịch đồng bộ, các dự án tiêu biểu có AO, ICP, Cartesi, v.v.
Và những 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" thay vì nâng cao độ song song bên trong một khối/ma trận ảo duy nhất. Những 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 khác biệt về ý tưởng kiến trúc.
Hai, chuỗi tăng cường song song EVM: Đột phá giới hạn hiệu suất trong sự tương thích
Cho đến nay, kiến trúc xử lý tuần tự của Ethereum đã trải qua nhiều lần thử nghiệm mở rộng như phân mảnh, Rollup và kiến trúc mô-đun, nhưng vẫn chưa có sự đột phá căn bản về nút thắt công suất của lớp 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 mạnh mẽ nhất hiện nay. Do đó, chuỗi tăng cường song song EVM, với mục tiêu vừa đảm bảo tính tương thích sinh thái vừa cải thiện hiệu suất thực thi, đang trở thành hướng đi quan trọng trong sự tiến hóa mở rộng mới. Monad và MegaETH là hai dự án tiêu biểu nhất trong hướng đi này, xây dựng kiến trúc xử lý song song EVM nhằm hướng tới các tình huống có độ đồng thời cao và thông lượng lớn, lần lượt từ việc thực thi trì hoãn và phân tách 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 khái niệm song song cơ bản là xử lý theo dòng (Pipelining), với việc thực thi bất đồng bộ ở tầng đồng thuận (Asynchronous Execution) và thực thi song song lạc quan (Optimistic Parallel Execution) ở tầng thực thi. Ngoài ra, ở tầng 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 từ đầu đến cuối.
Pipelining: Cơ chế thực thi song song theo nhiều giai đoạn
Pipelining là ý tưởng cơ bản của việc thực thi song song trong Monad, với tư tưởng cốt lõi là chia nhỏ quy trình thực thi của blockchain thành nhiều giai đoạn độc lập và xử lý các giai đoạn này song song, hình thành cấu trúc đường ống ba chiều. Mỗi giai đoạn chạy trên các luồng hoặc lõi độc lập, đạt được xử lý đồng thời xuyên khối, cuối cùng đạt được hiệu quả 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 thi giao dịch (Execution) và Gửi khối (Commit).
Thực thi bất đồng bộ: Giải quyết sự tách biệt giữa đồng thuận và thực thi
Trong chuỗi truyền thống, sự đồng thuận và thực hiện giao dịch thường là quy trình đồng bộ, mô hình tuần tự này nghiêm trọng hạn chế khả năng mở rộng hiệu suất. Monad đạt được sự đồng thuận bất đồng bộ, thực hiện bất đồng bộ và lưu trữ bất đồng bộ thông qua "thực hiện bất đồng bộ". Giảm đáng kể thời gian khối (block time) và độ trễ xác nhận, làm cho hệ thống trở nên linh hoạt hơn, quy trình xử lý được phân tách tốt hơn, và tỷ lệ sử dụng tài nguyên cao hơn.
Thiết kế cốt lõi:
Quy trình đồng thuận (tầng đồng thuận) chỉ chịu trách nhiệm sắp xếp giao dịch, không thực hiện logic hợp đồng.
Quy trình thực thi (tầng thực thi) được kích hoạt không đồng bộ sau khi hoàn thành đồng thuận.
Sau khi đồng thuận hoàn thành, ngay lập tức vào quy trình đồng thuận của khối tiếp theo, không cần chờ hoàn thành thực thi.
Thực thi song song lạc quan: Optimistic Parallel Execution
Ethereum truyền thống sử dụng mô hình tuần tự nghiêm ngặt để thực hiện giao dịch nhằm tránh xung đột trạng thái. Trong khi đó, Monad áp dụng chiến lược "thực hiện song song lạc quan", nâng cao đáng kể tốc độ xử lý giao dịch.
Cơ chế thực hiện:
Monad sẽ lạc quan thực hiện song song tất cả các giao dịch, giả định rằng phần lớn các giao dịch không có xung đột trạng thái.
Chạy đồng thời một "Máy phát hiện xung đột (Conflict Detector)" để giám sát xem các giao dịch có truy cập vào cùng một trạng thái hay không (ví dụ: xung đột đọc/ghi).
Nếu phát hiện xung đột, giao dịch xung đột sẽ được tuần tự hóa và thực hiện lại, đảm bảo tính chính xác của trạng thái.
Monad đã chọn con đường tương thích: ít thay đổi quy tắc EVM nhất có thể, trong quá trình thực thi thông qua việc hoãn ghi trạng thái và phát hiện xung đột động để đạt được tính 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 vị trí L1 của Monad, MegaETH được định vị là một lớp thực thi song song hiệu suất cao 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 và cấu trúc 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. Đổi mới chính mà MegaETH đưa ra nằm ở: kiến trúc Micro-VM + DAG phụ thuộc trạng thái (State Dependency DAG) và cơ chế đồng bộ hóa mô-đun, cùng nhau xây dựng một hệ thống thực thi song song hướng tới "đa luồng trong chuỗi".
Kiến trúc Micro-VM (máy ảo vi mô): Tài khoản là luồng
MegaETH đã giới thiệu mô hình thực thi "một máy ảo vi mô (Micro-VM) cho mỗi tài khoản", biến môi trường thực thi thành "đa luồng", cung cấp đơn vị cách ly tối thiểu cho việc lập lịch song song. Các VM này giao tiếp với nhau thông qua thông điệp bất đồng bộ (Asynchronous Messaging), thay vì gọi đồng bộ, cho phép nhiều VM thực hiện độc lập, lưu trữ độc lập, và 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 mối 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 bị thay đổi và các tài khoản được đọc thành mối quan hệ phụ thuộc. Các giao dịch không xung đột có thể được thực hiện song song ngay lập tức, trong khi các giao dịch có mối quan hệ phụ thuộc sẽ được sắp xếp và lên lịch theo thứ tự topo hoặc trì hoãn. Đồ thị phụ thuộc đảm bảo tính nhất quán trạng thái và không ghi chồng lên nhau trong quá trình thực hiện song song.
Thực thi bất đồng bộ và cơ chế callback
B
Tóm lại, MegaETH đã phá vỡ mô hình máy trạng thái đơn luồng EVM truyền thống, thực hiện việc đóng gói 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 toàn diện từ "cấu trúc tài khoản → kiến trúc lập lịch → quy trình thực thi", cung cấp một tư duy mới mang tính mô hình cho việc xây dựng hệ thống chuỗi 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 việc thực hiện bất đồng bộ để giải phóng tiềm năng song song tối đa. 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 lý tưởng của Ethereum.
Thiết kế của Monad và MegaETH đều khác biệt khá lớn với phân đoạn (Sharding): phân đoạn chia blockchain thành nhiều chuỗi con độc lập (phân đoạn Shards), mỗi chuỗi con chịu trách nhiệm cho một phần giao dịch và trạng thái, phá vỡ hạn chế của chuỗi đơn trong việc mở rộng lớp mạng; trong khi đó, Monad và MegaETH vẫn 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 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. Trong khi đó, Pharos Network là một mạng L1 blockchain song song, toàn diện và mô-đun, cơ chế tính toán song song cốt lõi của nó 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 kiến thức (ZK) và môi trường thực thi đáng tin cậy (TEE).
Phân tích cơ chế tính toán song song Rollup Mesh:
Xử lý ống dẫn bất đồng bộ toàn bộ vòng đời (Full Lifecycle Asynchronous Pipelining): Pharos tách rời các giai đoạn khác nhau của giao dịch (như đồng thuận, thực thi, lưu trữ) và sử dụng phương thức xử lý bất đồng bộ, cho phép mỗi giai đoạn có thể thực hiện độc lập và song song, từ đó nâng cao hiệu quả xử lý tổng thể.
Thực thi song song 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 hai máy ảo này không chỉ nâng cao tính linh hoạt của hệ thống mà còn cải thiện khả năng xử lý giao dịch thông qua 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, chuyên dùng 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 nâng cao khả năng mở rộng và hiệu suất của hệ thống.
Đồng thuận mô-đun và cơ chế tái đặt cọc (Modular Consensus & Restaking): Pharos giới thiệu cơ chế đồng thuận linh hoạt, hỗ trợ nhiều mô hình đồng thuận (như PBFT, PoS, PoA), và thông qua giao thức tái đặt cọc (Restaking) để đạt được sự chia sẻ an toàn và tích hợp tài nguyên giữa mạng chính và SPNs.
Ngoài ra, Pharos đã tái cấu trúc mô hình thực thi từ tầng lưu trữ bằng cách sử dụng công nghệ cây Merkle nhiều phiên bản, mã hóa delta (Delta Encoding), địa chỉ phiên bản (Versioned Addressing) và đẩy ADS (ADS Pushdown), cho ra mắt động cơ lưu trữ hiệu suất cao Pharos Store, đạt được khả năng xử lý trên chuỗi với thông lượng cao, độ trễ thấp và tính xác thực mạnh mẽ.
Tổng thể, Phar
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.
11 thích
Phần thưởng
11
7
Chia sẻ
Bình luận
0/400
TrustlessMaximalist
· 20giờ trước
Lại đang nói về mở rộng à? Có gì để nói không?
Xem bản gốcTrả lời0
SolidityStruggler
· 20giờ trước
Lại quay trở lại vấn đề mở rộng, tất cả L1 đều đang sử dụng song song để cứu trợ.
Xem bản gốcTrả lời0
SchrodingerProfit
· 20giờ trước
Blockchain到底是想多快? Bốn phương án làm mờ mắt...
Xem bản gốcTrả lời0
DisillusiionOracle
· 20giờ trước
Không có tiền mà cũng không có quy mô.
Xem bản gốcTrả lời0
TokenomicsTherapist
· 20giờ trước
Lại chơi lý thuyết ở đây nữa.
Xem bản gốcTrả lời0
HalfIsEmpty
· 20giờ trước
Nhà ai đã giải quyết được tam giác không thể, tôi sẽ all in ngay lập tức.
Toàn cảnh tính toán song song Web3: So sánh năm mô hình mở rộng và chuỗi hiệu suất cao EVM
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) "an toàn", "phi tập trung", "khả năng mở rộng" đã chỉ ra sự đánh đổi cốt lõi trong thiết kế hệ thống blockchain, nghĩa là các dự án blockchain rất khó để đạt được "an toàn tối đa, 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 đạo 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 mảnh, mô-đun DA, cấu trúc mô-đun, hệ thống Actor, nén chứng minh zk, kiến trúc Stateless, v.v., bao trùm nhiều cấp độ thực thi, trạng thái, dữ liệu và 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 về phương thức mở rộng chủ yếu dựa trên tính toán song song.
Tính toán song song trong chuỗi (intra-chain parallelism), chú trọng vào việc thực hiện song song các giao dịch/lệnh bên trong khối. Theo cơ chế song song, phương thức 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, lần lượt có độ chi tiết của phân đoạn song song ngày càng nhỏ, cường độ song song ngày càng cao, độ phức tạp của lập lịch cũng ngày càng tăng, độ phức tạp lập trình và độ khó thực hiện cũng ngày càng cao.
Mô hình đồng thời bất đồng bộ ngoài chuỗi, đại diện bởi hệ thống tác nhân thông minh (Mô hình Tác nhân / Tác nhân), thuộc về một kiểu mô hình tính toán song song khác, như một hệ thống tin nhắn chéo chuỗi/bất đồng bộ (mô hình không đồng bộ hóa chuỗi), mỗi Tác nhân hoạt động như một "quá trình thông minh độc lập", gửi tin nhắn bất đồng bộ theo cách song song, dựa trên sự kiện, không cần lập lịch đồng bộ, các dự án tiêu biểu có AO, ICP, Cartesi, v.v.
Và những 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" thay vì nâng cao độ song song bên trong một khối/ma trận ảo duy nhất. Những 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 khác biệt về ý tưởng kiến trúc.
Hai, chuỗi tăng cường song song EVM: Đột phá giới hạn hiệu suất trong sự tương thích
Cho đến nay, kiến trúc xử lý tuần tự của Ethereum đã trải qua nhiều lần thử nghiệm mở rộng như phân mảnh, Rollup và kiến trúc mô-đun, nhưng vẫn chưa có sự đột phá căn bản về nút thắt công suất của lớp 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 mạnh mẽ nhất hiện nay. Do đó, chuỗi tăng cường song song EVM, với mục tiêu vừa đảm bảo tính tương thích sinh thái vừa cải thiện hiệu suất thực thi, đang trở thành hướng đi quan trọng trong sự tiến hóa mở rộng mới. Monad và MegaETH là hai dự án tiêu biểu nhất trong hướng đi này, xây dựng kiến trúc xử lý song song EVM nhằm hướng tới các tình huống có độ đồng thời cao và thông lượng lớn, lần lượt từ việc thực thi trì hoãn và phân tách 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 khái niệm song song cơ bản là xử lý theo dòng (Pipelining), với việc thực thi bất đồng bộ ở tầng đồng thuận (Asynchronous Execution) và thực thi song song lạc quan (Optimistic Parallel Execution) ở tầng thực thi. Ngoài ra, ở tầng 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 từ đầu đến cuối.
Pipelining: Cơ chế thực thi song song theo nhiều giai đoạn
Pipelining là ý tưởng cơ bản của việc thực thi song song trong Monad, với tư tưởng cốt lõi là chia nhỏ quy trình thực thi của blockchain thành nhiều giai đoạn độc lập và xử lý các giai đoạn này song song, hình thành cấu trúc đường ống ba chiều. Mỗi giai đoạn chạy trên các luồng hoặc lõi độc lập, đạt được xử lý đồng thời xuyên khối, cuối cùng đạt được hiệu quả 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 thi giao dịch (Execution) và Gửi khối (Commit).
Thực thi bất đồng bộ: Giải quyết sự tách biệt giữa đồng thuận và thực thi
Trong chuỗi truyền thống, sự đồng thuận và thực hiện giao dịch thường là quy trình đồng bộ, mô hình tuần tự này nghiêm trọng hạn chế khả năng mở rộng hiệu suất. Monad đạt được sự đồng thuận bất đồng bộ, thực hiện bất đồng bộ và lưu trữ bất đồng bộ thông qua "thực hiện bất đồng bộ". Giảm đáng kể thời gian khối (block time) và độ trễ xác nhận, làm cho hệ thống trở nên linh hoạt hơn, quy trình xử lý được phân tách tốt 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 hiện giao dịch nhằm tránh xung đột trạng thái. Trong khi đó, Monad áp dụng chiến lược "thực hiện 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: ít thay đổi quy tắc EVM nhất có thể, trong quá trình thực thi thông qua việc hoãn ghi trạng thái và phát hiện xung đột động để đạt được tính 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 vị trí L1 của Monad, MegaETH được định vị là một lớp thực thi song song hiệu suất cao 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 và cấu trúc 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. Đổi mới chính mà MegaETH đưa ra nằm ở: kiến trúc Micro-VM + DAG phụ thuộc trạng thái (State Dependency DAG) và cơ chế đồng bộ hóa mô-đun, cùng nhau xây dựng một hệ thống thực thi song song hướng tới "đa luồng trong chuỗi".
Kiến trúc Micro-VM (máy ảo vi mô): Tài khoản là luồng
MegaETH đã giới thiệu mô hình thực thi "một máy ảo vi mô (Micro-VM) cho mỗi tài khoản", biến môi trường thực thi thành "đa luồng", cung cấp đơn vị cách ly tối thiểu cho việc lập lịch song song. Các VM này giao tiếp với nhau thông qua thông điệp bất đồng bộ (Asynchronous Messaging), thay vì gọi đồng bộ, cho phép nhiều VM thực hiện độc lập, lưu trữ độc lập, và 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 mối 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 bị thay đổi và các tài khoản được đọc thành mối quan hệ phụ thuộc. Các giao dịch không xung đột có thể được thực hiện song song ngay lập tức, trong khi các giao dịch có mối quan hệ phụ thuộc sẽ được sắp xếp và lên lịch theo thứ tự topo hoặc trì hoãn. Đồ thị phụ thuộc đảm bảo tính nhất quán trạng thái và không ghi chồng lên nhau trong quá trình thực hiện song song.
Thực thi bất đồng bộ và cơ chế callback
B
Tóm lại, MegaETH đã phá vỡ mô hình máy trạng thái đơn luồng EVM truyền thống, thực hiện việc đóng gói 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 toàn diện từ "cấu trúc tài khoản → kiến trúc lập lịch → quy trình thực thi", cung cấp một tư duy mới mang tính mô hình cho việc xây dựng hệ thống chuỗi 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 việc thực hiện bất đồng bộ để giải phóng tiềm năng song song tối đa. 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 lý tưởng của Ethereum.
Thiết kế của Monad và MegaETH đều khác biệt khá lớn với phân đoạn (Sharding): phân đoạn chia blockchain thành nhiều chuỗi con độc lập (phân đoạn Shards), mỗi chuỗi con chịu trách nhiệm cho một phần giao dịch và trạng thái, phá vỡ hạn chế của chuỗi đơn trong việc mở rộng lớp mạng; trong khi đó, Monad và MegaETH vẫn 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 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. Trong khi đó, Pharos Network là một mạng L1 blockchain song song, toàn diện và mô-đun, cơ chế tính toán song song cốt lõi của nó 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 kiến thức (ZK) và môi trường thực thi đáng tin cậy (TEE).
Phân tích cơ chế tính toán song song Rollup Mesh:
Ngoài ra, Pharos đã tái cấu trúc mô hình thực thi từ tầng lưu trữ bằng cách sử dụng công nghệ cây Merkle nhiều phiên bản, mã hóa delta (Delta Encoding), địa chỉ phiên bản (Versioned Addressing) và đẩy ADS (ADS Pushdown), cho ra mắt động cơ lưu trữ hiệu suất cao Pharos Store, đạt được khả năng xử lý trên chuỗi với thông lượng cao, độ trễ thấp và tính xác thực mạnh mẽ.
Tổng thể, Phar