خريطة شاملة لمجال الحوسبة المتوازية في Web3: هل هي أفضل حل للتوسع الأصلي؟
"مثلث Blockchain" (Blockchain Trilemma) "الأمان"، "اللامركزية"، "القابلية للتوسع" يكشف عن التوازن الجوهري في تصميم أنظمة blockchain، مما يعني أنه من الصعب على مشاريع blockchain تحقيق "أقصى درجات الأمان، إمكانية الوصول للجميع، المعالجة السريعة" في نفس الوقت. في ما يتعلق بموضوع "القابلية للتوسع"، يتم تصنيف حلول توسيع blockchain السائدة في السوق وفقًا للأنماط، بما في ذلك:
تنفيذ تحسين التوسع: تعزيز القدرة التنفيذية في المكان، مثل المعالجة المتوازية، GPU، المعالجات متعددة النواة
عزل الحالة النمطية للتوسع: تقسيم أفقي للحالة/الشظايا، مثل الشظايا، UTXO، شبكات فرعية متعددة
توسيع من نوع التعاقد الخارجي: وضع التنفيذ خارج السلسلة، مثل Rollup، Coprocessor، DA
توسيع نوع فصل الهيكل: نمذجة هيكلية، تشغيل تعاوني، مثل سلسلة الوحدات، مُرتب مشترك، Rollup Mesh
التوسع المتزامن غير المتزامن: نموذج الممثل، عزل العمليات، مدفوع بالرسائل، مثل الوكلاء، سلسلة غير متزامنة متعددة الخيوط
تشمل حلول توسيع blockchain: الحساب المتوازي داخل السلسلة، Rollup، تقسيم، وحدة DA، الهيكلية المعيارية، نظام Actor، ضغط إثبات zk، الهيكل غير الحالة، وغيرها، تغطي عدة مستويات من التنفيذ، الحالة، البيانات، والبنية، وهي نظام توسيع كامل "تعاون متعدد المستويات، مجموعة وحدات". تركز هذه المقالة على طرق التوسيع التي تعتمد بشكل رئيسي على الحساب المتوازي.
الحساب المتوازي داخل السلسلة ( التوازي داخل السلسلة )، يركز على التنفيذ المتوازي للمعاملات / الأوامر داخل الكتلة. وفقًا لآلية التوازي، يمكن تقسيم طرق التوسع إلى خمس فئات، كل فئة تمثل أهداف أداء مختلفة، ونماذج تطوير وفلسفات بنية، حيث يتناقص حجم التوازي بالتتابع، وتزداد شدة التوازي، وتزداد تعقيد الجدولة، كما تزداد تعقيد البرمجة وصعوبة التنفيذ.
التوازي على مستوى الحساب (Account-level): يمثل مشروع سولانا
التوازي على مستوى الكائن (Object-level): يمثل مشروع Sui
المعاملات على مستوى (Transaction-level): تمثل المشروع Monad، Aptos
استدعاء المستوى / MicroVM المتوازي (Call-level / MicroVM): يمثل مشروع MegaETH
التوازي على مستوى التعليمات (Instruction-level): يمثل مشروع GatlingX
نموذج اللاتزامن المتوازي خارج السلسلة، والذي يمثل نظام وكلاء (نموذج الوكلاء / نموذج الممثلين)، ينتمي إلى نوع آخر من أنماط الحوسبة المتوازية، كنظام رسائل عبر السلاسل/ غير متزامن (نموذج غير متزامن للكتل)، حيث يعمل كل وكيل كـ"عملية ذكية مستقلة"، وتكون الرسائل غير المتزامنة، مدفوعة بالأحداث، دون الحاجة إلى جدولة متزامنة، والمشاريع الممثلة تشمل AO و ICP و Cartesi وغيرها.
وخطط التوسع المعروفة لدينا مثل Rollup أو تقسيم الشريحة، تعد من آليات التزامن على مستوى النظام، ولا تنتمي إلى حسابات التوازي داخل السلسلة. إنها تحقق التوسع من خلال "تشغيل عدة سلاسل/مجالات تنفيذ بشكل متوازي"، بدلاً من زيادة درجة التوازي داخل كتلة واحدة/آلة افتراضية. هذه الخطط التوسعية ليست محور النقاش في هذه المقالة، ولكننا سنظل نستخدمها لمقارنة أوجه التشابه والاختلاف في مفاهيم الهندسة المعمارية.
ثانيًا، سلسلة تعزيز التوازي لنظام EVM: اختراق حدود الأداء في التوافق
لقد مر هيكل المعالجة المتسلسل للإيثيريوم حتى الآن بعدة جولات من محاولات التوسع مثل التقسيم، وRollup، والهندسة المعمارية المودولارية، ولكن لا يزال هناك اختناق في سعة طبقة التنفيذ لم يتم تحقيق اختراق جذري فيه. ومع ذلك، لا تزال EVM وSolidity هما أكثر منصات العقود الذكية التي تتمتع بأساس مطورين وقوة بيئية في الوقت الحالي. لذلك، تعتبر سلاسل EVM المعززة بالتوازي، التي توازن بين توافق النظام البيئي وتحسين أداء التنفيذ، هي الطريق الأساسي الذي يتجه نحو الاتجاه المهم في التطور الجديد للتوسع. يُعتبر كل من Monad وMegaETH من أكثر المشاريع تمثيلاً في هذا الاتجاه، حيث يقومان ببناء بنية معالجة EVM بالتوازي تستهدف المشاهد ذات التزامن العالي وسعة النقل العالية، بدءًا من تنفيذ التأخير وتقسيم الحالة.
تحليل آلية الحساب المتوازي لـ Monad
Monad هو سلسلة بلوكتشين Layer1 عالية الأداء تم إعادة تصميمها لآلة Ethereum الافتراضية (EVM) ، تعتمد على فكرة المعالجة المتوازية الأساسية (Pipelining) ، مع تنفيذ غير متزامن في طبقة الإجماع (Asynchronous Execution) وتنفيذ متفائل متوازي في طبقة التنفيذ (Optimistic Parallel Execution). علاوة على ذلك ، في طبقة الإجماع والتخزين ، أدخلت Monad بروتوكول BFT عالي الأداء (MonadBFT) ونظام قاعدة بيانات مخصص (MonadDB) لتحقيق تحسين شامل من النهاية إلى النهاية.
الأنابيب: آلية تنفيذ متوازية متعددة المراحل
Pipelining هو المبدأ الأساسي لتنفيذ Monad بالتوازي، فكرته الأساسية هي 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، لتحقيق معالجة متزامنة عبر الكتل، وفي النهاية تحقيق زيادة في الإنتاجية وتقليل التأخير. تشمل هذه المراحل: اقتراح المعاملات (Propose) الوصول إلى توافق (Consensus) تنفيذ المعاملات (Execution) والتقديم على الكتل (Commit).
التنفيذ غير المتزامن: فك الارتباط بين الإجماع والتنفيذ
في السلاسل التقليدية، يكون توافق المعاملات والتنفيذ عادةً عملية متزامنة، وهذا النموذج التسلسلي يقيد بشكل كبير من قدرة الأداء. حققت Monad "التنفيذ غير المتزامن" لتوفير توافق غير متزامن على مستوى التوافق، وتنفيذ غير متزامن على مستوى التنفيذ، وتخزين غير متزامن. مما يقلل بشكل ملحوظ من وقت الكتلة (block time) وتأخير التأكيد، مما يجعل النظام أكثر مرونة، وعمليات المعالجة أكثر تفصيلاً، وزيادة كفاءة استخدام الموارد.
التصميم الأساسي:
عملية الإجماع (طبقة الإجماع) مسؤولة فقط عن ترتيب المعاملات، ولا تنفذ منطق العقود.
يتم تنشيط عملية التنفيذ (طبقة التنفيذ) بشكل غير متزامن بعد اكتمال الإجماع.
بعد إتمام الإجماع، يتم الدخول مباشرة في عملية إجماع الكتلة التالية، دون الحاجة إلى الانتظار حتى يتم التنفيذ.
التنفيذ المتوازي المتفائل
تستخدم الإيثيريوم التقليدية نموذج تنفيذ صارم تسلسلي لتجنب تعارض الحالة. بينما تعتمد Monad على استراتيجية "التنفيذ المتوازي المتفائل"، مما يزيد بشكل كبير من معدل معالجة المعاملات.
آلية التنفيذ:
موناد ستقوم بتنفيذ جميع المعاملات بشكل متوازي بتفاؤل، على افتراض أن معظم المعاملات لا تحتوي على تعارضات حالية.
تشغيل "كاشف الصراع (Conflict Detector))" لمراقبة ما إذا كانت المعاملات تصل إلى نفس الحالة (مثل صراعات القراءة/الكتابة).
إذا تم الكشف عن تعارض، فسيتم تسلسل إعادة تنفيذ المعاملات المتعارضة لضمان صحة الحالة.
اختارت Monad مسار التوافق: تقليل تغييرات قواعد EVM قدر الإمكان، وتحقيق التوازي من خلال تأجيل كتابة الحالة، والكشف الديناميكي عن النزاعات خلال عملية التنفيذ، مما يجعلها تشبه إصدار الأداء من Ethereum، مع نضج جيد يسهل تحقيق انتقال النظام البيئي لـ EVM، وهي مسرع التوازي في عالم EVM.
تحليل آلية الحوسبة المتوازية لـ MegaETH
بخلاف تحديد L1 لـ Monad، يتم تحديد MegaETH كطبقة تنفيذ عالية الأداء متوازية ومتوافقة مع EVM، يمكن أن تعمل كشبكة عامة مستقلة L1، أو كطبقة تعزيز تنفيذ على Ethereum أو كعنصر معياري. الهدف الرئيسي من تصميمها هو فصل منطق الحساب، وبيئة التنفيذ، والحالة إلى وحدات صغيرة يمكن جدولتها بشكل مستقل، لتحقيق تنفيذ عالي التزامن داخل الشبكة واستجابة منخفضة التأخير. الابتكار الرئيسي الذي تقدمه MegaETH هو: بنية Micro-VM + DAG اعتماد الحالة (رسم بياني توجيهي غير دوري لاعتماد الحالة) وآلية المزامنة المعيارية، التي تبني معًا نظام تنفيذ متوازي موجه نحو "الخيال الخيالي داخل الشبكة".
بنية Micro-VM (آلة افتراضية صغيرة): الحساب هو الخيط
يقدم MegaETH نموذج تنفيذ "آلة افتراضية دقيقة (Micro-VM) لكل حساب"، مما يجعل بيئة التنفيذ "مُتعددة الخيوط"، ويوفر وحدة العزل الدنيا للتخطيط المتوازي. تتواصل هذه الآلات الافتراضية مع بعضها البعض من خلال الرسائل غير المتزامنة (Asynchronous Messaging)، بدلاً من الاستدعاءات المتزامنة، مما يسمح لعدد كبير من الآلات الافتراضية بالتنفيذ بشكل مستقل وتخزين مستقل، مما يتيح التوازي الطبيعي.
DAG اعتماد الدولة: آلية جدولة مدفوعة بالرسم البياني للاعتماد
بنت MegaETH نظام جدولة DAG يعتمد على علاقة الوصول لحالة الحساب، حيث يحافظ النظام على رسم بياني عالمي يعتمد على الاعتماد (Dependency Graph) في الوقت الحقيقي، وكل معاملة تعدل أي حسابات، وتقرأ أي حسابات، يتم نمذجتها بالكامل كعلاقة اعتماد. يمكن تنفيذ المعاملات غير المتعارضة بشكل متوازي مباشرة، بينما سيتم جدولة المعاملات المرتبطة بتسلسل أو تأخير حسب الترتيب الطوبولوجي. يضمن رسم الاعتماد اتساق الحالة وعدم الكتابة المكررة خلال عملية التنفيذ المتوازي.
التنفيذ غير المتزامن وآلية الاستدعاء
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.
بشكل عام، يكسر MegaETH نموذج آلة الحالة أحادية الخيط التقليدي EVM، ويحقق تغليف الميكرو VM على مستوى الحسابات، من خلال جدولة المعاملات باستخدام رسم بياني يعتمد على الحالة، ويستبدل آلية المكالمات المتزامنة بآلية الرسائل غير المتزامنة. إنه منصة حساب متوازٍ تم إعادة تصميمها من "هيكل الحساب → هيكل الجدولة → عملية التنفيذ" على مستوى كامل، مما يوفر أفكارًا جديدة نموذجية لبناء أنظمة سلسلة عالية الأداء من الجيل التالي.
اختارت MegaETH مسار إعادة الهيكلة: حيث قامت بفصل الحسابات والعقود إلى VM مستقل، من خلال جدولة التنفيذ غير المتزامن لتحرير أقصى إمكانيات التوازي. نظريًا، فإن الحد الأعلى للتوازي في MegaETH أعلى، لكنه أيضًا أكثر صعوبة في التحكم في التعقيد، وهو أقرب إلى نظام تشغيل موزع فائق تحت مفهوم الإيثيريوم.
تختلف فلسفة تصميم Monad و MegaETH بشكل كبير عن تقسيم السلاسل (Sharding): حيث يقوم تقسيم السلاسل بتقسيم سلسلة الكتل أفقياً إلى عدة سلاسل فرعية مستقلة (Shards)، وكل سلسلة فرعية مسؤولة عن جزء من المعاملات والحالة، مما يكسر قيود السلسلة الواحدة في مستوى الشبكة؛ بينما تحافظ Monad و MegaETH على سلامة السلسلة الواحدة، وتقوم فقط بالتوسع أفقياً في طبقة التنفيذ، مما يحقق تحسين الأداء من خلال التنفيذ المتوازي في حدود السلسلة الواحدة. يمثل الاثنان اتجاهين مختلفين في مسار توسيع سلسلة الكتل: التعزيز العمودي والتوسع الأفقي.
تركز مشاريع الحوسبة المتوازية مثل Monad و MegaETH بشكل رئيسي على تحسين مسارات الإنتاجية، مع الهدف الأساسي المتمثل في زيادة TPS داخل السلسلة، من خلال تنفيذ مؤجل (Deferred Execution) وهندسة الميكرو-آلة الافتراضية (Micro-VM) لتحقيق معالجة متوازية على مستوى المعاملات أو الحسابات. بينما تعتبر شبكة Pharos شبكة بلوكشين من الطبقة الأولى (L1) متوازية وموحدة، يُشار إلى آلية الحوسبة المتوازية الأساسية فيها باسم "Rollup Mesh". تدعم هذه البنية العمل التعاوني بين الشبكة الرئيسية وشبكات المعالجة الخاصة (SPNs)، وتدعم بيئات متعددة الآلات الافتراضية (EVM و Wasm)، كما تدمج تقنيات متقدمة مثل الإثباتات الصفرية (ZK) وبيئات التنفيذ الموثوقة (TEE).
تحليل آلية الحوسبة المتوازية لشبكة Rollup Mesh:
معالجة الأنابيب غير المتزامنة على مدار دورة الحياة الكاملة (Full Lifecycle Asynchronous Pipelining): تقوم Pharos بفصل مراحل المعاملات المختلفة (مثل الإجماع، التنفيذ، التخزين) وتستخدم طريقة المعالجة غير المتزامنة، مما يسمح لكل مرحلة بالعمل بشكل مستقل ومتوازي، وبالتالي زيادة كفاءة المعالجة الشاملة.
تنفيذ متوازي لآلتين افتراضيتين (Dual VM Parallel Execution): تدعم Pharos بيئتين افتراضيتين، EVM و WASM، مما يسمح للمطورين باختيار بيئة التنفيذ المناسبة حسب الحاجة. لا تعمل هذه البنية المزدوجة للآلات الافتراضية على تحسين مرونة النظام فحسب، بل تعزز أيضًا قدرة معالجة المعاملات من خلال التنفيذ المتوازي.
الشبكات المعالجة الخاصة (SPNs): تعتبر SPNs مكونًا رئيسيًا في بنية Pharos، مماثلة للشبكات الفرعية المودولية، مصممة خصيصًا لمعالجة أنواع معينة من المهام أو التطبيقات. من خلال SPNs، يمكن لـ Pharos تحقيق تخصيص ديناميكي للموارد ومعالجة المهام بشكل متوازي، مما يعزز بشكل أكبر من قابلية توسيع النظام وأدائه.
توافق وحدات وإعادة الرهن (Modular Consensus & Restaking): قدمت Pharos آلية توافق مرنة تدعم نماذج توافق متعددة (مثل PBFT، PoS، PoA)، وتحقق من خلال بروتوكول إعادة الرهن (Restaking) المشاركة الآمنة والموارد بين الشبكة الرئيسية وSPNs.
علاوة على ذلك، قامت Pharos من خلال استخدام تقنيات مثل الأشجار المتعددة النسخ Merkle، والترميز التفاضلي (Delta Encoding)، والعناوين النسخ (Versioned Addressing) وتقنية دفع ADS (ADS Pushdown) بإعادة بناء نموذج التنفيذ من أسفل محرك التخزين، وأطلقت محرك التخزين عالي الأداء الأصلي للبلوكشين Pharos Store، مما يحقق قدرة معالجة على السلسلة عالية الإنتاجية، منخفضة الكمون، وقابلة للتحقق بقوة.
بشكل عام، Phar
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 11
أعجبني
11
7
مشاركة
تعليق
0/400
TrustlessMaximalist
· منذ 4 س
مرة أخرى يتحدثون عن توسيع السعة، ماذا يمكن أن نتحدث عنه؟
شاهد النسخة الأصليةرد0
SolidityStruggler
· منذ 4 س
عاد الحديث عن التوسيع مرة أخرى، جميع الشبكات من المستوى الأول تستخدم التوازي كطوق نجاة.
شاهد النسخة الأصليةرد0
SchrodingerProfit
· منذ 4 س
البلوكتشين到底 هو想多快?四种方案看懵了...
شاهد النسخة الأصليةرد0
DisillusiionOracle
· منذ 4 س
لا يوجد مال ولا يوجد حجم
شاهد النسخة الأصليةرد0
TokenomicsTherapist
· منذ 4 س
مرة أخرى نتحدث عن النظرية هنا
شاهد النسخة الأصليةرد0
HalfIsEmpty
· منذ 4 س
من حل مشكلة المثلث المستحيل؟ سأستثمر كل شيء مباشرة.
Web3 الحوسبة المتوازية الشاملة: خمسة أنماط للتوسع ومقارنة بين سلاسل الأداء العالي من سلسلة EVM
خريطة شاملة لمجال الحوسبة المتوازية في Web3: هل هي أفضل حل للتوسع الأصلي؟
"مثلث Blockchain" (Blockchain Trilemma) "الأمان"، "اللامركزية"، "القابلية للتوسع" يكشف عن التوازن الجوهري في تصميم أنظمة blockchain، مما يعني أنه من الصعب على مشاريع blockchain تحقيق "أقصى درجات الأمان، إمكانية الوصول للجميع، المعالجة السريعة" في نفس الوقت. في ما يتعلق بموضوع "القابلية للتوسع"، يتم تصنيف حلول توسيع blockchain السائدة في السوق وفقًا للأنماط، بما في ذلك:
تشمل حلول توسيع blockchain: الحساب المتوازي داخل السلسلة، Rollup، تقسيم، وحدة DA، الهيكلية المعيارية، نظام Actor، ضغط إثبات zk، الهيكل غير الحالة، وغيرها، تغطي عدة مستويات من التنفيذ، الحالة، البيانات، والبنية، وهي نظام توسيع كامل "تعاون متعدد المستويات، مجموعة وحدات". تركز هذه المقالة على طرق التوسيع التي تعتمد بشكل رئيسي على الحساب المتوازي.
الحساب المتوازي داخل السلسلة ( التوازي داخل السلسلة )، يركز على التنفيذ المتوازي للمعاملات / الأوامر داخل الكتلة. وفقًا لآلية التوازي، يمكن تقسيم طرق التوسع إلى خمس فئات، كل فئة تمثل أهداف أداء مختلفة، ونماذج تطوير وفلسفات بنية، حيث يتناقص حجم التوازي بالتتابع، وتزداد شدة التوازي، وتزداد تعقيد الجدولة، كما تزداد تعقيد البرمجة وصعوبة التنفيذ.
نموذج اللاتزامن المتوازي خارج السلسلة، والذي يمثل نظام وكلاء (نموذج الوكلاء / نموذج الممثلين)، ينتمي إلى نوع آخر من أنماط الحوسبة المتوازية، كنظام رسائل عبر السلاسل/ غير متزامن (نموذج غير متزامن للكتل)، حيث يعمل كل وكيل كـ"عملية ذكية مستقلة"، وتكون الرسائل غير المتزامنة، مدفوعة بالأحداث، دون الحاجة إلى جدولة متزامنة، والمشاريع الممثلة تشمل AO و ICP و Cartesi وغيرها.
وخطط التوسع المعروفة لدينا مثل Rollup أو تقسيم الشريحة، تعد من آليات التزامن على مستوى النظام، ولا تنتمي إلى حسابات التوازي داخل السلسلة. إنها تحقق التوسع من خلال "تشغيل عدة سلاسل/مجالات تنفيذ بشكل متوازي"، بدلاً من زيادة درجة التوازي داخل كتلة واحدة/آلة افتراضية. هذه الخطط التوسعية ليست محور النقاش في هذه المقالة، ولكننا سنظل نستخدمها لمقارنة أوجه التشابه والاختلاف في مفاهيم الهندسة المعمارية.
ثانيًا، سلسلة تعزيز التوازي لنظام EVM: اختراق حدود الأداء في التوافق
لقد مر هيكل المعالجة المتسلسل للإيثيريوم حتى الآن بعدة جولات من محاولات التوسع مثل التقسيم، وRollup، والهندسة المعمارية المودولارية، ولكن لا يزال هناك اختناق في سعة طبقة التنفيذ لم يتم تحقيق اختراق جذري فيه. ومع ذلك، لا تزال EVM وSolidity هما أكثر منصات العقود الذكية التي تتمتع بأساس مطورين وقوة بيئية في الوقت الحالي. لذلك، تعتبر سلاسل EVM المعززة بالتوازي، التي توازن بين توافق النظام البيئي وتحسين أداء التنفيذ، هي الطريق الأساسي الذي يتجه نحو الاتجاه المهم في التطور الجديد للتوسع. يُعتبر كل من Monad وMegaETH من أكثر المشاريع تمثيلاً في هذا الاتجاه، حيث يقومان ببناء بنية معالجة EVM بالتوازي تستهدف المشاهد ذات التزامن العالي وسعة النقل العالية، بدءًا من تنفيذ التأخير وتقسيم الحالة.
تحليل آلية الحساب المتوازي لـ Monad
Monad هو سلسلة بلوكتشين Layer1 عالية الأداء تم إعادة تصميمها لآلة Ethereum الافتراضية (EVM) ، تعتمد على فكرة المعالجة المتوازية الأساسية (Pipelining) ، مع تنفيذ غير متزامن في طبقة الإجماع (Asynchronous Execution) وتنفيذ متفائل متوازي في طبقة التنفيذ (Optimistic Parallel Execution). علاوة على ذلك ، في طبقة الإجماع والتخزين ، أدخلت Monad بروتوكول BFT عالي الأداء (MonadBFT) ونظام قاعدة بيانات مخصص (MonadDB) لتحقيق تحسين شامل من النهاية إلى النهاية.
الأنابيب: آلية تنفيذ متوازية متعددة المراحل
Pipelining هو المبدأ الأساسي لتنفيذ Monad بالتوازي، فكرته الأساسية هي 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، لتحقيق معالجة متزامنة عبر الكتل، وفي النهاية تحقيق زيادة في الإنتاجية وتقليل التأخير. تشمل هذه المراحل: اقتراح المعاملات (Propose) الوصول إلى توافق (Consensus) تنفيذ المعاملات (Execution) والتقديم على الكتل (Commit).
التنفيذ غير المتزامن: فك الارتباط بين الإجماع والتنفيذ
في السلاسل التقليدية، يكون توافق المعاملات والتنفيذ عادةً عملية متزامنة، وهذا النموذج التسلسلي يقيد بشكل كبير من قدرة الأداء. حققت Monad "التنفيذ غير المتزامن" لتوفير توافق غير متزامن على مستوى التوافق، وتنفيذ غير متزامن على مستوى التنفيذ، وتخزين غير متزامن. مما يقلل بشكل ملحوظ من وقت الكتلة (block time) وتأخير التأكيد، مما يجعل النظام أكثر مرونة، وعمليات المعالجة أكثر تفصيلاً، وزيادة كفاءة استخدام الموارد.
التصميم الأساسي:
التنفيذ المتوازي المتفائل
تستخدم الإيثيريوم التقليدية نموذج تنفيذ صارم تسلسلي لتجنب تعارض الحالة. بينما تعتمد Monad على استراتيجية "التنفيذ المتوازي المتفائل"، مما يزيد بشكل كبير من معدل معالجة المعاملات.
آلية التنفيذ:
اختارت Monad مسار التوافق: تقليل تغييرات قواعد EVM قدر الإمكان، وتحقيق التوازي من خلال تأجيل كتابة الحالة، والكشف الديناميكي عن النزاعات خلال عملية التنفيذ، مما يجعلها تشبه إصدار الأداء من Ethereum، مع نضج جيد يسهل تحقيق انتقال النظام البيئي لـ EVM، وهي مسرع التوازي في عالم EVM.
تحليل آلية الحوسبة المتوازية لـ MegaETH
بخلاف تحديد L1 لـ Monad، يتم تحديد MegaETH كطبقة تنفيذ عالية الأداء متوازية ومتوافقة مع EVM، يمكن أن تعمل كشبكة عامة مستقلة L1، أو كطبقة تعزيز تنفيذ على Ethereum أو كعنصر معياري. الهدف الرئيسي من تصميمها هو فصل منطق الحساب، وبيئة التنفيذ، والحالة إلى وحدات صغيرة يمكن جدولتها بشكل مستقل، لتحقيق تنفيذ عالي التزامن داخل الشبكة واستجابة منخفضة التأخير. الابتكار الرئيسي الذي تقدمه MegaETH هو: بنية Micro-VM + DAG اعتماد الحالة (رسم بياني توجيهي غير دوري لاعتماد الحالة) وآلية المزامنة المعيارية، التي تبني معًا نظام تنفيذ متوازي موجه نحو "الخيال الخيالي داخل الشبكة".
بنية Micro-VM (آلة افتراضية صغيرة): الحساب هو الخيط
يقدم MegaETH نموذج تنفيذ "آلة افتراضية دقيقة (Micro-VM) لكل حساب"، مما يجعل بيئة التنفيذ "مُتعددة الخيوط"، ويوفر وحدة العزل الدنيا للتخطيط المتوازي. تتواصل هذه الآلات الافتراضية مع بعضها البعض من خلال الرسائل غير المتزامنة (Asynchronous Messaging)، بدلاً من الاستدعاءات المتزامنة، مما يسمح لعدد كبير من الآلات الافتراضية بالتنفيذ بشكل مستقل وتخزين مستقل، مما يتيح التوازي الطبيعي.
DAG اعتماد الدولة: آلية جدولة مدفوعة بالرسم البياني للاعتماد
بنت MegaETH نظام جدولة DAG يعتمد على علاقة الوصول لحالة الحساب، حيث يحافظ النظام على رسم بياني عالمي يعتمد على الاعتماد (Dependency Graph) في الوقت الحقيقي، وكل معاملة تعدل أي حسابات، وتقرأ أي حسابات، يتم نمذجتها بالكامل كعلاقة اعتماد. يمكن تنفيذ المعاملات غير المتعارضة بشكل متوازي مباشرة، بينما سيتم جدولة المعاملات المرتبطة بتسلسل أو تأخير حسب الترتيب الطوبولوجي. يضمن رسم الاعتماد اتساق الحالة وعدم الكتابة المكررة خلال عملية التنفيذ المتوازي.
التنفيذ غير المتزامن وآلية الاستدعاء
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.
بشكل عام، يكسر MegaETH نموذج آلة الحالة أحادية الخيط التقليدي EVM، ويحقق تغليف الميكرو VM على مستوى الحسابات، من خلال جدولة المعاملات باستخدام رسم بياني يعتمد على الحالة، ويستبدل آلية المكالمات المتزامنة بآلية الرسائل غير المتزامنة. إنه منصة حساب متوازٍ تم إعادة تصميمها من "هيكل الحساب → هيكل الجدولة → عملية التنفيذ" على مستوى كامل، مما يوفر أفكارًا جديدة نموذجية لبناء أنظمة سلسلة عالية الأداء من الجيل التالي.
اختارت MegaETH مسار إعادة الهيكلة: حيث قامت بفصل الحسابات والعقود إلى VM مستقل، من خلال جدولة التنفيذ غير المتزامن لتحرير أقصى إمكانيات التوازي. نظريًا، فإن الحد الأعلى للتوازي في MegaETH أعلى، لكنه أيضًا أكثر صعوبة في التحكم في التعقيد، وهو أقرب إلى نظام تشغيل موزع فائق تحت مفهوم الإيثيريوم.
تختلف فلسفة تصميم Monad و MegaETH بشكل كبير عن تقسيم السلاسل (Sharding): حيث يقوم تقسيم السلاسل بتقسيم سلسلة الكتل أفقياً إلى عدة سلاسل فرعية مستقلة (Shards)، وكل سلسلة فرعية مسؤولة عن جزء من المعاملات والحالة، مما يكسر قيود السلسلة الواحدة في مستوى الشبكة؛ بينما تحافظ Monad و MegaETH على سلامة السلسلة الواحدة، وتقوم فقط بالتوسع أفقياً في طبقة التنفيذ، مما يحقق تحسين الأداء من خلال التنفيذ المتوازي في حدود السلسلة الواحدة. يمثل الاثنان اتجاهين مختلفين في مسار توسيع سلسلة الكتل: التعزيز العمودي والتوسع الأفقي.
تركز مشاريع الحوسبة المتوازية مثل Monad و MegaETH بشكل رئيسي على تحسين مسارات الإنتاجية، مع الهدف الأساسي المتمثل في زيادة TPS داخل السلسلة، من خلال تنفيذ مؤجل (Deferred Execution) وهندسة الميكرو-آلة الافتراضية (Micro-VM) لتحقيق معالجة متوازية على مستوى المعاملات أو الحسابات. بينما تعتبر شبكة Pharos شبكة بلوكشين من الطبقة الأولى (L1) متوازية وموحدة، يُشار إلى آلية الحوسبة المتوازية الأساسية فيها باسم "Rollup Mesh". تدعم هذه البنية العمل التعاوني بين الشبكة الرئيسية وشبكات المعالجة الخاصة (SPNs)، وتدعم بيئات متعددة الآلات الافتراضية (EVM و Wasm)، كما تدمج تقنيات متقدمة مثل الإثباتات الصفرية (ZK) وبيئات التنفيذ الموثوقة (TEE).
تحليل آلية الحوسبة المتوازية لشبكة Rollup Mesh:
علاوة على ذلك، قامت Pharos من خلال استخدام تقنيات مثل الأشجار المتعددة النسخ Merkle، والترميز التفاضلي (Delta Encoding)، والعناوين النسخ (Versioned Addressing) وتقنية دفع ADS (ADS Pushdown) بإعادة بناء نموذج التنفيذ من أسفل محرك التخزين، وأطلقت محرك التخزين عالي الأداء الأصلي للبلوكشين Pharos Store، مما يحقق قدرة معالجة على السلسلة عالية الإنتاجية، منخفضة الكمون، وقابلة للتحقق بقوة.
بشكل عام، Phar