خريطة شاملة لسباق الحوسبة المتوازية في Web3: أفضل حل للتوسع الأصلي؟
1. نظرة عامة على مسار توسيع سلسلة الكتل
"مثلث اللاممكن" في البلوكشين (Blockchain Trilemma) "الأمان"، "اللامركزية"، و"قابلية التوسع" يكشف عن التوازن الأساسي في تصميم أنظمة البلوكشين، وهو أن مشاريع البلوكشين من الصعب أن تحقق "أقصى أمان، مشاركة شاملة، ومعالجة سريعة" في الوقت نفسه. بالنسبة لموضوع "قابلية التوسع" هذا، فإن الحلول الشائعة لتوسيع البلوكشين في السوق الحالية تُصنف وفقًا للنموذج، بما في ذلك:
تنفيذ التوسع المعزز: تحسين القدرة التنفيذية في الموقع، مثل المعالجة المتوازية، GPU، والأنوية المتعددة
توسيع عزل الحالة: تقسيم أفقي للحالة / شارد، مثل الشظايا، UTXO، شبكات فرعية متعددة
توسيع خارجي من نوع العقد: وضع التنفيذ خارج السلسلة، مثل Rollup، Coprocessor، DA
توسيع من نوع فك الارتباط الهيكلي: هيكلية معيارية، تشغيل متعاون، مثل سلسلة الوحدات، جهاز ترتيب مشترك، Rollup Mesh
التوسع المتزامن غير المتزامن: نموذج الممثل، عزل العمليات، مدفوع بالرسائل، مثل الوكلاء، سلسلة غير متزامنة متعددة الخيوط
تشمل حلول توسيع البلوكشين: الحساب المتوازي داخل السلسلة، Rollup، التقسيم، وحدة DA، الهيكلية المودولارية، نظام Actor، ضغط zk-proof، والهندسة عديمة الحالة، وتغطي مستويات متعددة من التنفيذ، الحالة، البيانات، والهياكل، وهي نظام توسيع كامل "متعدد الطبقات، تكوين وحدات". بينما تركز هذه المقالة على طريقة التوسيع الرئيسية التي تعتمد على الحساب المتوازي.
الحوسبة المتوازية داخل السلسلة (intra-chain parallelism)، تركز على التنفيذ المتوازي للمعاملات / التعليمات داخل الكتلة. حسب آلية التوازي، يمكن تصنيف أساليب التوسيع إلى خمس فئات، كل فئة تمثل طموحات أداء مختلفة، ونماذج تطوير وفلسفات هيكلية مختلفة، حيث يصبح حجم التوازي أكثر دقة، وزيادة شدة التوازي أعلى، وزيادة تعقيد الجدولة أعلى، كما تزداد تعقيد البرمجة وصعوبة التنفيذ.
التوازي على مستوى الحساب (Account-level): يمثل مشروع سولانا
مستوى الكائن المتوازي (Object-level): يمثل المشروع Sui
مستوى المعاملات (Transaction-level): يمثل مشروع Monad و Aptos
مستوى الاستدعاء / MicroVM المتوازي (Call-level / MicroVM): يمثل المشروع MegaETH
التوازي على مستوى التعليمات (Instruction-level): يمثل المشروع GatlingX
نموذج التوازي غير المتزامن خارج السلسلة، الذي يتمثل في نظام الكيانات الذكية (نموذج الوكيل / الكيان) والذي ينتمي إلى نمط حساب متوازي آخر، كنظام رسائل عبر السلاسل / غير متزامن (نموذج غير متزامن للكتل)، حيث يعمل كل وكيل ك"عملية كيان ذكية" مستقلة، مع رسائل غير متزامنة بطريقة متوازية، مدفوعة بالأحداث، دون الحاجة إلى جدولة متزامنة، من المشاريع الممثلة AO و ICP و Cartesi وغيرها.
إن حلول التوسع المعروفة لنا مثل Rollup أو تقسيم الشريحة، تنتمي إلى آلية التوازي على مستوى النظام، ولا تتعلق بالحوسبة المتوازية داخل السلسلة. إنها تحقق التوسع من خلال "تشغيل عدة سلاسل / مجالات تنفيذ بالتوازي"، وليس من خلال تعزيز درجة التوازي داخل كتلة واحدة / آلة افتراضية. هذه الحلول التوسعية ليست محور المناقشة في هذه المقالة، ولكننا سنستخدمها لمقارنة أوجه التشابه والاختلاف في مفاهيم الهيكل.
٢. سلسلة تعزيز EVM المتوازية: كسر حدود الأداء من خلال التوافق
حتى الآن، شهدت بنية المعالجة المتسلسلة لإيثريوم عدة محاولات للتوسع، بما في ذلك التقسيم، ورول أب، والهندسة المعمارية المودولية، لكن لا يزال عنق الزجاجة في مستوى التنفيذ دون突破 جذري. ومع ذلك، لا يزال EVM وSolidity هما الأكثر تأسيسًا من حيث قاعدة المطورين وطاقات النظام البيئي بين منصات العقود الذكية الحالية. لذلك، تعتبر سلسلة EVM المعززة بالتوازي هي المسار الرئيسي الذي يوازن بين التوافق البيئي وتحسين أداء التنفيذ، وهي تتجه لتكون اتجاهًا مهمًا في التطور الجديد للتوسع. تعتبر Monad وMegaETH من بين المشاريع الأكثر تمثيلاً في هذا الاتجاه، حيث تبني بنية المعالجة المتوازية لـ EVM الموجهة نحو السيناريوهات ذات التزامن العالي والإنتاجية العالية من خلال التنفيذ المتأخر وتفكيك الحالة.
تحليل آلية الحساب المتوازي لـ Monad
Monad هو سلسلة كتلة عالية الأداء طبقة 1 تم إعادة تصميمها لآلة افتراضية Ethereum (EVM)، تعتمد على مفهوم المعالجة المتوازية الأساسية (Pipelining)، حيث يتم تنفيذ الطبقة التوافقية بشكل غير متزامن (Asynchronous Execution) والتنفيذ بشكل متزامن متفائل (Optimistic Parallel Execution). بالإضافة إلى ذلك، في طبقتي التوافق والتخزين، قدمت Monad بروتوكول BFT عالي الأداء (MonadBFT) ونظام قاعدة بيانات مخصص (MonadDB) لتحقيق تحسين شامل.
خط الأنابيب: آلية تنفيذ متوازية متعددة المراحل
التخطيط هو الفكرة الأساسية لتنفيذ Monad بالتوازي، والفكرة الرئيسية هي تقسيم عملية تنفيذ blockchain إلى عدة مراحل مستقلة ومعالجة هذه المراحل بالتوازي، مما يشكل هيكل خط إنتاج ثلاثي الأبعاد، حيث تعمل كل مرحلة على خيوط أو أنوية مستقلة، مما يحقق معالجة متزامنة عبر الكتل، وفي النهاية يحقق زيادة في معدل الإرسال وتقليل التأخير. تشمل هذه المراحل: اقتراح المعاملات (Propose) التوصل إلى توافق (Consensus) تنفيذ المعاملات (Execution) وتقديم الكتل (Commit).
تنفيذ غير متزامن: التوافق - تنفيذ فك الارتباط غير المتزامن
في السلاسل التقليدية، يتم عادةً تنفيذ توافق المعاملات والتنفيذ كعملية متزامنة، مما يحد بشكل كبير من توسيع الأداء. حققت Monad "تنفيذ غير متزامن"، مما يجعل طبقة التوافق غير متزامنة، وطبقة التنفيذ غير متزامنة، والتخزين غير متزامن. وهذا 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.
عملية التنفيذ (طبقة التنفيذ) يتم تفعيلها بشكل غير متزامن بعد اكتمال الإجماع.
بعد إتمام الاتفاقية، يتم الانتقال مباشرة إلى عملية توافق الكتلة التالية دون الحاجة إلى انتظار الانتهاء من التنفيذ.
يعتمد الإيثيريوم التقليدي على نموذج تنفيذ صارم متسلسل لتجنب تعارض الحالة. بينما تتبنى Monad استراتيجية "التنفيذ المتوازي المتفائل"، مما يزيد بشكل كبير من معدل معالجة المعاملات.
آلية التنفيذ:
مونايد ستنفذ جميع المعاملات بشكل متوازي بتفاؤل، على افتراض أن الغالبية العظمى من المعاملات لا تحتوي على تعارضات في الحالة.
تشغيل "كاشف النزاع (Conflict Detector)" في نفس الوقت لمراقبة ما إذا كانت المعاملات قد وصلت إلى نفس الحالة (مثل النزاعات في القراءة / الكتابة).
إذا تم اكتشاف تضارب، فسيتم تسلسل تنفيذ الصفقة المتضاربة مرة أخرى لضمان صحة الحالة.
اختارت Monad مسارًا متوافقًا: تقليل التعديل على قواعد EVM قدر الإمكان، وتحقيق التوازي من خلال تأجيل كتابة الحالة، والكشف الديناميكي عن التضارب، مما يجعلها أقرب إلى إصدار الأداء من Ethereum، حيث أن نضجها يجعل من السهل تنفيذ انتقال النظام البيئي لـ EVM، وهي مسرع التوازي في عالم EVM.
تحليل آلية الحساب المتوازي لـ MegaETH
بخلاف تحديد L1 لـ Monad، يتم تحديد MegaETH كطبقة تنفيذ عالية الأداء ومتوازية وقابلة للتعديل تتوافق مع EVM، حيث يمكن أن تعمل كشبكة عامة مستقلة من نوع L1، أو كطبقة تنفيذ معززة على إيثيريوم أو كعنصر قابل للتعديل. الهدف الأساسي من تصميمها هو فصل منطق الحساب، وبيئة التنفيذ، والحالة إلى وحدات صغيرة يمكن جدولة كل منها بشكل مستقل، لتحقيق تنفيذ متزامن عالٍ واستجابة منخفضة التأخير داخل السلسلة. الابتكار الرئيسي الذي تقدمه MegaETH هو: بنية Micro-VM + DAG اعتماد الحالة (رسم بياني غير دائري يعتمد على الحالة) وآلية مزامنة قابلة للتعديل، مما يشكل نظام تنفيذ متوازي موجه نحو "تعدد الخيوط داخل السلسلة".
هيكل Micro-VM (الآلة الافتراضية الدقيقة): الحساب هو الخيط
أدخلت MegaETH نموذج التنفيذ "آلة افتراضية صغيرة (Micro-VM) لكل حساب"، مما يتيح "تعدد الخيوط" في بيئة التنفيذ، لتوفير وحدة عزل أصغر لجدولة متوازية. تتواصل هذه الآلات الافتراضية فيما بينها من خلال الرسائل غير المتزامنة (Asynchronous Messaging) بدلاً من الاستدعاءات المتزامنة، مما يمكن العديد من الآلات الافتراضية من التنفيذ المستقل والتخزين المستقل، مما يجعلها متوازية بطبيعتها.
آلية جدولة مدفوعة برسوم الاعتماد DAG:
أنشأت MegaETH نظام جدولة DAG يعتمد على علاقة الوصول إلى حالة الحسابات، حيث يقوم النظام بصيانة رسم بياني عالمي للمعتمدات (Dependency Graph) في الوقت الحقيقي. كل معاملة تعدل أي حسابات، وتقرأ أي حسابات، يتم نمذجتها جميعًا كعلاقة اعتماد. يمكن تنفيذ المعاملات غير المتضاربة بالتوازي مباشرة، بينما سيتم جدولة المعاملات ذات العلاقات الاعتمادية وفقًا للتسلسل الطوبولوجي أو تأخيرها. يضمن رسم الاعتماد الحفاظ على اتساق الحالة وعدم الكتابة المتكررة أثناء 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، تقوم MegaETH بتجاوز نموذج آلة الحالة الأحادية التقليدية EVM، من خلال تنفيذ تغليف الميكرو VM على أساس الحسابات، مما يتيح جدولة المعاملات من خلال رسم الاعتماد على الحالة، ويستبدل آلية المكالمات المتزامنة بآلية الرسائل غير المتزامنة. إنها منصة حوسبة متوازية تم إعادة تصميمها من "بنية الحسابات → بنية الجدولة → سير التنفيذ" بشكل شامل، مما يوفر أفكار جديدة على مستوى النموذج لبناء أنظمة سلسلية عالية الأداء من الجيل التالي.
اختارت MegaETH مسار إعادة الهيكلة: تجريد الحسابات والعقود إلى VM مستقل تمامًا، من خلال جدولة التنفيذ غير المتزامن لتحرير أقصى إمكانيات التوازي. من الناحية النظرية، فإن الحد الأقصى للتوازي في MegaETH أعلى، لكنه أيضًا أصعب في التحكم في التعقيد، مما يجعله أكثر شبهاً بنظام تشغيل موزع فائق تحت فكرة Ethereum.
تختلف فلسفة تصميم Monad و MegaETH بشكل كبير عن تقسيم الشبكة (Sharding): حيث يقوم تقسيم الشبكة بتقسيم سلسلة الكتل أفقياً إلى عدة سلاسل فرعية مستقلة (Shards)، كل سلسلة فرعية مسؤولة عن جزء من المعاملات والحالة، مما يكسر قيود السلسلة الواحدة في توسيع الشبكة؛ بينما تحافظ Monad و MegaETH على سلامة السلسلة الواحدة، حيث تقوم بالتوسع أفقياً فقط في طبقة التنفيذ، مما يحقق تحسيناً في الأداء من خلال التنفيذ المتوازي داخل السلسلة الواحدة. يمثل الاثنان اتجاهين مختلفين في مسار توسيع سلسلة الكتل، حيث يركز أحدهما على التعزيز العمودي والآخر على التوسع الأفقي.
تركز مشاريع الحوسبة المتوازية مثل Monad و MegaETH بشكل أساسي على مسارات تحسين الإنتاجية، بهدف رئيسي هو تعزيز TPS داخل السلسلة، من خلال تنفيذ مؤجل (Deferred Execution) وبنية ميكرو-آلة افتراضية (Micro-VM) لتحقيق المعالجة المتوازية على مستوى المعاملات أو الحسابات. بينما تعتبر شبكة Pharos Network شبكة بلوكتشين L1 متوازية، شاملة، حيث يُطلق على آلية الحوسبة المتوازية الأساسية فيها "Rollup Mesh". تدعم هذه البنية العمل التعاوني بين الشبكة الرئيسية والشبكات الخاصة المعالجة (SPNs)، وتدعم بيئات متعددة الآلات الافتراضية (EVM و Wasm)، وتدمج تقنيات متقدمة مثل إثبات المعرفة الصفرية (ZK) وبيئة التنفيذ الموثوقة (TEE).
تحليل آلية الحساب المتوازي Rollup Mesh:
معالجة الأنابيب غير المتزامنة طوال دورة الحياة (Full Lifecycle Asynchronous Pipelining): تفصل Pharos مراحل المعاملات المختلفة (مثل الإجماع والتنفيذ والتخزين) وتستخدم طريقة المعالجة غير المتزامنة، مما يسمح لكل مرحلة بالعمل بشكل مستقل ومتوازي، مما يزيد من كفاءة المعالجة الإجمالية.
تنفيذ متوازي باستخدام آلتين افتراضيتين (Dual VM Parallel Execution): تدعم Pharos بيئتين افتراضيتين EVM و WASM، مما يسمح للمطورين باختيار بيئة التنفيذ المناسبة وفقًا لاحتياجاتهم. لا تعزز هذه البنية التحتية المزدوجة من مرونة النظام فحسب، بل تزيد أيضًا من 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 تخصيص الموارد الديناميكي ومعالجة المهام بشكل متوازي، مما يعزز بشكل أكبر قابلية التوسع والأداء للنظام.
توافق معياري وآلية إعادة الرهانات (Modular Consensus & Restaking): قدمت Pharos آلية توافق مرنة تدعم نماذج توافق متعددة (مثل PBFT، PoS
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
8
إعادة النشر
مشاركة
تعليق
0/400
wagmi_eventually
· 07-24 11:10
خارج السلسلة外包咱就直接说放到链外呗 真直接
شاهد النسخة الأصليةرد0
BlockchainTherapist
· 07-23 21:52
مرة أخرى مفهوم يُستغل بغباء؟ من يفهم ذلك؟
شاهد النسخة الأصليةرد0
MEVSupportGroup
· 07-22 15:23
الثالوث الغير مقدس就是个忽悠...真看透了
شاهد النسخة الأصليةرد0
liquidation_watcher
· 07-21 19:22
التوسع الأصلي يعود مرة أخرى ليعد بتوقعات مستقبلية، لكن هل يمكن تحقيق هذه التوقعات على أرض الواقع؟
شاهد النسخة الأصليةرد0
ApeDegen
· 07-21 19:21
الثالوث الغير مقدس في الحقيقة هو مجرد خداع
شاهد النسخة الأصليةرد0
FudVaccinator
· 07-21 19:16
3 زوايا غير ممكنة إذا حصلت على 2 منها اعتبرتها ناجحة، أليس كذلك؟
شاهد النسخة الأصليةرد0
ChainMaskedRider
· 07-21 19:03
الانسياب هو كل ما تحتاجه، مثلث ليس سوى عذر للتضحية.
مشهد شامل للحوسبة المتوازية في Web3: التعاون متعدد الطبقات يقود عصر جديد من توسيع البلوكتشين
خريطة شاملة لسباق الحوسبة المتوازية في Web3: أفضل حل للتوسع الأصلي؟
1. نظرة عامة على مسار توسيع سلسلة الكتل
"مثلث اللاممكن" في البلوكشين (Blockchain Trilemma) "الأمان"، "اللامركزية"، و"قابلية التوسع" يكشف عن التوازن الأساسي في تصميم أنظمة البلوكشين، وهو أن مشاريع البلوكشين من الصعب أن تحقق "أقصى أمان، مشاركة شاملة، ومعالجة سريعة" في الوقت نفسه. بالنسبة لموضوع "قابلية التوسع" هذا، فإن الحلول الشائعة لتوسيع البلوكشين في السوق الحالية تُصنف وفقًا للنموذج، بما في ذلك:
تشمل حلول توسيع البلوكشين: الحساب المتوازي داخل السلسلة، Rollup، التقسيم، وحدة DA، الهيكلية المودولارية، نظام Actor، ضغط zk-proof، والهندسة عديمة الحالة، وتغطي مستويات متعددة من التنفيذ، الحالة، البيانات، والهياكل، وهي نظام توسيع كامل "متعدد الطبقات، تكوين وحدات". بينما تركز هذه المقالة على طريقة التوسيع الرئيسية التي تعتمد على الحساب المتوازي.
الحوسبة المتوازية داخل السلسلة (intra-chain parallelism)، تركز على التنفيذ المتوازي للمعاملات / التعليمات داخل الكتلة. حسب آلية التوازي، يمكن تصنيف أساليب التوسيع إلى خمس فئات، كل فئة تمثل طموحات أداء مختلفة، ونماذج تطوير وفلسفات هيكلية مختلفة، حيث يصبح حجم التوازي أكثر دقة، وزيادة شدة التوازي أعلى، وزيادة تعقيد الجدولة أعلى، كما تزداد تعقيد البرمجة وصعوبة التنفيذ.
نموذج التوازي غير المتزامن خارج السلسلة، الذي يتمثل في نظام الكيانات الذكية (نموذج الوكيل / الكيان) والذي ينتمي إلى نمط حساب متوازي آخر، كنظام رسائل عبر السلاسل / غير متزامن (نموذج غير متزامن للكتل)، حيث يعمل كل وكيل ك"عملية كيان ذكية" مستقلة، مع رسائل غير متزامنة بطريقة متوازية، مدفوعة بالأحداث، دون الحاجة إلى جدولة متزامنة، من المشاريع الممثلة AO و ICP و Cartesi وغيرها.
إن حلول التوسع المعروفة لنا مثل Rollup أو تقسيم الشريحة، تنتمي إلى آلية التوازي على مستوى النظام، ولا تتعلق بالحوسبة المتوازية داخل السلسلة. إنها تحقق التوسع من خلال "تشغيل عدة سلاسل / مجالات تنفيذ بالتوازي"، وليس من خلال تعزيز درجة التوازي داخل كتلة واحدة / آلة افتراضية. هذه الحلول التوسعية ليست محور المناقشة في هذه المقالة، ولكننا سنستخدمها لمقارنة أوجه التشابه والاختلاف في مفاهيم الهيكل.
٢. سلسلة تعزيز EVM المتوازية: كسر حدود الأداء من خلال التوافق
حتى الآن، شهدت بنية المعالجة المتسلسلة لإيثريوم عدة محاولات للتوسع، بما في ذلك التقسيم، ورول أب، والهندسة المعمارية المودولية، لكن لا يزال عنق الزجاجة في مستوى التنفيذ دون突破 جذري. ومع ذلك، لا يزال EVM وSolidity هما الأكثر تأسيسًا من حيث قاعدة المطورين وطاقات النظام البيئي بين منصات العقود الذكية الحالية. لذلك، تعتبر سلسلة EVM المعززة بالتوازي هي المسار الرئيسي الذي يوازن بين التوافق البيئي وتحسين أداء التنفيذ، وهي تتجه لتكون اتجاهًا مهمًا في التطور الجديد للتوسع. تعتبر Monad وMegaETH من بين المشاريع الأكثر تمثيلاً في هذا الاتجاه، حيث تبني بنية المعالجة المتوازية لـ EVM الموجهة نحو السيناريوهات ذات التزامن العالي والإنتاجية العالية من خلال التنفيذ المتأخر وتفكيك الحالة.
تحليل آلية الحساب المتوازي لـ Monad
Monad هو سلسلة كتلة عالية الأداء طبقة 1 تم إعادة تصميمها لآلة افتراضية Ethereum (EVM)، تعتمد على مفهوم المعالجة المتوازية الأساسية (Pipelining)، حيث يتم تنفيذ الطبقة التوافقية بشكل غير متزامن (Asynchronous Execution) والتنفيذ بشكل متزامن متفائل (Optimistic Parallel Execution). بالإضافة إلى ذلك، في طبقتي التوافق والتخزين، قدمت Monad بروتوكول BFT عالي الأداء (MonadBFT) ونظام قاعدة بيانات مخصص (MonadDB) لتحقيق تحسين شامل.
خط الأنابيب: آلية تنفيذ متوازية متعددة المراحل
التخطيط هو الفكرة الأساسية لتنفيذ Monad بالتوازي، والفكرة الرئيسية هي تقسيم عملية تنفيذ blockchain إلى عدة مراحل مستقلة ومعالجة هذه المراحل بالتوازي، مما يشكل هيكل خط إنتاج ثلاثي الأبعاد، حيث تعمل كل مرحلة على خيوط أو أنوية مستقلة، مما يحقق معالجة متزامنة عبر الكتل، وفي النهاية يحقق زيادة في معدل الإرسال وتقليل التأخير. تشمل هذه المراحل: اقتراح المعاملات (Propose) التوصل إلى توافق (Consensus) تنفيذ المعاملات (Execution) وتقديم الكتل (Commit).
تنفيذ غير متزامن: التوافق - تنفيذ فك الارتباط غير المتزامن
في السلاسل التقليدية، يتم عادةً تنفيذ توافق المعاملات والتنفيذ كعملية متزامنة، مما يحد بشكل كبير من توسيع الأداء. حققت Monad "تنفيذ غير متزامن"، مما يجعل طبقة التوافق غير متزامنة، وطبقة التنفيذ غير متزامنة، والتخزين غير متزامن. وهذا 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: التنفيذ المتوازي المتفائل
يعتمد الإيثيريوم التقليدي على نموذج تنفيذ صارم متسلسل لتجنب تعارض الحالة. بينما تتبنى Monad استراتيجية "التنفيذ المتوازي المتفائل"، مما يزيد بشكل كبير من معدل معالجة المعاملات.
آلية التنفيذ:
اختارت Monad مسارًا متوافقًا: تقليل التعديل على قواعد EVM قدر الإمكان، وتحقيق التوازي من خلال تأجيل كتابة الحالة، والكشف الديناميكي عن التضارب، مما يجعلها أقرب إلى إصدار الأداء من Ethereum، حيث أن نضجها يجعل من السهل تنفيذ انتقال النظام البيئي لـ EVM، وهي مسرع التوازي في عالم EVM.
تحليل آلية الحساب المتوازي لـ MegaETH
بخلاف تحديد L1 لـ Monad، يتم تحديد MegaETH كطبقة تنفيذ عالية الأداء ومتوازية وقابلة للتعديل تتوافق مع EVM، حيث يمكن أن تعمل كشبكة عامة مستقلة من نوع L1، أو كطبقة تنفيذ معززة على إيثيريوم أو كعنصر قابل للتعديل. الهدف الأساسي من تصميمها هو فصل منطق الحساب، وبيئة التنفيذ، والحالة إلى وحدات صغيرة يمكن جدولة كل منها بشكل مستقل، لتحقيق تنفيذ متزامن عالٍ واستجابة منخفضة التأخير داخل السلسلة. الابتكار الرئيسي الذي تقدمه MegaETH هو: بنية Micro-VM + DAG اعتماد الحالة (رسم بياني غير دائري يعتمد على الحالة) وآلية مزامنة قابلة للتعديل، مما يشكل نظام تنفيذ متوازي موجه نحو "تعدد الخيوط داخل السلسلة".
هيكل Micro-VM (الآلة الافتراضية الدقيقة): الحساب هو الخيط
أدخلت MegaETH نموذج التنفيذ "آلة افتراضية صغيرة (Micro-VM) لكل حساب"، مما يتيح "تعدد الخيوط" في بيئة التنفيذ، لتوفير وحدة عزل أصغر لجدولة متوازية. تتواصل هذه الآلات الافتراضية فيما بينها من خلال الرسائل غير المتزامنة (Asynchronous Messaging) بدلاً من الاستدعاءات المتزامنة، مما يمكن العديد من الآلات الافتراضية من التنفيذ المستقل والتخزين المستقل، مما يجعلها متوازية بطبيعتها.
آلية جدولة مدفوعة برسوم الاعتماد DAG:
أنشأت MegaETH نظام جدولة DAG يعتمد على علاقة الوصول إلى حالة الحسابات، حيث يقوم النظام بصيانة رسم بياني عالمي للمعتمدات (Dependency Graph) في الوقت الحقيقي. كل معاملة تعدل أي حسابات، وتقرأ أي حسابات، يتم نمذجتها جميعًا كعلاقة اعتماد. يمكن تنفيذ المعاملات غير المتضاربة بالتوازي مباشرة، بينما سيتم جدولة المعاملات ذات العلاقات الاعتمادية وفقًا للتسلسل الطوبولوجي أو تأخيرها. يضمن رسم الاعتماد الحفاظ على اتساق الحالة وعدم الكتابة المتكررة أثناء 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، تقوم MegaETH بتجاوز نموذج آلة الحالة الأحادية التقليدية EVM، من خلال تنفيذ تغليف الميكرو VM على أساس الحسابات، مما يتيح جدولة المعاملات من خلال رسم الاعتماد على الحالة، ويستبدل آلية المكالمات المتزامنة بآلية الرسائل غير المتزامنة. إنها منصة حوسبة متوازية تم إعادة تصميمها من "بنية الحسابات → بنية الجدولة → سير التنفيذ" بشكل شامل، مما يوفر أفكار جديدة على مستوى النموذج لبناء أنظمة سلسلية عالية الأداء من الجيل التالي.
اختارت MegaETH مسار إعادة الهيكلة: تجريد الحسابات والعقود إلى VM مستقل تمامًا، من خلال جدولة التنفيذ غير المتزامن لتحرير أقصى إمكانيات التوازي. من الناحية النظرية، فإن الحد الأقصى للتوازي في MegaETH أعلى، لكنه أيضًا أصعب في التحكم في التعقيد، مما يجعله أكثر شبهاً بنظام تشغيل موزع فائق تحت فكرة Ethereum.
تختلف فلسفة تصميم Monad و MegaETH بشكل كبير عن تقسيم الشبكة (Sharding): حيث يقوم تقسيم الشبكة بتقسيم سلسلة الكتل أفقياً إلى عدة سلاسل فرعية مستقلة (Shards)، كل سلسلة فرعية مسؤولة عن جزء من المعاملات والحالة، مما يكسر قيود السلسلة الواحدة في توسيع الشبكة؛ بينما تحافظ Monad و MegaETH على سلامة السلسلة الواحدة، حيث تقوم بالتوسع أفقياً فقط في طبقة التنفيذ، مما يحقق تحسيناً في الأداء من خلال التنفيذ المتوازي داخل السلسلة الواحدة. يمثل الاثنان اتجاهين مختلفين في مسار توسيع سلسلة الكتل، حيث يركز أحدهما على التعزيز العمودي والآخر على التوسع الأفقي.
تركز مشاريع الحوسبة المتوازية مثل Monad و MegaETH بشكل أساسي على مسارات تحسين الإنتاجية، بهدف رئيسي هو تعزيز TPS داخل السلسلة، من خلال تنفيذ مؤجل (Deferred Execution) وبنية ميكرو-آلة افتراضية (Micro-VM) لتحقيق المعالجة المتوازية على مستوى المعاملات أو الحسابات. بينما تعتبر شبكة Pharos Network شبكة بلوكتشين L1 متوازية، شاملة، حيث يُطلق على آلية الحوسبة المتوازية الأساسية فيها "Rollup Mesh". تدعم هذه البنية العمل التعاوني بين الشبكة الرئيسية والشبكات الخاصة المعالجة (SPNs)، وتدعم بيئات متعددة الآلات الافتراضية (EVM و Wasm)، وتدمج تقنيات متقدمة مثل إثبات المعرفة الصفرية (ZK) وبيئة التنفيذ الموثوقة (TEE).
تحليل آلية الحساب المتوازي Rollup Mesh: