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Análisis de la tecnología EVM en paralelo: la innovación clave para mejorar el rendimiento de la Cadena de bloques
Una profunda exploración del EVM paralelo y su ecosistema
EVM y Solidity
El desarrollo de contratos inteligentes es una habilidad básica para los ingenieros de blockchain. Los desarrolladores suelen utilizar lenguajes de alto nivel como Solidity para escribir la lógica del contrato. Sin embargo, la EVM no puede interpretar directamente el código de Solidity, por lo que es necesario compilarlo a un lenguaje de bajo nivel (código de operación/código de bytes) que sea ejecutable por la máquina virtual. Aunque existen herramientas que pueden realizar automáticamente este proceso de conversión, entender los mecanismos subyacentes sigue siendo muy valioso.
El proceso de conversión puede introducir algunos gastos adicionales. Los ingenieros con experiencia en programación de bajo nivel pueden escribir la lógica del programa directamente en Solidity utilizando códigos de operación, para lograr la máxima eficiencia y reducir el consumo de gas. Por ejemplo, algunos protocolos conocidos utilizan ampliamente la ensambladura en línea para minimizar los gastos de gas de los usuarios.
Diferencias en el rendimiento de EVM
EVM como "capa de ejecución" es el lugar donde se ejecutan finalmente los códigos de operación de los contratos inteligentes compilados. El bytecode definido por EVM se ha convertido en un estándar de la industria. Ya sea para redes de capa 2 de Ethereum o para otras blockchains independientes, la compatibilidad con el estándar EVM permite a los desarrolladores desplegar contratos inteligentes de manera eficiente en múltiples redes.
Aunque seguir el estándar de código de bytes EVM hace que la máquina virtual sea EVM, la forma específica de implementación puede variar considerablemente. Por ejemplo, algunos clientes de Ethereum implementan el estándar EVM en el lenguaje Go, mientras que otros equipos mantienen implementaciones en C++. Esta diversidad permite diferentes optimizaciones de ingeniería e implementaciones personalizadas.
Tecnología EVM en paralelo
Históricamente, la comunidad de blockchain se ha centrado principalmente en la innovación de los algoritmos de consenso, y algunos proyectos famosos son conocidos por su mecanismo de consenso en lugar de la capa de ejecución. Aunque estos proyectos también han innovado en la capa de ejecución, su rendimiento a menudo se confunde erróneamente como si proviniera únicamente del algoritmo de consenso.
En realidad, las cadenas de bloques de alto rendimiento requieren algoritmos de consenso innovadores y una capa de ejecución optimizada. Una cadena de bloques EVM que solo mejora el algoritmo de consenso a menudo necesita configuraciones de nodos más potentes para mejorar el rendimiento. Por ejemplo, algunas cadenas de bloques necesitan un hardware varias veces más potente que un nodo completo tradicional para procesar bloques a altas TPS. Aunque algunas redes en teoría soportan TPS muy altos, el rendimiento real a menudo no cumple con las expectativas.
La necesidad de procesamiento en paralelo
En la mayoría de los sistemas de blockchain, las transacciones se ejecutan en orden, similar a un CPU de un solo núcleo. Este enfoque, aunque simple, es difícil de escalar a una base de usuarios a nivel de Internet. Cambiar a una máquina virtual de CPU multinúcleo puede procesar múltiples transacciones simultáneamente, aumentando significativamente el rendimiento.
La ejecución en paralelo ha traído desafíos de ingeniería, como el manejo de transacciones concurrentes que escriben en el mismo contrato inteligente. Se necesita diseñar nuevos mecanismos para resolver estos conflictos. La ejecución en paralelo de contratos inteligentes no relacionados puede aumentar la capacidad de procesamiento de manera proporcional al número de hilos de procesamiento en paralelo.
Innovación de EVM paralelo
EVM paralelo representa una serie de innovaciones para optimizar la capa de ejecución de sistemas blockchain. Tomando algunos proyectos como ejemplo, sus innovaciones clave incluyen:
Desafíos tecnológicos de EVM en paralelo
La ejecución en paralelo introduce conflictos de estado potenciales, lo que requiere una verificación de conflictos antes o después de la ejecución. Por ejemplo, cuando múltiples transacciones en paralelo interactúan con el mismo contrato inteligente, pueden ocurrir conflictos. Esto requiere mecanismos de detección y resolución de conflictos cuidadosos para asegurar un procesamiento paralelo eficiente.
Además de las diferencias técnicas en la implementación de EVM en paralelo, los equipos suelen necesitar rediseñar y mejorar el rendimiento de lectura/escritura de la base de datos de estado, así como desarrollar algoritmos de consenso compatibles.
Desafíos y consideraciones
Los EVM paralelos enfrentan dos desafíos principales: la captura de valor a largo plazo de Ethereum y la centralización de nodos. Aunque la fase de desarrollo actual puede no estar completamente abierta, estos detalles se revelarán finalmente cuando se inicie la red de prueba y la red principal. El rápido desarrollo del ecosistema será clave para mantener la ventaja competitiva.
La centralización de nodos es un desafío común para todas las blockchains de alto rendimiento, que necesita equilibrar entre descentralización, seguridad y rendimiento. Indicadores como "TPS por requerimiento de hardware" pueden ayudar a comparar la eficiencia de diferentes blockchains bajo condiciones de hardware específicas.
El panorama de EVM paralelo
El patrón de EVM paralelo incluye múltiples blockchains de Layer 1 y soluciones de Layer 2. Algunos proyectos respaldan las redes existentes de EVM paralelo a través de mejoras tecnológicas, mientras que otros adoptan la tecnología de ejecución paralela desde el principio. También hay algunas redes de Layer 2 que utilizan tecnología de ejecución paralela no EVM, abstractando EVM como un módulo de ejecución extraíble.
Resumen del proyecto
Proyecto EVM paralelo líder
El proyecto tiene como objetivo resolver el problema de escalabilidad del EVM tradicional mediante la optimización de la ejecución paralela del EVM y la arquitectura en pipeline, con el objetivo de alcanzar 10,000 TPS. Recientemente se completó una gran financiación, convirtiéndose en el proyecto de EVM paralelo con más financiación y mayor valoración. El equipo fundador incluye miembros senior de instituciones de trading reconocidas. La red de pruebas interna ya se ha lanzado y se espera que pronto esté abierta al público.
proyecto enfocado en transacciones de una red EVM paralela
Una red Layer 1 que inicialmente se centró en el comercio, ahora se ha actualizado a un EVM paralelo de alto rendimiento, aumentando el TPS a 12,500. La red de pruebas ya está en línea, soportando la migración de aplicaciones EVM con un solo clic. Se espera que la red principal esté en línea en la primera mitad de este año. El proyecto también ha lanzado un marco de código abierto que apoya la adopción de redes Layer 2 y Rollup utilizando tecnología de procesamiento paralelo.
Proyecto de capa de ejecución mejorada de doble máquina virtual
A través de la construcción de EVM++(EVM + WASM), este proyecto tiene como objetivo mejorar el rendimiento de la cadena de bloques EVM y la eficiencia de ejecución en la red. El equipo central proviene de proyectos de blockchain reconocidos. La red de prueba pública ya está en línea y se está llevando a cabo un programa de incentivos para el ecosistema.
Proyecto de Cosmos que introduce la tecnología EVM paralela
Una red Layer 1 compatible con EVM construida sobre Cosmos SDK, diseñada específicamente para aplicaciones DeFi. Se anunció recientemente un plan de desarrollo para introducir la tecnología de ejecución paralela de EVM, con el objetivo de mejorar el rendimiento de la red.
Solana solución de compatibilidad EVM
La EVM paralela basada en la red Solana es la primera solución de compatibilidad EVM para Solana. Soporta a los desarrolladores de EVM de Solidity y Vyper para desplegar DApps en Solana con un solo clic, disfrutando de un alto rendimiento y bajas tarifas de gas. Envuelve las transacciones tipo EVM en transacciones de Solana, con un TPS superior a 2,000.
Introducir SVM en el proyecto de Ethereum
Una solución modular Rollup Layer 2 soportada por la máquina virtual de Solana (SVM). Los datos de las transacciones se liquidan en Ethereum, usando ETH como gas, pero la capa de ejecución se ejecuta en el entorno SVM. Recientemente se completó una financiación a gran escala y la red principal se abrirá pronto a los desarrolladores.
Proyecto de VM modular de Capa 2
La red de Layer 2 modular construida sobre OP Stack es parte de la cadena super Optimism. Está diseñada para introducir máquinas virtuales de alto rendimiento en las principales redes de Layer 2 de Ethereum y Bitcoin existentes. Soporta el uso de Ethereum o Bitcoin como capa de liquidación, mientras que la capa de ejecución puede utilizar diversas máquinas virtuales de alto rendimiento para la ejecución en paralelo.
Conclusión
Con el desarrollo de la tecnología blockchain, es igual de importante prestar atención a la capa de ejecución y a los algoritmos de consenso para lograr un alto rendimiento. Innovaciones como EVM en paralelo ofrecen soluciones prometedoras para aumentar la capacidad de procesamiento y la eficiencia, haciendo que la blockchain sea más escalable y capaz de soportar una amplia base de usuarios. El desarrollo e implementación de estas tecnologías darán forma al futuro del ecosistema blockchain, impulsando el progreso y la aplicación en este campo.