Análise da tecnologia EVM paralela e seu ecossistema

EVM e Solidity

O desenvolvimento de contratos inteligentes é uma habilidade básica para engenheiros de blockchain. Embora os desenvolvedores geralmente usem linguagens de alto nível como Solidity para escrever contratos, a EVM não consegue interpretar esses códigos diretamente. É necessário compilá-los em códigos de operação de baixo nível ou bytecode executáveis pela máquina virtual. Ferramentas existentes podem realizar automaticamente esse processo de conversão, aliviando o peso da compreensão dos detalhes da compilação para os desenvolvedores.

Embora a conversão traga alguns custos adicionais, engenheiros familiarizados com codificação de baixo nível podem usar códigos de operação diretamente em Solidity para otimizar a lógica do programa, aumentar a eficiência e reduzir o consumo de gas. Por exemplo, alguns protocolos conhecidos usam amplamente assembly inline para minimizar os custos de gas para os usuários.

Diferenças de desempenho do EVM

A EVM, como "camada de execução", é o local onde os códigos de operação dos contratos inteligentes compilados são finalmente executados. O bytecode definido pela EVM tornou-se um padrão da indústria, permitindo que os desenvolvedores implantem contratos de forma eficiente em várias redes compatíveis.

Embora seguir o padrão de bytecode EVM faça com que a máquina virtual seja chamada de EVM, a implementação específica pode variar bastante. Por exemplo, diferentes clientes podem usar diferentes linguagens de programação para implementar o padrão EVM, permitindo várias otimizações de engenharia e implementações personalizadas.

Demanda pela tecnologia EVM paralela

Tradicionalmente, a comunidade de blockchain tem se concentrado principalmente na inovação de algoritmos de consenso. No entanto, blockchains de alto desempenho precisam otimizar simultaneamente os algoritmos de consenso e a camada de execução. Blocos EVM que melhoram apenas o algoritmo de consenso podem precisar de hardware mais potente para aumentar o desempenho.

A maioria dos sistemas de blockchain executa transações em sequência, semelhante a uma CPU de núcleo único. Embora essa abordagem seja simples, é difícil de escalar para um nível de usuários da internet. A transição para máquinas virtuais de múltiplos núcleos pode processar várias transações simultaneamente, aumentando significativamente a capacidade de processamento.

A execução paralela trouxe desafios de engenharia, como o tratamento de transações concorrentes para a mesma smart contract. É necessário projetar novos mecanismos para resolver esses conflitos. A execução paralela de smart contracts não relacionados pode aumentar a taxa de transferência proporcionalmente ao número de threads de processamento paralelo.

Inovação do EVM em paralelo

A EVM paralela representa uma série de inovações destinadas a otimizar a camada de execução dos sistemas de blockchain. Algumas das inovações-chave dos projetos incluem:

• Execução de transações paralelas: utiliza um algoritmo de execução otimista em paralelo, permitindo que várias transações sejam processadas simultaneamente.
• Execução atrasada: adiar a execução da transação para um canal independente, maximizando o tempo de bloco.
• Base de dados de estado personalizado: otimizar o armazenamento e o acesso ao estado, aumentando a eficiência de execução.
• Mecanismo de consenso de alto desempenho: suporta a sincronização eficiente entre nós distribuídos em grande escala.

Desafios técnicos do EVM paralelo

A execução paralela introduz potenciais conflitos de estado, necessitando de verificações de conflito antes ou após a execução. Por exemplo, quando várias transações paralelas interagem com o mesmo contrato inteligente, podem ocorrer conflitos. Isso requer mecanismos cuidadosos de deteção e resolução de conflitos.

Além de implementar o EVM paralelo, as equipas geralmente precisam também redesenhar o banco de dados de estado para melhorar o desempenho de leitura e escrita, e desenvolver algoritmos de consenso compatíveis.

O panorama do EVM paralelo

O ecossistema EVM paralelo inclui vários tipos de projetos:

1. Rede Layer 1 compatível com EVM que suporta execução paralela através de atualizações tecnológicas.
2. Rede Layer 1 compatível com EVM que utiliza tecnologia de execução paralela desde o início do design
3. Rede Layer 2 que utiliza tecnologia de execução paralela não EVM

Visão Geral do Projeto Principal

• Monad: Destina-se a resolver o problema de escalabilidade através da otimização da execução paralela do EVM e da arquitetura de pipeline, com o objetivo de alcançar 10.000 TPS.
• Sei: Lançamento do Sei V2, tornando-se um EVM paralelo de alto desempenho, aumentando o TPS para 12.500.
• Artela: Aumenta o desempenho da blockchain EVM através da camada de execução com a máquina virtual dupla EVM++.
• Canto: Introduzir o plano de desenvolvimento Cyclone Stack, com o objetivo de implementar tecnologia EVM paralela.
• Neon: solução de compatibilidade EVM no Solana, que permite aos desenvolvedores Solidity e Vyper implantar facilmente no Solana.
• Eclipse: Introduzir a máquina virtual Solana (SVM) na solução Layer 2 do Ethereum.
• Lumio: rede Layer 2 modular VM, que suporta várias máquinas virtuais de alto desempenho.

Conclusão

Tecnologias inovadoras como EVM paralela oferecem soluções promissoras para melhorar o desempenho e a escalabilidade da blockchain. O desenvolvimento e a implementação dessas tecnologias impulsionarão o progresso adicional do ecossistema blockchain, permitindo que suporte uma gama mais ampla de aplicações e grupos de usuários.