دراسة تقنية EVM المتوازية ونظامها الإيكولوجي

EVM مقابل الصلابة

تطوير العقود الذكية هو مهارة أساسية لمهندسي blockchain. على الرغم من أن المطورين عادة ما يستخدمون لغات عالية المستوى مثل Solidity لكتابة العقود، إلا أن EVM لا يمكنه تفسير هذه الأكواد مباشرة. يجب تحويلها إلى تعليمات تشغيل منخفضة المستوى أو بايت كود يمكن للآلة الافتراضية تنفيذها. توجد أدوات حالية يمكنها إتمام هذه العملية تلقائيًا، مما يخفف عن المطورين عبء فهم تفاصيل التحويل.

على الرغم من أن التحويل قد يجلب بعض التكاليف الإضافية، إلا أن المهندسين المتمرسين في البرمجة منخفضة المستوى يمكنهم استخدام التعليمات البرمجية مباشرة في Solidity لتحسين منطق البرنامج، وزيادة الكفاءة وتقليل استهلاك الغاز. على سبيل المثال، تستخدم بعض البروتوكولات المعروفة التجميع المضمن على نطاق واسع لتقليل تكاليف الغاز للمستخدمين.

! الغوص العميق في EVM الموازي ونظامه البيئي

اختلافات أداء EVM

تعتبر EVM "طبقة التنفيذ"، وهي المكان الذي يتم فيه تنفيذ رموز العمليات لعقود الذكية التي تم تجميعها. لقد أصبحت الشيفرة الثنائية التي تحددها EVM معيارًا صناعيًا، مما يمكّن المطورين من نشر العقود بكفاءة على العديد من الشبكات المتوافقة.

على الرغم من أن اتباع معيار EVM للبايت كود يجعل الآلة الافتراضية تُعرف باسم EVM، إلا أن التنفيذ الفعلي قد يختلف بشكل كبير. على سبيل المثال، قد تستخدم العملاء المختلفة لغات برمجة مختلفة لتنفيذ معيار EVM، مما يسمح بمجموعة متنوعة من تحسينات الهندسة والتنفيذ المخصص.

طلب تقنية EVM المتوازية

تقليديًا، كان التركيز الرئيسي لمجتمع blockchain على ابتكار خوارزميات الإجماع. ومع ذلك، تحتاج blockchain عالية الأداء إلى تحسين كل من خوارزمية الإجماع وطبقة التنفيذ في آن واحد. قد تحتاج blockchain EVM التي تحسن خوارزمية الإجماع فقط إلى أجهزة أقوى لتحسين الأداء.

تقوم معظم أنظمة blockchain بتنفيذ المعاملات بشكل متسلسل، مشابه لوحدة المعالجة المركزية أحادية النواة. على الرغم من أن هذه الطريقة بسيطة، إلا أنها صعبة التوسع لتلبية مستوى مستخدمي الإنترنت. يمكن أن يؤدي الانتقال إلى وحدة معالجة مركزية متعددة النوى وآلة افتراضية متوازية إلى معالجة معاملات متعددة في نفس الوقت، مما يزيد بشكل كبير من القدرة على المعالجة.

أدى التنفيذ المتوازي إلى تحديات هندسية، مثل معالجة المعاملات المتزامنة لكتابة نفس العقد الذكي. هناك حاجة إلى تصميم آليات جديدة لحل هذه النزاعات. يمكن أن تؤدي التنفيذ المتوازي للعقود الذكية غير ذات الصلة إلى زيادة معدل المعالجة بشكل يتناسب مع عدد خيوط المعالجة المتوازية.

ابتكار EVM المتوازي

EVM المتوازي يمثل مجموعة من الابتكارات التي تهدف إلى تحسين طبقة تنفيذ نظام blockchain. تشمل بعض الابتكارات الرئيسية للمشاريع ما يلي:

• تنفيذ المعاملات المتوازية: استخدام خوارزمية التنفيذ المتوازي المتفائل، مما يسمح بمعالجة عدة معاملات في نفس الوقت.
• تنفيذ مؤجل: تأجيل تنفيذ الصفقة إلى قناة مستقلة، للاستفادة القصوى من وقت الكتلة.
• قاعدة بيانات الحالة المخصصة: تحسين تخزين الحالة والوصول إليها، وزيادة كفاءة التنفيذ.
• آلية إجماع عالية الأداء: تدعم المزامنة الفعالة بين العقد الموزعة على نطاق واسع.

التحديات التقنية لـ EVM المتوازية

تقديم التنفيذ المتوازي يتضمن صراعات محتملة في الحالة، مما يتطلب إجراء فحص للصراعات قبل أو بعد التنفيذ. على سبيل المثال، عندما تتفاعل معاملات متوازية متعددة مع نفس العقد الذكي، قد تحدث صراعات. هذا يتطلب آليات دقيقة لاكتشاف وحل الصراعات.

بالإضافة إلى تنفيذ EVM متوازي، غالبًا ما تحتاج الفرق أيضًا إلى إعادة تصميم قاعدة بيانات الحالة لتعزيز أداء القراءة والكتابة، وتطوير خوارزميات توافقية متوافقة.

هيكل EVM المتوازي

تشمل نظام EVM البيئي المتوازي أنواعًا متعددة من المشاريع:

1. شبكة Layer 1 المتوافقة مع EVM التي تدعم التنفيذ المتوازي من خلال ترقية التكنولوجيا.
2. شبكة Layer 1 المتوافقة مع EVM التي تستخدم تقنية التنفيذ المتوازي منذ التصميم الأولي
3. شبكة Layer 2 التي تعتمد على تقنية التنفيذ المتوازي غير EVM

نظرة عامة على المشروع الرئيسي

• Monad: يهدف إلى حل مشكلات قابلية التوسع من خلال تحسين التنفيذ المتوازي لـ EVM وبنية خطوط الأنابيب، مع هدف الوصول إلى 10,000 TPS.
• Sei: إطلاق Sei V2، ليصبح EVM عالي الأداء ومتوازي، وزيادة TPS إلى 12,500.
• Artela: تعزيز طبقة التنفيذ من خلال EVM++ مزدوجة الآلة الافتراضية، وتحسين أداء سلسلة الكتل EVM.
• Canto: إدخال خطة تطوير Cyclone Stack، تهدف إلى تحقيق تقنية EVM المتوازية.
• نيون: حل التوافق مع EVM على سولانا، يدعم المطورين باستخدام سوليديتي وفايبر لنشر التطبيقات على سولانا بنقرة واحدة.
• Eclipse: إدخال آلة Solana الافتراضية (SVM) إلى حل Layer 2 في إيثيريوم.
• Lumio: شبكة الطبقة الثانية VM المعيارية، تدعم مجموعة متنوعة من الآلات الافتراضية عالية الأداء.

! الغوص العميق في EVM الموازي ونظامه البيئي

الخاتمة

تقدم تقنيات مثل EVM المتوازية وغيرها من الابتكارات حلولاً واعدة لتحسين أداء blockchain وقابليته للتوسع. ستدفع هذه التطورات وتنفيذ هذه التقنيات إلى مزيد من التقدم في النظام البيئي لـ blockchain، مما سيمكنه من دعم مجموعة أوسع من التطبيقات والمستخدمين.