Análisis de la tecnología EVM paralela y su ecosistema

EVM y Solidity

El desarrollo de contratos inteligentes es una habilidad básica para los ingenieros de blockchain. Aunque los desarrolladores suelen escribir contratos utilizando lenguajes de alto nivel como Solidity, la EVM no puede interpretar directamente este código. Es necesario compilarlo en un código de operación de bajo nivel o bytecode que sea ejecutable por la máquina virtual. Las herramientas existentes pueden realizar automáticamente este proceso de conversión, aliviando la carga de los desarrolladores de comprender los detalles de la compilación.

A pesar de que la conversión puede conllevar algunos costos adicionales, los ingenieros familiarizados con la codificación de bajo nivel pueden utilizar directamente los códigos de operación en Solidity para optimizar la lógica del programa, mejorar la eficiencia y reducir el consumo de gas. Por ejemplo, ciertos protocolos conocidos utilizan ampliamente la ensambladura en línea para minimizar los costos de gas de los usuarios.

Diferencias de 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, permitiendo a los desarrolladores desplegar contratos de manera eficiente en múltiples redes compatibles.

Aunque seguir el estándar de bytecode de EVM hace que la máquina virtual se llame EVM, la implementación específica puede variar considerablemente. Por ejemplo, diferentes clientes pueden utilizar diferentes lenguajes de programación para implementar el estándar de EVM, lo que permite diversas optimizaciones de ingeniería y implementaciones personalizadas.

Demanda de tecnología EVM en paralelo

Tradicionalmente, la comunidad de blockchain se ha centrado principalmente en la innovación de algoritmos de consenso. Sin embargo, las blockchains de alto rendimiento necesitan optimizar simultáneamente tanto el algoritmo de consenso como la capa de ejecución. Las blockchains EVM que solo mejoran el algoritmo de consenso pueden necesitar hardware más potente para mejorar el rendimiento.

La mayoría de los sistemas de blockchain ejecutan transacciones en orden, similar a una CPU de un solo núcleo. Este enfoque, aunque simple, es difícil de escalar a un tamaño de usuario a nivel de Internet. La transición a una máquina virtual de múltiples núcleos puede procesar múltiples transacciones simultáneamente, aumentando significativamente el rendimiento.

La ejecución en paralelo presenta desafíos de ingeniería, como el manejo de transacciones concurrentes que escriben en el mismo contrato inteligente. Es necesario diseñar nuevos mecanismos para resolver estos conflictos. La ejecución paralela de contratos inteligentes no relacionados puede aumentar el rendimiento proporcionalmente al número de hilos de procesamiento paralelo.

Innovación de EVM en paralelo

EVM en paralelo representa una serie de innovaciones destinadas a optimizar la capa de ejecución del sistema blockchain. Algunas de las innovaciones clave de los proyectos incluyen:

• Ejecución de transacciones en paralelo: se utiliza un algoritmo de ejecución paralela optimista que permite procesar múltiples transacciones simultáneamente.
• Ejecución retrasada: posponer la ejecución de la transacción a un canal independiente para maximizar el tiempo de bloque.
• Base de datos de estado personalizada: optimiza el almacenamiento y acceso al estado, mejorando la eficiencia de ejecución.
• Mecanismo de consenso de alto rendimiento: soporta la sincronización eficiente entre nodos distribuidos a gran escala.

Desafíos técnicos del EVM paralelo

La ejecución paralela introduce conflictos de estado potenciales, que requieren verificación de conflictos antes o después de la ejecución. Por ejemplo, cuando múltiples transacciones paralelas interactúan con el mismo contrato inteligente, pueden ocurrir conflictos. Esto requiere mecanismos de detección y resolución de conflictos cuidadosos.

Además de implementar EVM en paralelo, los equipos a menudo también deben rediseñar la base de datos de estado para mejorar el rendimiento de lectura y escritura, y desarrollar algoritmos de consenso compatibles.

El panorama del EVM paralelo

El ecosistema EVM paralelo incluye varios tipos de proyectos:

1. Red Layer 1 compatible con EVM que soporta la ejecución paralela mediante actualizaciones tecnológicas.
2. Red Layer 1 compatible con EVM que utiliza tecnología de ejecución paralela desde su diseño inicial.
3. Redes Layer 2 que utilizan tecnología de ejecución paralela no EVM

Visión general del proyecto principal

• Monad: Tiene como objetivo resolver problemas de escalabilidad mediante la optimización de la ejecución paralela de EVM y la arquitectura de canalización, con un objetivo de alcanzar 10,000 TPS.
• Sei: Lanzamiento de Sei V2, convirtiéndose en un EVM paralelo de alto rendimiento, con TPS aumentado a 12,500.
• Artela: Mejora la capa de ejecución a través de una doble máquina virtual EVM++, aumentando el rendimiento de la blockchain EVM.
• Canto: Introducción del plan de desarrollo Cyclone Stack, con el objetivo de realizar tecnología EVM en paralelo.
• Neon: Solución de compatibilidad EVM en Solana, que permite a los desarrolladores de Solidity y Vyper desplegar en Solana con un solo clic.
• Eclipse: Introduce la máquina virtual de Solana (SVM) en la solución de Layer 2 de Ethereum.
• Lumio: red Layer 2 modular VM que soporta múltiples máquinas virtuales de alto rendimiento.

Conclusión

Las tecnologías innovadoras como EVM paralelo ofrecen soluciones prometedoras para mejorar el rendimiento y la escalabilidad de la blockchain. El desarrollo e implementación de estas tecnologías impulsará el avance adicional del ecosistema blockchain, permitiéndole soportar una gama más amplia de aplicaciones y grupos de usuarios.