L'EVM est au cœur d'Ethereum, responsable de l'exécution des contrats intelligents et du traitement des transactions. En tant que moteur de calcul, l'EVM fournit une abstraction de calcul et de stockage, similaire à la spécification de la machine virtuelle Java. L'EVM exécute son propre ensemble d'instructions en bytecode, qui est généralement compilé à partir de Solidity.
EVM est une machine d'état quasi-turing complète. "Quasi" parce que toutes les étapes d'exécution consomment des ressources Gas limitées, ce qui limite le nombre d'étapes d'exécution d'un contrat intelligent donné, évitant ainsi des boucles infinies qui pourraient entraîner l'arrêt complet de la plateforme Ethereum.
L'EVM n'a pas de fonction de planification, le module d'exécution d'Ethereum extrait les transactions des blocs, l'EVM est responsable de leur exécution séquentielle. Pendant le processus d'exécution, l'état mondial le plus récent est modifié, après l'exécution d'une transaction, un cumul d'état est effectué, jusqu'à ce que le bloc soit complet et atteigne l'état mondial le plus récent. L'exécution du bloc suivant dépend strictement de l'état mondial après l'exécution du bloc précédent, donc le processus d'exécution linéaire des transactions d'Ethereum est difficile à optimiser pour l'exécution parallèle.
Dans ce sens, le protocole Ethereum stipule que les transactions sont exécutées dans l'ordre. Bien que l'exécution séquentielle garantisse que les transactions et les contrats intelligents peuvent être exécutés dans un ordre déterminé, assurant ainsi la sécurité, cela peut entraîner des congestions et des délais sur le réseau en cas de forte charge, ce qui est également la raison pour laquelle Ethereum souffre de goulets d'étranglement en termes de performance et nécessite une extension Layer2 Rollup.
La voie parallèle d'un Layer1 haute performance
La plupart des Layer 1 haute performance conçoivent leurs propres solutions d'optimisation en s'appuyant sur le défaut de traitement parallèle d'Ethereum, en se concentrant principalement sur l'optimisation de la couche d'exécution, y compris la machine virtuelle et l'exécution parallèle.
Machine virtuelle
La machine virtuelle EVM est conçue comme une machine virtuelle de 256 bits, afin de faciliter le traitement des algorithmes de hachage d'Ethereum. Cependant, les ordinateurs exécutant réellement l'EVM doivent mapper les octets de 256 bits à l'architecture locale pour exécuter des contrats intelligents, ce qui rend l'ensemble du système très inefficace et peu pratique. Par conséquent, les Layer1 haute performance utilisent davantage des machines virtuelles basées sur le bytecode WASM, eBPF ou Move, plutôt que l'EVM.
WASM est un format de bytecode léger, rapide à charger, portable et basé sur un mécanisme de sécurité sandbox, qui a été adopté par de nombreux projets de blockchain, y compris EOS, Dfinity, Polkadot, etc. Ethereum prévoit également d'intégrer WASM à l'avenir pour améliorer l'efficacité d'exécution.
eBPF est issu de la technologie de filtrage des paquets réseau, et a ensuite évolué pour devenir un runtime utilisateur haute performance, sécurisé et portable. Les contrats intelligents exécutés sur Solana sont tous compilés en bytecode SBF (basé sur eBPF) et s'exécutent sur son réseau.
Move est un nouveau langage de programmation de contrats intelligents conçu par Diem, mettant l'accent sur la flexibilité, la sécurité et la vérifiabilité. Aptos et Sui utilisent tous deux une variante de Move pour rédiger des contrats intelligents.
Exécution parallèle
L'exécution parallèle dans la blockchain signifie traiter simultanément des transactions non liées. Le principal défi de la mise en œuvre de l'exécution parallèle est de déterminer quelles transactions ne sont pas liées et lesquelles sont indépendantes. Les Layer1 haute performance s'appuient principalement sur deux méthodes : la méthode d'accès à l'état et le modèle de parallélisme optimiste.
La méthode d'accès à l'état nécessite de savoir à l'avance quelle partie de l'état de la blockchain chaque transaction peut accéder, afin d'analyser quelles transactions sont indépendantes. Solana et Sui ont adopté cette méthode.
Le modèle de parallélisme optimiste suppose que toutes les transactions sont indépendantes, validant cette hypothèse de manière rétrospective et ajustant si nécessaire. Aptos utilise cette approche, en utilisant Block-STM (mémoire de transaction logicielle par bloc) pour réaliser une exécution parallèle optimiste.
EVM parallèle
Le concept de Parallel EVM (EVM parallèle) a été proposé en 2021, faisant initialement référence à une EVM capable de traiter plusieurs transactions simultanément. À la fin de 2023, ce concept a suscité à nouveau de l'intérêt, entraînant un développement de la technologie d'exécution parallèle dans les Layer 1 compatibles avec l'EVM.
Actuellement, les éléments qui peuvent être raisonnablement définis comme des EVM parallèles comprennent les trois catégories suivantes :
Mise à niveau de l'exécution parallèle pour un Layer1 compatible EVM sans technologie d'exécution parallèle, comme BSC et Polygon.
Des Layer 1 compatibles avec l'EVM utilisant une technologie d'exécution parallèle, comme Monand, Sei V2 et Artela.
Solutions compatibles avec l'EVM pour Layer1 non compatibles avec l'EVM utilisant une technologie d'exécution parallèle, telles que Solana Neon.
Monad est une Layer 1 haute performance compatible EVM qui utilise un mécanisme PoS et un modèle de parallélisme optimiste pour améliorer l'efficacité du traitement des transactions.
Sei V2 est une mise à niveau majeure du réseau Sei, visant à devenir le premier EVM totalement parallèle. Il utilise également une technologie de parallélisation optimiste.
L'EVM++ lancé par Artela représente une EVM parallèle à haute extensibilité et haute performance, déployée en deux phases, incluant l'exécution parallèle et le calcul élastique.
Solana Neon est une solution pour exécuter des transactions EVM sur Solana, réalisée en implémentant un interpréteur EVM dans les contrats intelligents de Solana pour assurer la compatibilité EVM.
En plus de cela, certains projets explorent l'utilisation de l'EVM pour exécuter des contrats intelligents afin de réaliser des solutions compatibles avec l'EVM, comme Near Aurora et EOS EVM+. Movement Labs développe un cadre modulaire pour construire et déployer des infrastructures, des applications et des blockchains basées sur Move dans n'importe quel environnement distribué, dont le module Fractal peut convertir sans couture les codes d'opération EVM en codes d'opération Move.
Résumé
La technologie parallèle de la blockchain est déjà un sujet mature, mais elle se concentre principalement sur la transformation et l'imitation du modèle d'exécution optimiste représenté par le mécanisme Block-STM d'Aptos, sans percées substantielles jusqu'à présent.
À l'avenir, il pourrait y avoir davantage de nouveaux projets Layer 1 émergents rejoignant la compétition pour l'EVM parallèle, et les anciens Layer 1 pourraient également réaliser une mise à niveau parallèle de l'EVM ou des solutions compatibles avec l'EVM. Bien que ces deux directions mènent à la même fin, elles pourraient toutes deux engendrer de nouveaux récits liés à l'amélioration des performances.
Cependant, par rapport au récit des EVM haute performance, le développement diversifié de la technologie blockchain pourrait être plus prometteur, comme l'application et le développement de nouvelles technologies de machines virtuelles telles que WASM, SVM et Move VM.
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MoneyBurnerSociety
· 07-19 18:54
L'augmentation du TPS est la clé.
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ApeWithNoFear
· 07-19 13:03
L'optimisation des performances est incontournable.
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SandwichVictim
· 07-19 05:53
La parallélisation est la solution.
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LucidSleepwalker
· 07-16 19:26
L'évolution technologique est imparable.
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GateUser-cff9c776
· 07-16 19:26
Turing a eu envie de pleurer
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ForkItAllDay
· 07-16 19:21
La parallélisation est un outil clé pour résoudre les problèmes.
La vague de parallélisation EVM arrive, la concurrence pour les Layer 1 haute performance s'intensifie.
EVM : le composant central d'Ethereum
L'EVM est au cœur d'Ethereum, responsable de l'exécution des contrats intelligents et du traitement des transactions. En tant que moteur de calcul, l'EVM fournit une abstraction de calcul et de stockage, similaire à la spécification de la machine virtuelle Java. L'EVM exécute son propre ensemble d'instructions en bytecode, qui est généralement compilé à partir de Solidity.
EVM est une machine d'état quasi-turing complète. "Quasi" parce que toutes les étapes d'exécution consomment des ressources Gas limitées, ce qui limite le nombre d'étapes d'exécution d'un contrat intelligent donné, évitant ainsi des boucles infinies qui pourraient entraîner l'arrêt complet de la plateforme Ethereum.
L'EVM n'a pas de fonction de planification, le module d'exécution d'Ethereum extrait les transactions des blocs, l'EVM est responsable de leur exécution séquentielle. Pendant le processus d'exécution, l'état mondial le plus récent est modifié, après l'exécution d'une transaction, un cumul d'état est effectué, jusqu'à ce que le bloc soit complet et atteigne l'état mondial le plus récent. L'exécution du bloc suivant dépend strictement de l'état mondial après l'exécution du bloc précédent, donc le processus d'exécution linéaire des transactions d'Ethereum est difficile à optimiser pour l'exécution parallèle.
Dans ce sens, le protocole Ethereum stipule que les transactions sont exécutées dans l'ordre. Bien que l'exécution séquentielle garantisse que les transactions et les contrats intelligents peuvent être exécutés dans un ordre déterminé, assurant ainsi la sécurité, cela peut entraîner des congestions et des délais sur le réseau en cas de forte charge, ce qui est également la raison pour laquelle Ethereum souffre de goulets d'étranglement en termes de performance et nécessite une extension Layer2 Rollup.
La voie parallèle d'un Layer1 haute performance
La plupart des Layer 1 haute performance conçoivent leurs propres solutions d'optimisation en s'appuyant sur le défaut de traitement parallèle d'Ethereum, en se concentrant principalement sur l'optimisation de la couche d'exécution, y compris la machine virtuelle et l'exécution parallèle.
Machine virtuelle
La machine virtuelle EVM est conçue comme une machine virtuelle de 256 bits, afin de faciliter le traitement des algorithmes de hachage d'Ethereum. Cependant, les ordinateurs exécutant réellement l'EVM doivent mapper les octets de 256 bits à l'architecture locale pour exécuter des contrats intelligents, ce qui rend l'ensemble du système très inefficace et peu pratique. Par conséquent, les Layer1 haute performance utilisent davantage des machines virtuelles basées sur le bytecode WASM, eBPF ou Move, plutôt que l'EVM.
WASM est un format de bytecode léger, rapide à charger, portable et basé sur un mécanisme de sécurité sandbox, qui a été adopté par de nombreux projets de blockchain, y compris EOS, Dfinity, Polkadot, etc. Ethereum prévoit également d'intégrer WASM à l'avenir pour améliorer l'efficacité d'exécution.
eBPF est issu de la technologie de filtrage des paquets réseau, et a ensuite évolué pour devenir un runtime utilisateur haute performance, sécurisé et portable. Les contrats intelligents exécutés sur Solana sont tous compilés en bytecode SBF (basé sur eBPF) et s'exécutent sur son réseau.
Move est un nouveau langage de programmation de contrats intelligents conçu par Diem, mettant l'accent sur la flexibilité, la sécurité et la vérifiabilité. Aptos et Sui utilisent tous deux une variante de Move pour rédiger des contrats intelligents.
Exécution parallèle
L'exécution parallèle dans la blockchain signifie traiter simultanément des transactions non liées. Le principal défi de la mise en œuvre de l'exécution parallèle est de déterminer quelles transactions ne sont pas liées et lesquelles sont indépendantes. Les Layer1 haute performance s'appuient principalement sur deux méthodes : la méthode d'accès à l'état et le modèle de parallélisme optimiste.
La méthode d'accès à l'état nécessite de savoir à l'avance quelle partie de l'état de la blockchain chaque transaction peut accéder, afin d'analyser quelles transactions sont indépendantes. Solana et Sui ont adopté cette méthode.
Le modèle de parallélisme optimiste suppose que toutes les transactions sont indépendantes, validant cette hypothèse de manière rétrospective et ajustant si nécessaire. Aptos utilise cette approche, en utilisant Block-STM (mémoire de transaction logicielle par bloc) pour réaliser une exécution parallèle optimiste.
EVM parallèle
Le concept de Parallel EVM (EVM parallèle) a été proposé en 2021, faisant initialement référence à une EVM capable de traiter plusieurs transactions simultanément. À la fin de 2023, ce concept a suscité à nouveau de l'intérêt, entraînant un développement de la technologie d'exécution parallèle dans les Layer 1 compatibles avec l'EVM.
Actuellement, les éléments qui peuvent être raisonnablement définis comme des EVM parallèles comprennent les trois catégories suivantes :
Monad est une Layer 1 haute performance compatible EVM qui utilise un mécanisme PoS et un modèle de parallélisme optimiste pour améliorer l'efficacité du traitement des transactions.
Sei V2 est une mise à niveau majeure du réseau Sei, visant à devenir le premier EVM totalement parallèle. Il utilise également une technologie de parallélisation optimiste.
L'EVM++ lancé par Artela représente une EVM parallèle à haute extensibilité et haute performance, déployée en deux phases, incluant l'exécution parallèle et le calcul élastique.
Solana Neon est une solution pour exécuter des transactions EVM sur Solana, réalisée en implémentant un interpréteur EVM dans les contrats intelligents de Solana pour assurer la compatibilité EVM.
En plus de cela, certains projets explorent l'utilisation de l'EVM pour exécuter des contrats intelligents afin de réaliser des solutions compatibles avec l'EVM, comme Near Aurora et EOS EVM+. Movement Labs développe un cadre modulaire pour construire et déployer des infrastructures, des applications et des blockchains basées sur Move dans n'importe quel environnement distribué, dont le module Fractal peut convertir sans couture les codes d'opération EVM en codes d'opération Move.
Résumé
La technologie parallèle de la blockchain est déjà un sujet mature, mais elle se concentre principalement sur la transformation et l'imitation du modèle d'exécution optimiste représenté par le mécanisme Block-STM d'Aptos, sans percées substantielles jusqu'à présent.
À l'avenir, il pourrait y avoir davantage de nouveaux projets Layer 1 émergents rejoignant la compétition pour l'EVM parallèle, et les anciens Layer 1 pourraient également réaliser une mise à niveau parallèle de l'EVM ou des solutions compatibles avec l'EVM. Bien que ces deux directions mènent à la même fin, elles pourraient toutes deux engendrer de nouveaux récits liés à l'amélioration des performances.
Cependant, par rapport au récit des EVM haute performance, le développement diversifié de la technologie blockchain pourrait être plus prometteur, comme l'application et le développement de nouvelles technologies de machines virtuelles telles que WASM, SVM et Move VM.