EVM：以太坊的核心組件

EVM是以太坊的核心，負責運行智能合約和處理交易。作爲一個計算引擎，EVM提供了計算和存儲的抽象，類似於Java虛擬機規範。EVM執行自己的字節碼指令集，這些指令集通常由Solidity編譯而成。

EVM是一個準圖靈完備的狀態機。"準"是因爲所有執行步驟都會消耗有限的資源Gas，從而限制了任何給定智能合約的執行步數，避免了可能的死循環導致整個以太坊平台停止的情況。

EVM沒有調度功能，以太坊的執行模塊從區塊中取出交易，EVM負責依次執行。執行過程中會修改最新的世界狀態，一筆交易執行完成後進行狀態累加，直到區塊完成後達到最新的世界狀態。下一區塊的執行嚴格依賴上一個區塊執行後的世界狀態，所以以太坊的交易線性執行過程難以進行並行執行優化。

從這個意義上說，以太坊協議約定交易按照順序執行。雖然順序執行確保了交易和智能合約能夠以確定性順序執行，保障了安全性，但在面臨高負載的情況下，可能會導致網路擁堵和延遲，這也是以太坊存在性能瓶頸，需要Layer2 Rollup擴容的原因。

高性能Layer1的並行之道

大多數高性能Layer1都基於以太坊不能並行處理的缺陷設計自己的優化方案，主要聚焦於執行層的優化，包括虛擬機和並行執行。

虛擬機

EVM設計成一臺256位的虛擬機，目的是爲了更易於處理以太坊的哈希算法。然而，實際運行EVM的計算機需要把256位的字節映射到本地架構來執行智能合約，從而使得整個系統變得非常低效和不實用。因此，高性能Layer1更多採用基於WASM、eBPF字節碼或Move字節碼的虛擬機，而非EVM。

WASM是一種體積小、加載快、可移植且基於沙盒安全機制的字節碼格式，已被許多區塊鏈項目採用，包括EOS、Dfinity、Polkadot等。以太坊未來也計劃集成WASM，以提高執行效率。

eBPF源自網路數據包過濾技術，後來發展成爲一種高性能、安全和可移植的用戶態運行時。Solana上執行的智能合約都會編譯成SBF（基於eBPF）字節碼並在其網路上運行。

Move是Diem設計的一種新的智能合約編程語言，注重靈活性、安全和可驗證性。Aptos和Sui都採用了Move的變體來編寫智能合約。

並行執行

區塊鏈中的並行執行意味着同時處理不相關的交易。實現並行執行的主要挑戰是確定哪些交易是不相關的，哪些是獨立的。高性能Layer1主要依賴於兩種方法：狀態訪問方法和樂觀並行模型。

狀態訪問方法需要預先知道每個交易可以訪問區塊鏈狀態的哪一部分，從而分析出哪些交易是獨立的。Solana和Sui採用了這種方法。

樂觀並行模型假設所有交易都是獨立的，只是回顧性地驗證這一假設並在必要時進行調整。Aptos採用了這種方法，使用Block-STM（區塊軟件事務內存）來實現樂觀並行執行。

並行EVM

並行EVM（Parallel EVM）概念在2021年就被提出，最初指的是支持同時處理多個交易的EVM。2023年底，這個概念再次引起關注，帶動了一波採用並行執行技術的EVM兼容Layer1的發展。

目前，可以被合理定義爲並行EVM的包括以下三類：

1. 沒有採用並行執行技術的EVM兼容Layer1的並行執行升級，如BSC和Polygon。
2. 採用了並行執行技術的EVM兼容Layer1，如Monand、Sei V2和Artela。
3. 採用了並行執行技術的非EVM兼容Layer1的EVM兼容方案，如Solana Neon。

Monad是一個採用PoS機制的兼容EVM的高性能Layer1，使用樂觀並行模型來提高交易處理效率。

Sei V2是Sei網路的重大升級，旨在成爲第一個完全並行的EVM。它同樣採用樂觀並行化技術。

Artela推出的EVM++代表高擴展性和高性能的並行EVM，分兩個階段實現，包括並行執行和彈性計算。

Solana Neon是在Solana之上執行EVM交易的解決方案，通過在Solana智能合約中實現EVM解釋器來實現EVM兼容。

除此之外，還有一些項目正在探索將EVM作爲智能合約運行以實現EVM兼容的方案，如Near Aurora和EOS EVM+。Movement Labs正在開發一個模塊化框架，用於在任何分布式環境中構建和部署基於Move的基礎設施、應用程序和區塊鏈，其Fractal模塊可以將EVM操作碼無縫轉換爲Move操作碼。

總結

區塊鏈的並行技術已經是一個成熟的話題，但目前主要集中在對Aptos的Block-STM機制爲代表的樂觀執行模型的改造和模仿上，尚未有實質性的突破。

未來可能會有更多新興Layer1項目加入並行EVM的競爭，舊的Layer1也可能實現EVM並行升級或EVM兼容方案。這兩個方向雖然殊途同歸，但都可能催生出更多與性能提升相關的新敘事。

然而，相比於高性能EVM的敘事，區塊鏈技術的多元化發展可能更值得期待，如WASM、SVM及Move VM等新型虛擬機技術的應用和發展。