خريطة شاملة لمجال الحوسبة المتوازية في Web3: هل هي أفضل حل للتوسع الأصلي؟
توضح "مثلث blockchain" (Blockchain Trilemma) "الأمان" و"اللامركزية" و"القابلية للتوسع" التوازن الجوهري في تصميم أنظمة blockchain، مما يعني أن مشاريع blockchain من الصعب تحقيق "أمان مطلق، مشاركة شاملة، معالجة سريعة" في نفس الوقت. بالنسبة لموضوع "القابلية للتوسع" الدائم، يتم تصنيف الحلول الحالية لتوسيع نطاق blockchain في السوق وفقًا للأنماط، بما في ذلك:
تنفيذ التوسع المحسن: تعزيز القدرة التنفيذية في الموقع، مثل التوازي، GPU، والأنوية المتعددة
توسعة معزولة عن الحالة: تقسيم أفقي للحالة / شارد، مثل التقسيم، UTXO، شبكات فرعية متعددة
توسيع نطاق خارج السلسلة: نقل التنفيذ إلى خارج السلسلة، مثل Rollup، Coprocessor، DA
توسيع تفكيك الهيكل: هيكلية معيارية، تشغيل متزامن، مثل سلسلة الوحدات، مرتبة مشتركة، Rollup Mesh
التوسع المتزامن غير المتزامن: نموذج الممثل، عزل العمليات، مدفوع بالرسائل، مثل الوكلاء، سلسلة غير متزامنة متعددة الخيوط
تشمل حلول توسيع سلسلة الكتل: الحساب المتوازي داخل السلسلة، Rollup، التقسيم، وحدة DA، الهيكلية المعيارية، نظام Actor، ضغط إثبات zk، الهيكل عديم الحالة، وغيرها، تغطي مستويات متعددة من التنفيذ والحالة والبيانات والهياكل، وهي نظام توسيع كامل "تعاون متعدد المستويات، تركيب وحدات". تركز هذه المقالة على طريقة التوسع التي تعتمد على الحساب المتوازي كطريقة رئيسية.
الحوسبة المتوازية داخل السلسلة (intra-chain parallelism)، تركز على التنفيذ المتوازي للمعاملات / التعليمات داخل الكتلة. وفقًا لآلية التوازي، يمكن تقسيم طرق التوسع إلى خمس فئات، تمثل كل فئة سعيًا مختلفًا للأداء، ونموذج تطوير، وفلسفة معمارية، مع تزايد دقة التوازي، وزيادة شدة التوازي، وزيادة تعقيد الجدولة، بالإضافة إلى زيادة تعقيد البرمجة وصعوبة التنفيذ.
التوازي على مستوى الحساب (Account-level): يمثل مشروع سولانا
التوازي على مستوى الكائن (Object-level): يمثل مشروع سوي
مستوى المعاملات (Transaction-level): يمثل المشروع Monad، Aptos
مستوى الاستدعاء / MicroVM المتوازي (Call-level / MicroVM): يمثل مشروع MegaETH
التوازي على مستوى التعليمات (Instruction-level): يمثل المشروع GatlingX
نموذج التزامن غير المتزامن خارج السلسلة، والذي يمثله نظام الكائنات الذكية (نموذج الوكيل / الكائن)، وينتمي إلى نمط حساب متوازي آخر، كونه نظام رسائل غير متزامن عبر السلاسل (نموذج غير متزامن للكتل)، حيث يعمل كل وكيل كـ "عملية كائن ذكي" تعمل بشكل مستقل، مع رسائل غير متزامنة بأسلوب متوازي، مدفوعة بالأحداث، دون الحاجة إلى جدولة متزامنة، ومن المشاريع الممثلة AO و ICP و Cartesi وغيرها.
إن الحلول المعروفة مثل Rollup أو الشظايا تعتبر آليات تزامن على مستوى النظام، ولا تندرج تحت نطاق الحساب المتوازي داخل السلسلة. حيث أنها تحقق التوسع من خلال "تشغيل عدة سلاسل / مجالات تنفيذ بالتوازي"، بدلاً من زيادة التوازي داخل كتلة واحدة / آلة افتراضية. هذه الحلول التوسعية ليست محور النقاش في هذه المقالة، لكننا سنستخدمها لمقارنة أوجه التشابه والاختلاف في مفاهيم الهيكل.
٢. سلسلة تعزيز التوازي EVM:突破 حدود الأداء في التوافق
تطور هيكل المعالجة المتسلسلة للإيثيريوم حتى الآن، حيث شهد عدة جولات من محاولات التوسع تشمل التجزئة، وRollup، والهندسة المعمارية المودولية، ولكن لا تزال عنق الزجاجة في معدل التنفيذ دون突破 جذري. ومع ذلك، لا يزال EVM وSolidity هما المنصتان الأكثر وجودًا على مستوى المطورين وقوة النظام البيئي للذكاء الاصطناعي الحالي. لذلك، تعتبر سلسلة تعزيز EVM المتوازية كمسار رئيسي يوازن بين التوافق البيئي وتحسين أداء التنفيذ، وهي في طور أن تصبح الاتجاه المهم في الجولة الجديدة من التطورات التوسعية. يعتبر Monad وMegaETH من أكثر المشاريع تمثيلاً في هذا الاتجاه، حيث يبنيان هيكل معالجة EVM المتوازية مع التركيز على تنفيذ التأخير وتفكيك الحالة، موجهاً نحو سيناريوهات عالية التزامن ومرتفع معدل التنفيذ.
تحليل آلية الحساب المتوازي لـ Monad
Monad هو blockchain عالي الأداء Layer1 تم إعادة تصميمه لآلة Ethereum الافتراضية (EVM)، يستند إلى مفهوم المعالجة المتوازية الأساسية (Pipelining)، في طبقة التوافق التنفيذ غير المتزامن (Asynchronous Execution)، وفي طبقة التنفيذ التنفيذ المتوازي المتفائل (Optimistic Parallel Execution). بالإضافة إلى ذلك، في طبقة التوافق والتخزين، قدمت Monad بروتوكول BFT عالي الأداء (MonadBFT) ونظام قاعدة بيانات مخصص (MonadDB)، مما يحقق تحسينات من النهاية إلى النهاية.
خط أنابيب: آلية تنفيذ متوازية متعددة المراحل
Pipelining هو المفهوم الأساسي لتنفيذ الموناد بالتوازي، حيث الفكرة الأساسية هي تقسيم عملية تنفيذ blockchain إلى مراحل مستقلة متعددة ومعالجة هذه المراحل بشكل متوازي، مما يشكل هيكل خط أنابيب ثلاثي الأبعاد، وتعمل كل مرحلة على خيوط أو أنوية مستقلة، مما يحقق معالجة متزامنة عبر الكتل، وفي النهاية يصل إلى تحسين معدل النقل وتقليل الكمون. تشمل هذه المراحل: اقتراح المعاملات (Propose) تحقيق الإجماع (Consensus) تنفيذ المعاملات (Execution) وتقديم الكتل (Commit).
تنفيذ غير متزامن: الإجماع - تنفيذ فك الارتباط غير المتزامن
في السلاسل التقليدية، يكون توافق المعاملات والتنفيذ عادةً عملية متزامنة، وهذا النموذج التسلسلي يحد بشدة من أداء التوسع. قامت Monad من خلال "التنفيذ غير المتزامن" بتحقيق توافق الطبقة غير المتزامن، وتنفيذ الطبقة غير المتزامن والتخزين غير المتزامن. مما يقلل بشكل ملحوظ من وقت الكتلة (block time) وتأخير التأكيد، مما يجعل النظام أكثر مرونة، وعملية المعالجة أكثر تفصيلاً، وزيادة كفاءة استخدام الموارد.
التصميم الأساسي:
عملية الإجماع (طبقة الإجماع) مسؤولة فقط عن ترتيب المعاملات، وليست مسؤولة عن تنفيذ منطق العقد.
عملية التنفيذ (طبقة التنفيذ) يتم تشغيلها بشكل غير متزامن بعد اكتمال الإجماع.
بعد اكتمال الإجماع، يتم الدخول فورًا في عملية إجماع الكتلة التالية، دون الحاجة للانتظار حتى الانتهاء من التنفيذ.
تنفيذ متوازي متفائل: تنفيذ متوازي متفائل
تستخدم الإيثيريوم التقليدية نموذج تنفيذ صارم متسلسل لتجنب تعارض الحالة. بينما تعتمد Monad على استراتيجية "تنفيذ متوازي متفائل"، مما يعزز بشكل كبير من سرعة معالجة المعاملات.
آلية التنفيذ:
Monad ستقوم بتنفيذ جميع المعاملات بشكل متوازي بتفاؤل، افتراضًا أن معظم المعاملات لا تتعارض من حيث الحالة.
تشغيل "كاشف التعارضات (Conflict Detector))" لمراقبة ما إذا كانت المعاملات قد وصلت إلى نفس الحالة (مثل تعارضات القراءة/الكتابة).
إذا تم اكتشاف تضارب، فسيتم تسلسل إعادة تنفيذ المعاملات المتضاربة لضمان صحة الحالة.
اختارت Monad مسار التوافق: تقليل التغييرات على قواعد EVM قدر الإمكان، من خلال تأجيل كتابة الحالة واكتشاف التعارضات ديناميكيًا لتحقيق التوازي، مما يجعلها أشبه بإيثريوم ذات الأداء العالي، مع نضج جيد يسهل من انتقال بيئة EVM، وهي مسرع التوازي في عالم EVM.
تحليل آلية الحساب المتوازي لـ MegaETH
بالمقارنة مع تحديد L1 لـ Monad، يتم تحديد MegaETH كطبقة تنفيذ عالية الأداء متوازية ومتوافقة مع EVM، يمكن أن تعمل كشبكة عامة مستقلة من L1، أو كطبقة تعزيز تنفيذ على Ethereum (Execution Layer) أو كمكون وحدوي. الهدف الأساسي من تصميمها هو فصل منطق الحساب وبيئة التنفيذ والحالة إلى وحدات صغيرة قابلة للتخطيط المستقل، لتحقيق التنفيذ المتزامن العالي والاستجابة ذات التأخير المنخفض داخل السلسلة. الابتكار الرئيسي الذي تقدمه MegaETH هو: بنية Micro-VM + DAG اعتماد الحالة (Directed Acyclic Graph) وآلية التزامن الوحدوية، والتي تبني معًا نظام تنفيذ متوازي موجه نحو "التخييط داخل السلسلة".
Micro-VM (الميكروفيرتشر) المعمارية: الحساب هو الخيط
تقدم MegaETH نموذج تنفيذ "آلة افتراضية صغيرة (Micro-VM) لكل حساب"، مما يجعل بيئة التنفيذ "متعددة الخيوط"، ويوفر وحدة عزلة أدنى للتخطيط المتوازي. تتواصل هذه الآلات الافتراضية مع بعضها البعض من خلال الرسائل غير المتزامنة (Asynchronous Messaging)، بدلاً من الاستدعاءات المتزامنة، مما يسمح للعديد من الآلات الافتراضية بالتنفيذ بشكل مستقل وتخزين مستقل، مما يجعلها متوازية بشكل طبيعي.
داغ الاعتماد على الدولة: آلية جدولة مدفوعة بالرسم البياني للاعتماد
ميغا ETH قامت ببناء نظام جدولة DAG يعتمد على علاقات الوصول إلى حالة الحساب، حيث يقوم النظام بصيانة رسم بياني عالمي للاعتماد (Dependency Graph) في الوقت الفعلي، حيث يتم نمذجة كل معاملة تعدل أي حساب، وتقرأ أي حساب، كعلاقات اعتماد. يمكن تنفيذ المعاملات الخالية من التضارب مباشرة بشكل متوازي، بينما سيتم جدولة المعاملات التي لها علاقات اعتماد وفقًا لترتيب الطوبولوجيا بشكل تسلسلي أو مؤجل. يضمن رسم الاعتماد اتساق الحالة وعدم الكتابة المكررة أثناء عملية التنفيذ المتوازي.
التنفيذ غير المتزامن وآلية الاستدعاء
تم بناء MegaETH على رأس نموذج البرمجة غير المتزامن ، على غرار الرسائل غير المتزامنة لنموذج الممثل ، والذي يحل مشكلة المكالمات التسلسلية التقليدية EVM. استدعاءات العقد غير متزامنة (تنفيذ غير متكرر) ، وعندما يتم استدعاء العقد A -> B -> C ، تكون كل مكالمة غير متزامنة دون منع الانتظار ؛ يتم توسيع مكدس المكالمات إلى رسم بياني للاستدعاء غير المتزامن. معالجة المعاملات = اجتياز الرسم البياني غير المتزامن + دقة التبعية + الجدولة المتوازية.
باختصار، يقوم MegaETH بتحطيم نموذج آلة الحالة أحادية الخيط التقليدية EVM، من خلال تحقيق تغليف الميكرو فيرتشوال ماشين على مستوى الحسابات، وتنفيذ جدولة المعاملات عبر مخطط الاعتماد على الحالة، واستبدال مكدس الاستدعاء المتزامن بآلية الرسائل غير المتزامنة. إنه منصة حسابية متوازية مصممة من جديد على مستوى الأبعاد الكاملة "هيكل الحسابات → هيكل الجدولة → عملية التنفيذ"، مما يوفر أفكاراً جديدة نموذجية لبناء أنظمة سلسلة عالية الأداء من الجيل التالي.
اختارت MegaETH مسار إعادة البناء: حيث تم تحويل الحسابات والعقود إلى VM مستقلة بالكامل، من خلال جدولة التنفيذ غير المتزامن لإطلاق أقصى إمكانيات التوازي. نظريًا، حد التوازي لـ MegaETH أعلى، لكنه أيضًا أكثر صعوبة في التحكم في التعقيد، ويشبه أكثر نظام تشغيل موزع فائق تحت فكرة إيثيريوم.
تختلف فلسفة تصميم كل من Monad و MegaETH بشكل كبير عن تقسيم البيانات (Sharding): حيث يقوم تقسيم البيانات بتقسيم سلسلة الكتل أفقيًا إلى عدة سلاسل فرعية مستقلة (Shards)، حيث تتحمل كل سلسلة فرعية جزءًا من المعاملات والحالة، مما يكسر قيود السلسلة الواحدة في توسيع طبقة الشبكة؛ بينما يحتفظ كل من Monad و MegaETH بسلامة السلسلة الواحدة، حيث يتم التوسع أفقيًا فقط في طبقة التنفيذ، مما يحقق تحسينات في الأداء من خلال التنفيذ المتوازي في حدود السلسلة الواحدة. يمثل كلاهما اتجاهين مختلفين في مسارات توسع سلسلة الكتل، أحدهما تعزيز عمودي والآخر توسيع أفقي.
تركز مشاريع الحوسبة المتوازية مثل Monad و MegaETH بشكل رئيسي على مسارات تحسين القدرة على المعالجة، مع التركيز على رفع TPS داخل السلسلة كهدف رئيسي، من خلال التنفيذ المؤجل (Deferred Execution) وهندسة الميكرو-آلة الافتراضية (Micro-VM) لتحقيق معالجة متوازية على مستوى المعاملات أو الحسابات. بينما تُعتبر شبكة Pharos Network شبكة بلوكتشين من المستوى الأول (L1) قابلة للتعديل، ومتوازية بالكامل، حيث يُطلق على آلية الحوسبة المتوازية الأساسية فيها اسم «Rollup Mesh». تدعم هذه الهندسة العمل التعاوني بين الشبكة الرئيسية وشبكات المعالجة الخاصة (SPNs)، كما تدعم بيئات متعددة للآلات الافتراضية (EVM و Wasm)، وتدمج تقنيات متقدمة مثل إثبات المعرفة الصفرية (ZK) وبيئة التنفيذ الموثوقة (TEE).
تحليل آلية الحوسبة المتوازية Rollup Mesh:
معالجة أنابيب غير متزامنة على مدار دورة الحياة بالكامل (Full Lifecycle Asynchronous Pipelining): تقوم Pharos بفك ارتباط المراحل المختلفة للمعاملات (مثل التوافق والتنفيذ والتخزين) وتستخدم طريقة معالجة غير متزامنة، مما يسمح لكل مرحلة بالعمل بشكل مستقل ومتوازي، مما يزيد من كفاءة المعالجة الكلية.
التنفيذ المتوازي لآلتين افتراضية (Dual VM Parallel Execution): يدعم Pharos بيئتي الآلة الافتراضية EVM وWASM، مما يسمح للمطورين باختيار بيئة التنفيذ المناسبة وفقًا للاحتياجات. لا تعزز هذه البنية المزدوجة من مرونة النظام فحسب، بل تعزز أيضًا القدرة على معالجة المعاملات من خلال التنفيذ المتوازي.
الشبكات المعالجة الخاصة (SPNs): تعتبر SPNs مكوناً رئيسياً في بنية Pharos، تشبه الشبكات الفرعية المودولارية، وتهدف بشكل خاص إلى معالجة أنواع معينة من المهام أو التطبيقات. من خلال SPNs، يمكن لـ Pharos تحقيق تخصيص ديناميكي للموارد ومعالجة المهام بشكل متوازي، مما يعزز من قابلية توسيع النظام وأدائه.
التوافق القابل للتقسيم وآلية إعادة الرهن (Modular Consensus & Restaking): قدمت Pharos آلية توافق مرنة، تدعم نماذج توافق متعددة (مثل PBFT، PoS، PoA)، ومن خلال بروتوكول إعادة الرهن (
شاهد النسخة الأصلية
قد تحتوي هذه الصفحة على محتوى من جهات خارجية، يتم تقديمه لأغراض إعلامية فقط (وليس كإقرارات/ضمانات)، ولا ينبغي اعتباره موافقة على آرائه من قبل Gate، ولا بمثابة نصيحة مالية أو مهنية. انظر إلى إخلاء المسؤولية للحصول على التفاصيل.
تسجيلات الإعجاب 21
أعجبني
21
6
مشاركة
تعليق
0/400
MidnightTrader
· 07-19 02:33
من لم يمر بليلة صعبة ويدعس؟...
شاهد النسخة الأصليةرد0
blocksnark
· 07-16 13:57
كل من يعمل في البلوكتشين يفهم أن هذا المثلث لا يمكن تجنبه.
شاهد النسخة الأصليةرد0
SelfMadeRuggee
· 07-16 13:56
هذه الأشياء تهدف فقط إلى خداع الأب
شاهد النسخة الأصليةرد0
PhantomMiner
· 07-16 13:56
هل ما زال الموناد يتفاخر؟
شاهد النسخة الأصليةرد0
UnluckyLemur
· 07-16 13:56
تُرك للعب مونو بول، اقسم قطعة للعب بها.
شاهد النسخة الأصليةرد0
MevHunter
· 07-16 13:53
ما فائدة هذه المجموعة من النظريات، العمل هو الحقيقة الصلبة
Web3 الحوسبة المتوازية الشاملة: طريق توسعة Monad و MegaETH
خريطة شاملة لمجال الحوسبة المتوازية في Web3: هل هي أفضل حل للتوسع الأصلي؟
توضح "مثلث blockchain" (Blockchain Trilemma) "الأمان" و"اللامركزية" و"القابلية للتوسع" التوازن الجوهري في تصميم أنظمة blockchain، مما يعني أن مشاريع blockchain من الصعب تحقيق "أمان مطلق، مشاركة شاملة، معالجة سريعة" في نفس الوقت. بالنسبة لموضوع "القابلية للتوسع" الدائم، يتم تصنيف الحلول الحالية لتوسيع نطاق blockchain في السوق وفقًا للأنماط، بما في ذلك:
تشمل حلول توسيع سلسلة الكتل: الحساب المتوازي داخل السلسلة، Rollup، التقسيم، وحدة DA، الهيكلية المعيارية، نظام Actor، ضغط إثبات zk، الهيكل عديم الحالة، وغيرها، تغطي مستويات متعددة من التنفيذ والحالة والبيانات والهياكل، وهي نظام توسيع كامل "تعاون متعدد المستويات، تركيب وحدات". تركز هذه المقالة على طريقة التوسع التي تعتمد على الحساب المتوازي كطريقة رئيسية.
الحوسبة المتوازية داخل السلسلة (intra-chain parallelism)، تركز على التنفيذ المتوازي للمعاملات / التعليمات داخل الكتلة. وفقًا لآلية التوازي، يمكن تقسيم طرق التوسع إلى خمس فئات، تمثل كل فئة سعيًا مختلفًا للأداء، ونموذج تطوير، وفلسفة معمارية، مع تزايد دقة التوازي، وزيادة شدة التوازي، وزيادة تعقيد الجدولة، بالإضافة إلى زيادة تعقيد البرمجة وصعوبة التنفيذ.
نموذج التزامن غير المتزامن خارج السلسلة، والذي يمثله نظام الكائنات الذكية (نموذج الوكيل / الكائن)، وينتمي إلى نمط حساب متوازي آخر، كونه نظام رسائل غير متزامن عبر السلاسل (نموذج غير متزامن للكتل)، حيث يعمل كل وكيل كـ "عملية كائن ذكي" تعمل بشكل مستقل، مع رسائل غير متزامنة بأسلوب متوازي، مدفوعة بالأحداث، دون الحاجة إلى جدولة متزامنة، ومن المشاريع الممثلة AO و ICP و Cartesi وغيرها.
إن الحلول المعروفة مثل Rollup أو الشظايا تعتبر آليات تزامن على مستوى النظام، ولا تندرج تحت نطاق الحساب المتوازي داخل السلسلة. حيث أنها تحقق التوسع من خلال "تشغيل عدة سلاسل / مجالات تنفيذ بالتوازي"، بدلاً من زيادة التوازي داخل كتلة واحدة / آلة افتراضية. هذه الحلول التوسعية ليست محور النقاش في هذه المقالة، لكننا سنستخدمها لمقارنة أوجه التشابه والاختلاف في مفاهيم الهيكل.
٢. سلسلة تعزيز التوازي EVM:突破 حدود الأداء في التوافق
تطور هيكل المعالجة المتسلسلة للإيثيريوم حتى الآن، حيث شهد عدة جولات من محاولات التوسع تشمل التجزئة، وRollup، والهندسة المعمارية المودولية، ولكن لا تزال عنق الزجاجة في معدل التنفيذ دون突破 جذري. ومع ذلك، لا يزال EVM وSolidity هما المنصتان الأكثر وجودًا على مستوى المطورين وقوة النظام البيئي للذكاء الاصطناعي الحالي. لذلك، تعتبر سلسلة تعزيز EVM المتوازية كمسار رئيسي يوازن بين التوافق البيئي وتحسين أداء التنفيذ، وهي في طور أن تصبح الاتجاه المهم في الجولة الجديدة من التطورات التوسعية. يعتبر Monad وMegaETH من أكثر المشاريع تمثيلاً في هذا الاتجاه، حيث يبنيان هيكل معالجة EVM المتوازية مع التركيز على تنفيذ التأخير وتفكيك الحالة، موجهاً نحو سيناريوهات عالية التزامن ومرتفع معدل التنفيذ.
تحليل آلية الحساب المتوازي لـ Monad
Monad هو blockchain عالي الأداء Layer1 تم إعادة تصميمه لآلة Ethereum الافتراضية (EVM)، يستند إلى مفهوم المعالجة المتوازية الأساسية (Pipelining)، في طبقة التوافق التنفيذ غير المتزامن (Asynchronous Execution)، وفي طبقة التنفيذ التنفيذ المتوازي المتفائل (Optimistic Parallel Execution). بالإضافة إلى ذلك، في طبقة التوافق والتخزين، قدمت Monad بروتوكول BFT عالي الأداء (MonadBFT) ونظام قاعدة بيانات مخصص (MonadDB)، مما يحقق تحسينات من النهاية إلى النهاية.
خط أنابيب: آلية تنفيذ متوازية متعددة المراحل
Pipelining هو المفهوم الأساسي لتنفيذ الموناد بالتوازي، حيث الفكرة الأساسية هي تقسيم عملية تنفيذ blockchain إلى مراحل مستقلة متعددة ومعالجة هذه المراحل بشكل متوازي، مما يشكل هيكل خط أنابيب ثلاثي الأبعاد، وتعمل كل مرحلة على خيوط أو أنوية مستقلة، مما يحقق معالجة متزامنة عبر الكتل، وفي النهاية يصل إلى تحسين معدل النقل وتقليل الكمون. تشمل هذه المراحل: اقتراح المعاملات (Propose) تحقيق الإجماع (Consensus) تنفيذ المعاملات (Execution) وتقديم الكتل (Commit).
تنفيذ غير متزامن: الإجماع - تنفيذ فك الارتباط غير المتزامن
في السلاسل التقليدية، يكون توافق المعاملات والتنفيذ عادةً عملية متزامنة، وهذا النموذج التسلسلي يحد بشدة من أداء التوسع. قامت Monad من خلال "التنفيذ غير المتزامن" بتحقيق توافق الطبقة غير المتزامن، وتنفيذ الطبقة غير المتزامن والتخزين غير المتزامن. مما يقلل بشكل ملحوظ من وقت الكتلة (block time) وتأخير التأكيد، مما يجعل النظام أكثر مرونة، وعملية المعالجة أكثر تفصيلاً، وزيادة كفاءة استخدام الموارد.
التصميم الأساسي:
تنفيذ متوازي متفائل: تنفيذ متوازي متفائل
تستخدم الإيثيريوم التقليدية نموذج تنفيذ صارم متسلسل لتجنب تعارض الحالة. بينما تعتمد Monad على استراتيجية "تنفيذ متوازي متفائل"، مما يعزز بشكل كبير من سرعة معالجة المعاملات.
آلية التنفيذ:
اختارت Monad مسار التوافق: تقليل التغييرات على قواعد EVM قدر الإمكان، من خلال تأجيل كتابة الحالة واكتشاف التعارضات ديناميكيًا لتحقيق التوازي، مما يجعلها أشبه بإيثريوم ذات الأداء العالي، مع نضج جيد يسهل من انتقال بيئة EVM، وهي مسرع التوازي في عالم EVM.
تحليل آلية الحساب المتوازي لـ MegaETH
بالمقارنة مع تحديد L1 لـ Monad، يتم تحديد MegaETH كطبقة تنفيذ عالية الأداء متوازية ومتوافقة مع EVM، يمكن أن تعمل كشبكة عامة مستقلة من L1، أو كطبقة تعزيز تنفيذ على Ethereum (Execution Layer) أو كمكون وحدوي. الهدف الأساسي من تصميمها هو فصل منطق الحساب وبيئة التنفيذ والحالة إلى وحدات صغيرة قابلة للتخطيط المستقل، لتحقيق التنفيذ المتزامن العالي والاستجابة ذات التأخير المنخفض داخل السلسلة. الابتكار الرئيسي الذي تقدمه MegaETH هو: بنية Micro-VM + DAG اعتماد الحالة (Directed Acyclic Graph) وآلية التزامن الوحدوية، والتي تبني معًا نظام تنفيذ متوازي موجه نحو "التخييط داخل السلسلة".
Micro-VM (الميكروفيرتشر) المعمارية: الحساب هو الخيط
تقدم MegaETH نموذج تنفيذ "آلة افتراضية صغيرة (Micro-VM) لكل حساب"، مما يجعل بيئة التنفيذ "متعددة الخيوط"، ويوفر وحدة عزلة أدنى للتخطيط المتوازي. تتواصل هذه الآلات الافتراضية مع بعضها البعض من خلال الرسائل غير المتزامنة (Asynchronous Messaging)، بدلاً من الاستدعاءات المتزامنة، مما يسمح للعديد من الآلات الافتراضية بالتنفيذ بشكل مستقل وتخزين مستقل، مما يجعلها متوازية بشكل طبيعي.
داغ الاعتماد على الدولة: آلية جدولة مدفوعة بالرسم البياني للاعتماد
ميغا ETH قامت ببناء نظام جدولة DAG يعتمد على علاقات الوصول إلى حالة الحساب، حيث يقوم النظام بصيانة رسم بياني عالمي للاعتماد (Dependency Graph) في الوقت الفعلي، حيث يتم نمذجة كل معاملة تعدل أي حساب، وتقرأ أي حساب، كعلاقات اعتماد. يمكن تنفيذ المعاملات الخالية من التضارب مباشرة بشكل متوازي، بينما سيتم جدولة المعاملات التي لها علاقات اعتماد وفقًا لترتيب الطوبولوجيا بشكل تسلسلي أو مؤجل. يضمن رسم الاعتماد اتساق الحالة وعدم الكتابة المكررة أثناء عملية التنفيذ المتوازي.
التنفيذ غير المتزامن وآلية الاستدعاء
تم بناء MegaETH على رأس نموذج البرمجة غير المتزامن ، على غرار الرسائل غير المتزامنة لنموذج الممثل ، والذي يحل مشكلة المكالمات التسلسلية التقليدية EVM. استدعاءات العقد غير متزامنة (تنفيذ غير متكرر) ، وعندما يتم استدعاء العقد A -> B -> C ، تكون كل مكالمة غير متزامنة دون منع الانتظار ؛ يتم توسيع مكدس المكالمات إلى رسم بياني للاستدعاء غير المتزامن. معالجة المعاملات = اجتياز الرسم البياني غير المتزامن + دقة التبعية + الجدولة المتوازية.
باختصار، يقوم MegaETH بتحطيم نموذج آلة الحالة أحادية الخيط التقليدية EVM، من خلال تحقيق تغليف الميكرو فيرتشوال ماشين على مستوى الحسابات، وتنفيذ جدولة المعاملات عبر مخطط الاعتماد على الحالة، واستبدال مكدس الاستدعاء المتزامن بآلية الرسائل غير المتزامنة. إنه منصة حسابية متوازية مصممة من جديد على مستوى الأبعاد الكاملة "هيكل الحسابات → هيكل الجدولة → عملية التنفيذ"، مما يوفر أفكاراً جديدة نموذجية لبناء أنظمة سلسلة عالية الأداء من الجيل التالي.
اختارت MegaETH مسار إعادة البناء: حيث تم تحويل الحسابات والعقود إلى VM مستقلة بالكامل، من خلال جدولة التنفيذ غير المتزامن لإطلاق أقصى إمكانيات التوازي. نظريًا، حد التوازي لـ MegaETH أعلى، لكنه أيضًا أكثر صعوبة في التحكم في التعقيد، ويشبه أكثر نظام تشغيل موزع فائق تحت فكرة إيثيريوم.
تختلف فلسفة تصميم كل من Monad و MegaETH بشكل كبير عن تقسيم البيانات (Sharding): حيث يقوم تقسيم البيانات بتقسيم سلسلة الكتل أفقيًا إلى عدة سلاسل فرعية مستقلة (Shards)، حيث تتحمل كل سلسلة فرعية جزءًا من المعاملات والحالة، مما يكسر قيود السلسلة الواحدة في توسيع طبقة الشبكة؛ بينما يحتفظ كل من Monad و MegaETH بسلامة السلسلة الواحدة، حيث يتم التوسع أفقيًا فقط في طبقة التنفيذ، مما يحقق تحسينات في الأداء من خلال التنفيذ المتوازي في حدود السلسلة الواحدة. يمثل كلاهما اتجاهين مختلفين في مسارات توسع سلسلة الكتل، أحدهما تعزيز عمودي والآخر توسيع أفقي.
تركز مشاريع الحوسبة المتوازية مثل Monad و MegaETH بشكل رئيسي على مسارات تحسين القدرة على المعالجة، مع التركيز على رفع TPS داخل السلسلة كهدف رئيسي، من خلال التنفيذ المؤجل (Deferred Execution) وهندسة الميكرو-آلة الافتراضية (Micro-VM) لتحقيق معالجة متوازية على مستوى المعاملات أو الحسابات. بينما تُعتبر شبكة Pharos Network شبكة بلوكتشين من المستوى الأول (L1) قابلة للتعديل، ومتوازية بالكامل، حيث يُطلق على آلية الحوسبة المتوازية الأساسية فيها اسم «Rollup Mesh». تدعم هذه الهندسة العمل التعاوني بين الشبكة الرئيسية وشبكات المعالجة الخاصة (SPNs)، كما تدعم بيئات متعددة للآلات الافتراضية (EVM و Wasm)، وتدمج تقنيات متقدمة مثل إثبات المعرفة الصفرية (ZK) وبيئة التنفيذ الموثوقة (TEE).
تحليل آلية الحوسبة المتوازية Rollup Mesh: