Mendalami EVM Paralel dan Ekosistemnya

EVM dan Solidity

Pengembangan kontrak cerdas adalah keterampilan dasar bagi insinyur blockchain. Pengembang biasanya menggunakan bahasa tingkat tinggi seperti Solidity untuk menulis logika kontrak. Namun, EVM tidak dapat langsung menafsirkan kode Solidity, sehingga perlu dikompilasi menjadi bahasa tingkat rendah yang dapat dieksekusi oleh mesin virtual (opcode/bytecode). Meskipun ada alat yang dapat secara otomatis menyelesaikan proses konversi ini, memahami mekanisme dasar tetap sangat berharga.

Proses konversi akan memperkenalkan beberapa biaya tambahan. Insinyur dengan pengalaman pemrograman tingkat rendah dapat langsung menulis logika program menggunakan opcode dalam Solidity untuk mencapai efisiensi maksimum dan mengurangi konsumsi gas. Misalnya, beberapa protokol terkenal secara luas menggunakan assembly inline untuk meminimalkan biaya gas pengguna.

Perbedaan Kinerja EVM

EVM sebagai "lapisan eksekusi" adalah tempat terakhir di mana opcode kontrak pintar yang telah dikompilasi dieksekusi. Bytecode yang didefinisikan oleh EVM telah menjadi standar industri. Baik itu untuk jaringan Layer 2 Ethereum atau blockchain independen lainnya, kompatibilitas dengan standar EVM memungkinkan pengembang untuk secara efisien menerapkan kontrak pintar di berbagai jaringan.

Meskipun mengikuti standar bytecode EVM membuat mesin virtual menjadi EVM, cara implementasinya bisa sangat berbeda. Misalnya, beberapa klien Ethereum diimplementasikan dengan bahasa Go untuk standar EVM, sementara tim lain mengelola implementasi C++. Keragaman ini memungkinkan berbagai optimasi rekayasa dan implementasi yang disesuaikan.

Teknologi EVM Paralel

Dalam sejarahnya, komunitas blockchain terutama fokus pada inovasi algoritma konsensus, beberapa proyek terkenal dikenal karena mekanisme konsensusnya, bukan lapisan eksekusi. Meskipun proyek-proyek ini juga memiliki inovasi pada lapisan eksekusi, kinerjanya sering kali disalahartikan hanya berasal dari algoritma konsensus.

Sebenarnya, blockchain berkinerja tinggi memerlukan algoritma konsensus yang inovatif dan lapisan eksekusi yang dioptimalkan. Hanya dengan memperbaiki algoritma konsensus, blockchain EVM sering kali membutuhkan konfigurasi node yang lebih kuat untuk meningkatkan kinerja. Misalnya, beberapa blockchain yang memproses blok pada TPS tinggi memerlukan konfigurasi perangkat keras yang beberapa kali lebih tinggi daripada node penuh tradisional. Meskipun beberapa jaringan secara teoritis mendukung TPS yang sangat tinggi, kinerja aktual sering kali tidak memenuhi harapan.

Kebutuhan Pemrosesan Paralel

Dalam sebagian besar sistem blockchain, transaksi dieksekusi secara berurutan, mirip dengan CPU tunggal. Meskipun metode ini sederhana, sulit untuk diskalakan ke basis pengguna tingkat internet. Beralih ke mesin virtual paralel CPU multi-core dapat memproses beberapa transaksi sekaligus, secara signifikan meningkatkan throughput.

Eksekusi paralel membawa tantangan rekayasa, seperti menangani situasi di mana transaksi bersamaan menulis ke kontrak pintar yang sama. Diperlukan desain mekanisme baru untuk menyelesaikan konflik ini. Eksekusi kontrak pintar yang tidak terkait dapat meningkatkan throughput secara proporsional dengan jumlah thread pemrosesan paralel.

Inovasi EVM Paralel

Paralel EVM mewakili serangkaian inovasi untuk mengoptimalkan lapisan eksekusi sistem blockchain. Mengambil beberapa proyek sebagai contoh, inovasi kunci mereka meliputi:

• Eksekusi transaksi paralel: Menggunakan algoritma eksekusi paralel optimis, memungkinkan beberapa transaksi diproses secara bersamaan.
• Penundaan Eksekusi: Dalam mekanisme konsensus, node pertama-tama mencapai konsensus tentang urutan transaksi, kemudian mengeksekusi transaksi.
• Basis data status yang disesuaikan: mengoptimalkan penyimpanan dan akses status dengan menyimpan pohon Merkle secara langsung di SSD.
• Mekanisme konsensus berkinerja tinggi: Meningkatkan mekanisme konsensus yang ada, mendukung sinkronisasi efisien antara ratusan node yang tersebar di seluruh dunia.

Tantangan teknis EVM paralel

Eksekusi paralel memperkenalkan potensi konflik status, yang memerlukan pemeriksaan konflik sebelum atau setelah eksekusi. Misalnya, ketika beberapa transaksi paralel berinteraksi dengan kontrak pintar yang sama, konflik dapat terjadi. Ini memerlukan mekanisme deteksi dan resolusi konflik yang cermat untuk memastikan pemrosesan paralel yang efisien.

Selain mewujudkan perbedaan teknis dalam EVM paralel, tim biasanya juga perlu merancang ulang dan meningkatkan kinerja baca/tulis database status, serta mengembangkan algoritma konsensus yang kompatibel.

Tantangan dan Pertimbangan

EVM paralel menghadapi dua tantangan utama: penangkapan nilai teknik jangka panjang Ethereum dan sentralisasi node. Meskipun tahap pengembangan saat ini mungkin belum sepenuhnya open source, rincian ini pada akhirnya akan diungkap saat peluncuran testnet dan mainnet. Perkembangan ekosistem yang cepat akan menjadi kunci untuk mempertahankan keunggulan kompetitif.

Sentralisasi node adalah tantangan bersama untuk semua blockchain berkinerja tinggi, yang perlu mencapai keseimbangan antara desentralisasi, keamanan, dan kinerja. Indikator seperti "TPS per kebutuhan perangkat keras" dapat membantu membandingkan efisiensi berbagai blockchain dalam kondisi perangkat keras tertentu.

Pola EVM Paralel

Polarisasi EVM paralel mencakup beberapa blockchain Layer 1 dan solusi Layer 2. Beberapa proyek mendukung jaringan yang ada dengan upgrade teknologi untuk EVM paralel, sementara yang lain mengadopsi teknologi eksekusi paralel sejak awal. Selain itu, beberapa jaringan Layer 2 menggunakan teknologi eksekusi paralel non-EVM, yang mengabstraksi EVM menjadi modul eksekusi yang dapat dipasang.

Tinjauan Proyek

Proyek EVM paralel terdepan

Proyek ini bertujuan untuk mengatasi masalah skalabilitas EVM tradisional dengan mengoptimalkan eksekusi paralel EVM dan arsitektur pipeline, dengan target mencapai 10.000 TPS. Baru-baru ini menyelesaikan pendanaan besar-besaran, menjadi proyek EVM paralel dengan pendanaan terbanyak dan valuasi tertinggi. Tim pendiri mencakup anggota senior dari lembaga perdagangan terkemuka. Jaringan pengujian internal telah diluncurkan dan diharapkan akan segera dibuka untuk publik.

meluncurkan proyek fokus transaksi jaringan EVM paralel

Awalnya fokus pada jaringan Layer 1 untuk perdagangan, sekarang telah ditingkatkan menjadi EVM paralel berkinerja tinggi, meningkatkan TPS menjadi 12.500. Jaringan pengujian telah diluncurkan, mendukung migrasi satu klik untuk aplikasi EVM. Jaringan utama diharapkan diluncurkan pada paruh pertama tahun ini. Proyek ini juga meluncurkan kerangka kerja sumber terbuka yang mendukung adopsi jaringan Layer 2 dan Rollup dengan teknologi pemrosesan paralel.

Proyek lapisan eksekusi yang ditingkatkan oleh dua mesin virtual

Dengan membangun EVM++(EVM + WASM), proyek ini bertujuan untuk meningkatkan kinerja blockchain EVM dan efisiensi eksekusi jaringan. Tim inti berasal dari proyek blockchain terkenal. Jaringan uji publik sudah diluncurkan, dan program insentif ekosistem sedang berlangsung.

Proyek ekosistem Cosmos yang memperkenalkan teknologi EVM paralel

Jaringan Layer 1 yang kompatibel dengan EVM yang dibangun di atas Cosmos SDK, dirancang khusus untuk aplikasi DeFi. Baru-baru ini diumumkan rencana pengembangan untuk memperkenalkan teknologi eksekusi paralel EVM, bertujuan untuk meningkatkan kinerja jaringan.

Solana solusi kompatibilitas EVM

EVM paralel yang dibangun di jaringan Solana adalah solusi kompatibilitas EVM pertama di Solana. Mendukung pengembang EVM Solidity dan Vyper untuk menyebarkan DApp ke Solana dengan satu klik, menikmati throughput tinggi dan biaya gas rendah. Mengemas transaksi kelas EVM menjadi transaksi Solana yang dieksekusi, TPS lebih dari 2.000.

Memperkenalkan SVM ke proyek Ethereum

Sebuah solusi modular Rollup Layer 2 yang didukung oleh mesin virtual Solana (SVM). Menyelesaikan data transaksi di Ethereum, menggunakan ETH sebagai gas, tetapi lapisan eksekusi berjalan di lingkungan SVM. Baru-baru ini menyelesaikan pendanaan besar-besaran, dan jaringan utama akan segera dibuka untuk pengembang.

Proyek Layer 2 VM Modular

Jaringan Layer 2 modular yang dibangun di atas OP Stack adalah bagian dari rantai super Optimism. Bertujuan untuk membawa mesin virtual berkinerja tinggi ke jaringan Layer 2 utama yang ada di Ethereum dan Bitcoin. Mendukung penggunaan Ethereum atau Bitcoin sebagai lapisan penyelesaian, lapisan eksekusi dapat menggunakan berbagai mesin virtual berkinerja tinggi untuk eksekusi paralel.

Kata Penutup

Seiring dengan perkembangan teknologi blockchain, perhatian pada lapisan eksekusi dan algoritma konsensus menjadi sama pentingnya untuk mencapai kinerja tinggi. Inovasi seperti EVM paralel menyediakan solusi menjanjikan untuk meningkatkan throughput dan efisiensi, membuat blockchain lebih skalabel dan mampu mendukung kelompok pengguna yang luas. Perkembangan dan implementasi teknologi ini akan membentuk masa depan ekosistem blockchain, mendorong kemajuan dan aplikasi lebih lanjut di bidang ini.