Phân tích công nghệ Artela: Tại sao «EVM song song» lại liên quan đến cuộc chiến sinh tồn của hệ sinh thái EVM Ethereum?
Tuyển chọn TechFlowTuyển chọn TechFlow
Phân tích công nghệ Artela: Tại sao «EVM song song» lại liên quan đến cuộc chiến sinh tồn của hệ sinh thái EVM Ethereum?
"Parallel EVM" là nỗ lực cuối cùng của các chuỗi EVM để chống lại các layer1 hiệu suất cao, quyết định sự tồn vong của hệ sinh thái EVM Ethereum.
Chuyên sâu báo cáo Web3Tác giả: Haotian
Gần đây, Paradigm đã rót vốn lớn dẫn dắt vòng gọi vốn trị giá 225 triệu USD cho Monad, thu hút sự chú ý mạnh mẽ của thị trường đối với khái niệm "EVM song song". Vậy "EVM song song" thực chất giải quyết vấn đề gì? Những điểm nghẽn và then chốt trong phát triển EVM song song là gì? Theo tôi, "EVM song song" chính là cuộc chiến sống còn cuối cùng của các chuỗi EVM để chống lại các Layer1 hiệu năng cao, liên quan trực tiếp đến sự tồn vong của hệ sinh thái EVM Ethereum. Vì sao? Dưới đây là góc nhìn của tôi:
Do máy ảo EVM của Ethereum chỉ có thể xử lý giao dịch theo kiểu "nối tiếp", điều này khiến các chuỗi Layer1 tương thích EVM cũng như các chuỗi Layer2 tương thích EVM đều bị giới hạn hiệu suất tương ứng, bởi về bản chất tất cả đều dựa trên cùng một khuôn khổ để xử lý trạng thái và hoàn tất giao dịch.
Tuy nhiên, các Layer1 hiệu năng cao như Solana, Sui, Aptos từ đầu đã có lợi thế về khả năng xử lý song song. Trong bối cảnh đó, các chuỗi mang gen EVM muốn đương đầu trực diện với sự tấn công của các blockchain Layer1 hiệu năng cao, bắt buộc phải khắc phục điểm yếu bẩm sinh về khả năng xử lý song song. Làm cách nào? Về mặt nguyên lý kỹ thuật và chi tiết, tôi sẽ lấy chuỗi tiên phong về EVM song song @Artela_Network làm ví dụ minh họa:
1) Các chuỗi Layer1 EVM nâng cao đại diện bởi Monad, Artela, SEI,... những nền tảng này sẽ tăng đáng kể TPS trên cơ sở tương thích cao với EVM, đồng thời trao cho giao dịch khả năng xử lý song song trong môi trường mô phỏng EVM. Những chuỗi Layer1 EVM song song độc lập này sở hữu cơ chế đồng thuận và đặc tính kỹ thuật riêng, nhưng vẫn hướng tới mục tiêu tương thích và mở rộng hệ sinh thái EVM — giống như tái cấu trúc chuỗi EVM bằng cách "thay đổi dòng máu", nhưng vẫn phục vụ hệ sinh thái EVM;
2) Các chuỗi Layer2 tương thích EVM dạng mở rộng quy mô như Eclipse, MegaETH,... tận dụng cơ chế đồng thuận độc lập và khả năng "tiền xử lý" giao dịch của Layer2, cho phép sàng lọc và xử lý trạng thái giao dịch trước khi hàng loạt giao dịch được gom gói (batch) lên mạng chính, đồng thời có thể lựa chọn bất kỳ lớp thực thi nào khác để xác nhận trạng thái giao dịch cuối cùng. Điều này tương đương với việc tách rời EVM thành một mô-đun thực thi có thể tháo lắp linh hoạt, từ đó lựa chọn lớp thực thi tối ưu tùy theo nhu cầu, đạt được khả năng xử lý song song; tuy nhiên, giải pháp này có thể phục vụ EVM nhưng lại vượt ra ngoài phạm vi khung EVM;
3) Các chuỗi Alt-layer1 tương đương như Polygon, BSC,... ở mức độ nào đó đã đạt được khả năng xử lý song song cho EVM, nhưng chỉ thực hiện tối ưu hóa ở tầng thuật toán, chưa tiến hành cải tiến sâu sắc ở tầng đồng thuận và tầng lưu trữ. Do đó, khả năng xử lý song song của nhóm này chủ yếu chỉ được xem như một tính năng đặc biệt, chứ chưa thực sự giải quyết triệt để bài toán song song của EVM;
4) Các chuỗi song song phi-EVM kiểu khác biệt như Aptos, Sui, Fuel,... về cơ bản không phải là các chuỗi EVM, mà là những nền tảng từ đầu đã có khả năng thực thi đồng thời cao, sau đó thông qua một số middleware hoặc phương pháp phân tích mã hóa nhất định để đạt được khả năng tương thích với môi trường EVM. Ví dụ điển hình là Starknet – một Layer2 của Ethereum, nhờ ngôn ngữ Cairo và tài khoản trừu tượng mà có khả năng xử lý song song, nhưng để tương thích với EVM thì cần đi qua một ống dẫn đặc biệt. Hầu hết các chuỗi phi-EVM muốn kết nối khả năng song song với EVM đều gặp phải vấn đề này.
Bốn giải pháp trên mỗi loại có trọng tâm riêng: Các Layer2 có khả năng song song nhấn mạnh vào tính linh hoạt khi tổ hợp module "lớp thực thi"; các chuỗi tương thích EVM nổi bật ở tính tùy biến chức năng đặc thù; còn các chuỗi phi-EVM khác hướng nhiều hơn đến việc hút thanh khoản từ Ethereum; chỉ còn lại duy nhất một赛道 – các chuỗi Layer1 EVM nâng cao – mới thực sự đặt mục tiêu củng cố vững chắc hệ sinh thái EVM và thay đổi gốc rễ khả năng xử lý song song.
Vậy chìa khóa để xây dựng một chuỗi công cộng Layer1 EVM song song mạnh mẽ là gì? Làm thế nào để vừa tái cấu trúc chuỗi EVM, vừa phục vụ tốt hệ sinh thái EVM? Có hai điểm then chốt:
1) Khả năng truy cập I/O trạng thái – đọc và xuất thông tin từ ổ đĩa. Việc đọc và ghi dữ liệu đều tốn thời gian; nếu chỉ đơn giản sắp xếp và điều phối giao dịch thì không thể cải thiện căn bản khả năng xử lý song song. Cần áp dụng thêm bộ nhớ đệm, phân mảnh dữ liệu, thậm chí cả công nghệ lưu trữ phân tán... nhằm cân bằng giữa tốc độ truy xuất và khả năng xung đột trạng thái ngay từ quy trình lưu trữ và truy xuất trạng thái gốc;
2) Sở hữu mạng lưới truyền thông hiệu quả, đồng bộ dữ liệu nhanh chóng, tối ưu thuật toán, tăng cường máy ảo, cũng như tách biệt nhiệm vụ tính toán và IO – tất cả các thành phần ở tầng cơ chế đồng thuận cần được tối ưu tổng thể, thay đổi toàn diện từ kiến trúc thành phần底层, quy trình phối hợp... cuối cùng tạo nên khả năng xử lý giao dịch song song với tốc độ phản hồi nhanh, chi phí tính toán kiểm soát được và độ chính xác cao;
Cụ thể đối với các dự án chuỗi Layer1 EVM song song, cần thực hiện những đổi mới công nghệ và tối ưu khung nào để đạt được "EVM song song"?
Để thực hiện hoàn toàn khả năng "EVM song song" về điều phối và tối ưu tài nguyên ở tầng kiến trúc底层, Artela đã giới thiệu khái niệm Tính toán đàn hồi (Elastic Computing) và Không gian khối đàn hồi (Elastic Block Space). Hiểu thế nào về điều này? Tính toán đàn hồi nghĩa là mạng có thể phân bổ và điều chỉnh động tài nguyên tính toán theo nhu cầu và tải trọng; Không gian khối đàn hồi có thể tự động điều chỉnh kích thước khối theo số lượng và dung lượng dữ liệu giao dịch trong mạng. Toàn bộ thiết kế đàn hồi này vận hành y như thang cuốn tự động trong trung tâm thương mại – tự động điều chỉnh theo lượng người, rất hợp lý;
Như đã nói ở trên, hiệu suất truy xuất đĩa I/O trạng thái cực kỳ quan trọng đối với EVM song song. Các chuỗi tương thích EVM như Polygon, BSC thông qua tối ưu thuật toán để đạt được khả năng "song song", cũng có thể nâng hiệu suất lên 2-4 lần, nhưng chỉ dừng ở tối ưu tầng thuật toán, chưa tối ưu sâu ở tầng đồng thuận và lưu trữ. Vậy tối ưu sâu thực sự sẽ như thế nào?
Để giải quyết vấn đề này, Artela học hỏi từ các giải pháp công nghệ cơ sở dữ liệu, cải tiến cả về đọc và ghi trạng thái. Trong khâu ghi trạng thái, Artela sử dụng công nghệ Nhật ký Ghi trước (Write-Ahead Log - WAL): Khi trạng thái thay đổi, hệ thống trước tiên ghi bản ghi thay đổi vào nhật ký và gửi lên bộ nhớ, lúc này có thể coi là đã hoàn thành thao tác "ghi". Cách làm này thực chất giúp thao tác trở nên bất đồng bộ, tránh phải ghi ngay ra đĩa trong quá trình thay đổi trạng thái, từ đó giảm thiểu thao tác I/O lên ổ đĩa. Về phía đọc trạng thái, bản chất cũng là thao tác bất đồng bộ – thông qua chiến lược tải trước (pre-loading), dựa trên lịch sử thực thi hợp đồng để dự đoán những trạng thái nào sẽ được dùng trong lần gọi hợp đồng tiếp theo, rồi tải sẵn vào bộ nhớ, qua đó nâng cao hiệu suất yêu cầu I/O từ đĩa.
Tóm lại, đây là một thuật toán đánh đổi không gian bộ nhớ để lấy thời gian thực thi, từ gốc nâng cao khả năng xử lý song song của máy ảo EVM, coi như đã tối ưu cơ bản vấn đề xung đột trạng thái.
Ngoài ra, Artela còn tích hợp khả năng lập trình mô-đun Aspect nhằm quản lý tốt hơn sự phức tạp và nâng cao hiệu suất phát triển; tích hợp giải mã WASM để tăng tính linh hoạt trong lập trình; đồng thời có quyền truy cập API cấp thấp, đảm bảo cách ly an toàn ở lớp thực thi. Điều này giúp các nhà phát triển có thể phát triển, gỡ lỗi và triển khai hợp đồng thông minh một cách hiệu quả trong môi trường Artela, từ đó khơi thông khả năng mở rộng tùy biến của cộng đồng nhà phát triển. Đặc biệt, các nhà phát triển còn được khuyến khích tối ưu mã hướng đến khả năng song song ngay từ lớp mã hợp đồng thông minh, bởi để giảm xác suất xung đột trạng thái, logic gọi và thuật toán của từng hợp đồng thông minh đều vô cùng then chốt.
Trên đây
Dễ thấy rằng, bản chất khái niệm "EVM song song" chính là tối ưu hóa quá trình thực thi trạng thái giao dịch. @monad_xyz tuyên bố đạt 10.000 giao dịch mỗi giây, lõi công nghệ của họ cũng chỉ xoay quanh các yếu tố như cơ sở dữ liệu chuyên dụng, thân thiện với nhà phát triển, đồng thuận thực thi trì hoãn, công nghệ ống dẫn siêu phân đoạn (superscalar pipeline)... nhằm đạt được xử lý song song quy mô lớn – về mặt logic cơ bản không khác mấy so với tính toán đàn hồi và thao tác bất đồng bộ I/O của Artela.
Nhưng điều tôi thực sự muốn nói là, các chuỗi EVM song song hiệu năng cao này thực chất là kết quả của việc tích hợp sản phẩm và năng lực công nghệ Web2, thực sự đã hấp thụ tinh hoa từ các "giải pháp kỹ thuật" trên thị trường ứng dụng Web2 – nơi thường xuyên xử lý tải trọng lưu lượng cao.
Nếu nhìn về một tương lai xa xôi với sự phổ cập hàng loạt (Mass Adoption), "EVM song song" thực sự là hạ tầng cơ bản cho bước đi tiếp theo của hệ sinh thái EVM hướng tới thị trường Web2 rộng lớn hơn, do đó việc được thị trường vốn ủng hộ mạnh mẽ là điều hoàn toàn dễ hiểu.
Chào mừng tham gia cộng đồng chính thức TechFlow
Nhóm Telegram:https://t.me/TechFlowDaily
Tài khoản Twitter chính thức:https://x.com/TechFlowPost
Tài khoản Twitter tiếng Anh:https://x.com/BlockFlow_News
Haotian | CryptoInsight
