Giải nghĩa sách trắng Artela: Ngăn xếp thực thi song song độc đáo + Không gian khối linh hoạt
Tuyển chọn TechFlowTuyển chọn TechFlow
Giải nghĩa sách trắng Artela: Ngăn xếp thực thi song song độc đáo + Không gian khối linh hoạt
EVM++ giảm xung đột thực thi song song bằng cách dự đoán chính xác mối quan hệ phụ thuộc giao dịch thông qua mô hình AI, đồng thời duy trì hiệu suất ổn định cho dApp nhờ không gian khối linh hoạt.
Chuyên sâu báo cáo Web3Tác giả: 0XNATALIE
Vào tháng 3 năm nay, mạng lưới blockchain lớp 1 Artela hỗ trợ mở rộng đã ra mắt EVM++, một nâng cấp cho công nghệ lớp thực thi EVM thế hệ tiếp theo. Chữ "+" đầu tiên trong EVM++ đại diện cho "Mở rộng" (Extensibility), tức là khả năng mở rộng thông qua công nghệ Aspect, cho phép các nhà phát triển tạo ra các chương trình tùy chỉnh trên chuỗi trong môi trường WebAssembly (WASM), có thể phối hợp với EVM để cung cấp các tiện ích mở rộng chuyên biệt hiệu suất cao cho dApp. Chữ "+" thứ hai đại diện cho "Khả năng mở rộng" (Scalability), nghĩa là cải thiện đáng kể năng lực xử lý và hiệu quả của mạng thông qua công nghệ thực thi song song và thiết kế không gian khối linh hoạt.
WebAssembly (WASM) là một định dạng mã nhị phân hiệu quả, có thể đạt được hiệu suất gần bằng tốc độ thực thi bản địa trong trình duyệt web, rất phù hợp để xử lý các tác vụ đòi hỏi nhiều tính toán như AI và xử lý dữ liệu lớn.
Hôm qua, Artela đã công bố sách trắng, chi tiết cách thức tăng cường khả năng mở rộng blockchain thông qua việc phát triển ngăn xếp thực thi song song và giới thiệu không gian khối đàn hồi dựa trên tính toán linh hoạt.
Tầm quan trọng của xử lý song song
Trong Máy ảo Ethereum truyền thống (EVM), tất cả các thao tác hợp đồng thông minh và chuyển đổi trạng thái đều phải được duy trì nhất quán trên toàn mạng. Điều này yêu cầu tất cả các nút đều phải thực hiện các giao dịch giống nhau theo cùng một thứ tự. Do đó, ngay cả khi một số giao dịch thực tế không phụ thuộc vào nhau, chúng vẫn phải được thực hiện tuần tự theo thứ tự trong khối, còn gọi là xử lý tuần tự. Phương pháp này không chỉ gây ra sự chờ đợi không cần thiết mà còn kém hiệu quả.
Xử lý song song cho phép nhiều bộ xử lý hoặc nhiều lõi tính toán đồng thời thực hiện nhiều nhiệm vụ tính toán hoặc xử lý dữ liệu, làm tăng đáng kể hiệu quả xử lý và rút ngắn thời gian chạy, đặc biệt đối với những vấn đề tính toán phức tạp hoặc quy mô lớn có thể chia nhỏ thành nhiều nhiệm vụ độc lập. EVM song song là một mở rộng hoặc cải tiến của Máy ảo Ethereum truyền thống, có thể thực thi đồng thời nhiều hợp đồng thông minh hoặc lời gọi hàm hợp đồng, từ đó nâng cao đáng kể thông lượng và hiệu quả của toàn bộ mạng. Ngoài ra, nó cũng có thể tối ưu hóa hiệu suất khi thực thi đơn luồng. Lợi thế trực tiếp nhất của EVM song song là giúp các ứng dụng phi tập trung hiện tại đạt được hiệu suất ở cấp độ internet.
Mạng Artela và EVM++
Artela là một blockchain lớp 1 nâng cao tính mở rộng và hiệu suất của EVM bằng cách giới thiệu EVM++. EVM++ là phiên bản nâng cấp công nghệ lớp thực thi EVM, tích hợp tính linh hoạt của EVM và hiệu suất cao của WASM. Máy ảo nâng cấp này hỗ trợ xử lý song song và lưu trữ hiệu quả, cho phép các ứng dụng phức tạp hơn và đòi hỏi hiệu suất cao hơn có thể chạy trên Artela. EVM++ không chỉ hỗ trợ hợp đồng thông minh truyền thống mà còn cho phép thêm và chạy các mô-đun hiệu suất cao một cách động trên chuỗi, ví dụ như các tác nhân AI, có thể hoạt động độc lập như bộ đồng xử lý trên chuỗi hoặc tham gia trực tiếp vào các trò chơi trên chuỗi, tạo ra NPC thực sự có thể lập trình.
Artela đảm bảo rằng năng lực tính toán của các nút mạng có thể mở rộng linh hoạt theo nhu cầu thông qua thiết kế thực thi song song. Hơn nữa, các nút xác thực hỗ trợ mở rộng ngang, mạng có thể tự động điều chỉnh quy mô các nút tính toán dựa trên tải hiện tại hoặc nhu cầu, quá trình mở rộng này được điều phối bởi giao thức đàn hồi nhằm đảm bảo tài nguyên tính toán trong mạng đồng thuận luôn đầy đủ. Thông qua tính toán đàn hồi đảm bảo năng lực xử lý của các nút mạng có thể mở rộng, cuối cùng đạt được không gian khối đàn hồi, cho phép các dApp lớn xin cấp không gian khối riêng biệt theo nhu cầu cụ thể, không chỉ đáp ứng nhu cầu mở rộng không gian khối công cộng mà còn đảm bảo hiệu suất và ổn định cho các ứng dụng lớn.
Chi tiết kiến trúc thực thi song song của Artela
1. Thực thi lạc quan dự đoán (Predictive Optimistic Execution)
Thực thi lạc quan dự đoán là một trong những công nghệ cốt lõi của Artela, cũng là điểm khác biệt so với các EVM song song khác như Sei hay Monad. "Thực thi lạc quan" ám chỉ một chiến lược thực thi song song, giả định ban đầu rằng các giao dịch không xung đột với nhau. Trong cơ chế này, mỗi giao dịch giữ một phiên bản trạng thái riêng tư, ghi lại các thay đổi nhưng chưa xác nhận ngay lập tức. Sau khi thực thi xong, sẽ có một giai đoạn xác minh để kiểm tra xem có xung đột nào với các thay đổi trạng thái toàn cục do các giao dịch song song khác gây ra hay không. Nếu phát hiện xung đột, giao dịch sẽ được thực thi lại. "Dự đoán" ở đây nghĩa là sử dụng các mô hình AI cụ thể để phân tích dữ liệu giao dịch lịch sử, từ đó dự đoán mối quan hệ phụ thuộc giữa các giao dịch sắp được thực thi — tức là những giao dịch nào có thể truy cập chung dữ liệu — và căn cứ vào đó nhóm giao dịch và sắp xếp thứ tự thực thi, nhằm giảm thiểu xung đột và thực thi trùng lặp. So sánh với các giải pháp khác, Sei dựa vào tệp định nghĩa trước mối quan hệ phụ thuộc do nhà phát triển cung cấp, trong khi Monad sử dụng phân tích tĩnh ở cấp biên dịch để tạo ra tệp phụ thuộc giao dịch; cả hai đều thiếu tính tương đương EVM và không có khả năng thích nghi như mô hình dự đoán động dựa trên AI của Artela.
2. Công nghệ tải trước bất đồng bộ (Async Preloading)
Công nghệ tải trước bất đồng bộ nhằm giải quyết tắc nghẽn I/O do truy cập trạng thái gây ra, mục tiêu là tăng tốc độ truy cập dữ liệu và giảm thời gian chờ trong quá trình thực thi giao dịch. Artela dựa trên mô hình dự đoán để tải trước dữ liệu trạng thái cần thiết từ bộ nhớ chậm (như ổ cứng) sang bộ nhớ nhanh (như RAM) trước khi thực thi giao dịch. Bằng cách tải trước dữ liệu cần thiết, thời gian chờ I/O trong quá trình thực thi được giảm thiểu. Khi dữ liệu đã được tải và lưu tạm trước, nhiều bộ xử lý hoặc luồng thực thi có thể truy cập đồng thời vào dữ liệu này, từ đó nâng cao hơn nữa mức độ song song trong thực thi.
3. Lưu trữ song song (Parallel Storage)
Khi công nghệ thực thi song song được đưa vào, mặc dù xử lý giao dịch có thể được song song hóa, nhưng nếu tốc độ đọc/ghi và cập nhật dữ liệu không được cải thiện đồng bộ thì sẽ trở thành yếu tố hạn chế hiệu suất tổng thể của hệ thống, do đó điểm nghẽn dần chuyển sang khâu lưu trữ. Các giải pháp như MonadDB và SeiDB đã bắt đầu tập trung vào tối ưu hóa ở tầng lưu trữ. Artela tham khảo và kết hợp nhiều công nghệ xử lý dữ liệu truyền thống trưởng thành để phát triển hệ thống lưu trữ song song, từ đó nâng cao hơn nữa hiệu quả xử lý song song.
Hệ thống lưu trữ song song được thiết kế chủ yếu để giải quyết hai vấn đề lớn: một là thực hiện xử lý song song trong lưu trữ, hai là nâng cao khả năng ghi hiệu quả dữ liệu trạng thái vào cơ sở dữ liệu. Trong quá trình lưu trữ dữ liệu, các vấn đề phổ biến bao gồm phình dữ liệu khi ghi và áp lực xử lý tăng lên đối với cơ sở dữ liệu. Để giải quyết hiệu quả các vấn đề này, Artela áp dụng chiến lược tách biệt giữa Cam kết trạng thái (State Commitment - SC) và Lưu trữ trạng thái (State Storage - SS). Chiến lược này chia nhiệm vụ lưu trữ thành hai phần: một phần chịu trách nhiệm xử lý thao tác nhanh, không giữ cấu trúc dữ liệu phức tạp nhằm tiết kiệm dung lượng và giảm dữ liệu trùng lặp; phần còn lại chịu trách nhiệm ghi lại mọi thông tin dữ liệu chi tiết. Ngoài ra, để không ảnh hưởng đến hiệu suất khi xử lý lượng lớn dữ liệu, Artela sử dụng phương pháp gộp dữ liệu nhỏ thành khối lớn, giảm độ phức tạp trong quá trình lưu dữ liệu.
4. Không gian khối đàn hồi (EBS)
Không gian khối đàn hồi (EBS) của Artela được thiết kế dựa trên khái niệm tính toán đàn hồi, có thể tự động điều chỉnh số lượng giao dịch mà khối chứa đựng tùy theo mức độ tắc nghẽn của mạng.
Tính toán đàn hồi là một mô hình dịch vụ điện toán đám mây, cho phép hệ thống tự động điều chỉnh cấu hình tài nguyên tính toán để thích ứng với nhu cầu tải thay đổi, mục đích chính là tối ưu hóa hiệu quả sử dụng tài nguyên, đảm bảo cung cấp nhanh chóng năng lực tính toán bổ sung khi nhu cầu tăng lên.
EBS điều chỉnh động tài nguyên khối theo nhu cầu cụ thể của dApp, cung cấp không gian khối mở rộng riêng biệt cho các dApp có nhu cầu cao, nhằm giải quyết vấn đề khác biệt rõ rệt về nhu cầu hiệu suất blockchain giữa các ứng dụng khác nhau. Lợi thế cốt lõi của EBS nằm ở "hiệu suất có thể dự đoán", nghĩa là có thể cung cấp TPS có thể dự đoán cho dApp. Vì vậy, bất kể không gian khối công cộng có đông đúc hay không, các dApp sở hữu không gian khối riêng đều nhận được TPS ổn định. Ngoài ra, nếu hợp đồng do dApp viết hỗ trợ thực thi song song, thì có thể đạt được TPS cao hơn nữa. Có thể nói, EBS cung cấp một môi trường ổn định hơn so với các nền tảng blockchain truyền thống như Ethereum hay Solana. Những nền tảng truyền thống này trong thời điểm mạng tắc nghẽn, như thời kỳ bùng nổ inscription hay đỉnh cao hoạt động DeFi, thường khiến hiệu suất dApp suy giảm; Artela giải quyết hiệu quả các vấn đề này thông qua quản lý tài nguyên được tùy chỉnh và tối ưu hóa.
Tóm lại, Artela đạt được khả năng mở rộng cao và hiệu suất mạng có thể dự đoán thông qua ngăn xếp thực thi song song và không gian khối đàn hồi. Kiến trúc thực thi song song này sử dụng mô hình AI để dự đoán chính xác mối quan hệ phụ thuộc giữa các giao dịch, giảm thiểu xung đột và thực thi trùng lặp. Đồng thời, các ứng dụng lớn có thể có được năng lực xử lý và tài nguyên riêng theo nhu cầu, đảm bảo hiệu suất ổn định ngay cả trong điều kiện tải mạng cao. Điều này giúp mạng Artela hỗ trợ các kịch bản ứng dụng phức tạp hơn, chẳng hạn như xử lý dữ liệu lớn thời gian thực và các giao dịch tài chính phức tạp.
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
@ChainFeedsxyz
