EVM, Ethereum'un çekirdeğidir, akıllı sözleşmeleri çalıştırmak ve işlemleri işlemekle sorumludur. Bir hesaplama motorudur ve Java sanal makinesi gibi hesaplama ve depolama soyutlaması sağlar. EVM, genellikle Solidity tarafından derlenen kendi bayt kodu talimat setini yürütür.
EVM, yarı Turing tam bir durum makinesidir. "Yarı" ifadesi, tüm yürütme adımlarının sınırlı kaynak olan Gas tüketmesi gerektiğinden, olası bir sonsuz döngünün platformun tamamen durmasına neden olmasını engeller.
EVM'nin zamanlama işlevi yoktur, Ethereum'un yürütme modülü bloktan işlemleri alır, EVM bunları sırayla yürütmekle sorumludur. Yürütme süreci en son dünya durumunu değiştirecektir, bir işlem yürütme tamamlandıktan sonra durum toplama yapılır ve blok tamamlandıktan sonraki en son dünya durumuna ulaşılır. Bir sonraki blokun yürütülmesi, bir önceki blok yürütme sonrasındaki dünya durumuna sıkı bir şekilde bağlıdır, bu nedenle Ethereum'un işlem doğrusal yürütme süreci paralel yürütme optimizasyonu yapmakta zordur.
Ethereum protokolü, işlemlerin sıralı bir şekilde gerçekleştirilmesini öngörmektedir. Sıralı yürütme, işlemlerin ve akıllı sözleşmelerin belirli bir sırayla gerçekleştirilmesini sağlayarak güvenliği garanti etse de, yüksek yük altında ağ tıkanıklığı ve gecikmelere neden olabilir. Bu durum, Ethereum'un performans darboğazları yaşamasının ve Layer2 genişlemesine ihtiyaç duymasının sebeplerindendir.
Yüksek Performanslı Layer1'in Paralel Yolu
Çoğu yüksek performanslı Layer1, Ethereum'un paralel işleme eksikliği temelinde kendi optimizasyon çözümlerini tasarlamaktadır, esas olarak sanal makine ve paralel yürütme iki alana odaklanmaktadır.
Sanal Makine
EVM, 256 bit sanal makine olarak tasarlanmıştır, amacı Ethereum'un hash algoritmalarını daha kolay bir şekilde işlemektir. Ancak, EVM'yi çalıştıran bilgisayarların, akıllı sözleşmeleri yürütmek için 256 bit baytları yerel mimariye haritalaması gerekmektedir, bu da tüm sistemi verimsiz hale getirmektedir. Bu nedenle, yüksek performanslı Layer1'ler daha çok WASM, eBPF bayt kodu veya Move bayt kodu tabanlı sanal makineleri tercih etmektedir, EVM yerine.
WASM, boyutu küçük, hızlı yüklenen, taşınabilir ve sandbox güvenlik mekanizmasına dayalı bir bayt kodu formatıdır. Geliştiriciler, çeşitli programlama dilleri kullanarak akıllı sözleşmeler yazabilir, ardından bunları WASM bayt koduna derleyip çalıştırabilirler. Birçok blok zinciri projesi WASM'ı standart olarak benimsemiştir, Ethereum da gelecekte WASM'ı entegre edecektir.
eBPF, BPF'ten türetilmiştir ve daha zengin bir komut seti sunarak, kaynak kodunu değiştirmeden işletim sistemi çekirdeğine dinamik müdahale edilmesine olanak tanır. Bazı blok zincirlerinde çalışan akıllı sözleşmeler, eBPF tabanlı bytecode'a derlenir ve çalıştırılır.
Move, esneklik, güvenlik ve doğrulanabilirliğe odaklanan yeni bir akıllı sözleşme programlama dilidir. Move, varlıklar ve işlemlerle ilgili güvenlik sorunlarını çözmeyi amaçlamakta, varlıkların ve işlemlerin kesin bir şekilde tanımlanıp kontrol edilmesini sağlamaktadır. Bazı blok zincirleri, akıllı sözleşmeleri yazmak için kendi özel versiyonları olan Move'u kullanmaktadır.
Paralel Yürütme
Blok zincirindeki paralel yürütme, ilgisiz işlemlerin aynı anda işlenmesi anlamına gelir. Paralel yürütmenin ana zorluğu, hangi işlemlerin ilgisiz olduğunu ve hangilerinin bağımsız olduğunu belirlemektir; çoğu yüksek performanslı Layer1, iki yönteme dayanır: durum erişim yöntemi ve iyimser paralel model.
Durum erişim yöntemi, her işlemin hangi bölümünü blok zinciri durumuna erişebileceğini önceden bilmesini gerektirir, böylece hangi işlemlerin bağımsız olduğunu analiz edebiliriz. Bazı blok zincirlerinin programları ( akıllı sözleşmeler ) durumsuzdur ve duruma erişmek veya durumu korumak için hesapların kullanılmasını gerektirir. İşlemler hangi hesapların erişileceğini belirtmelidir, böylece işlem işleme süresi, örtüşmeyen işlemleri eşzamanlı olarak çalıştırabilir ve veri tutarlılığını sağlarken.
Optimistik paralel model, tüm işlemlerin bağımsız olduğunu varsayar, yalnızca bu varsayımı geriye dönük olarak doğrular ve gerektiğinde ayarlamalar yapar. Bazı blok zincirleri, optimistik paralel yürütmeyi uygulamak için blok yazılımı işlem belleği yöntemini kullanır. İşlemler önce belirli bir sıraya yerleştirilir, ardından farklı işleme iş parçaları arasında bölünerek aynı anda yürütülür. Sistem, her işlem değişikliğinin bellek konumunu takip eder, her işlem turundan sonra tüm işlem sonuçlarını kontrol eder; eğer herhangi bir işlem, daha önceki bir işlem değişikliğinin bellek konumuna dokunursa, sonuçları silinir ve yeniden çalıştırılır.
Paralel EVM
Paralel EVM, 2021 yılında önerilmiş olup, aynı anda birden fazla işlemi işleyebilen EVM'yi ifade eder ve mevcut EVM'nin performansını ve verimliliğini artırmayı amaçlar. 2023'ün sonlarında, sektörde paralel EVM'den tekrar bahsedilmesi, paralel yürütme teknolojisini benimseyen EVM uyumlu Layer1'lerin bir dalgasını ateşledi.
Makul bir paralel EVM tanımı üç türü içerir:
Paralel yürütme teknolojisi kullanılmayan EVM uyumlu Layer1’in paralel yürütme yükseltmesi
Paralel yürütme teknolojisi kullanan EVM uyumlu Layer1
Paralel yürütme teknolojisi kullanan EVM uyumlu olmayan Layer1'in EVM uyumlu çözümü
Bazı yeni Emergent Layer1 projeleri, verimliliği artırmak için blok içinde paralel işlem yapmalarına izin veren optimist paralel modelini benimsemektedir. Yeni işlemleri, önceki adımın tamamlanmasından önce yürütmeye başlarlar, girdi/çıktıları takip ederler ve tutarsız işlemleri yeniden yürütürler. Statik kod analizörü, bağımlılıkları tahmin edebilir, geçersiz paralelliği önleyebilir ve belirsizlik durumunda basit moda geri dönebilir.
Diğer projeler ise EVM'yi akıllı sözleşmelerin çalıştırılmasında EVM uyumluluğunu sağlamak için kullanmaktadır. Bu çözüm, EVM opcode'larını belirli bir sanal makinenin opcode'larına sorunsuz bir şekilde dönüştürerek, Solidity projelerinin diğer sanal makinelerin performans ve güvenlik avantajlarından yararlanmasını sağlar ve kodu değiştirmeden bunu gerçekleştirir.
Özet
Blok zincirinin paralel teknolojisi, tekrar tekrar tartışılan bir konu. Şu anda esas olarak iyimser yürütme modelinin modifikasyonu ve taklidi üzerine, somut bir atılım eksik. Gelecekte daha fazla yeni Layer1 projesinin paralel EVM rekabetine katılması ve bazı eski Layer1'lerin de EVM paralel yükseltmesi veya EVM uyumlu çözümleri gerçekleştirmesi bekleniyor.
Yüksek performanslı EVM'nin yanı sıra, blockchain alanında WASM, SVM ve Move VM gibi çok çeşitli teknolojik anlatımların ortaya çıkması, ekosistemin çeşitliliğini teşvik edebilir.
This page may contain third-party content, which is provided for information purposes only (not representations/warranties) and should not be considered as an endorsement of its views by Gate, nor as financial or professional advice. See Disclaimer for details.
Paralel EVM'nin yükselişi: Yüksek performanslı Layer1, Ethereum'un performans darboğazını nasıl aşar
EVM: Ethereum'in temel bileşeni
EVM, Ethereum'un çekirdeğidir, akıllı sözleşmeleri çalıştırmak ve işlemleri işlemekle sorumludur. Bir hesaplama motorudur ve Java sanal makinesi gibi hesaplama ve depolama soyutlaması sağlar. EVM, genellikle Solidity tarafından derlenen kendi bayt kodu talimat setini yürütür.
EVM, yarı Turing tam bir durum makinesidir. "Yarı" ifadesi, tüm yürütme adımlarının sınırlı kaynak olan Gas tüketmesi gerektiğinden, olası bir sonsuz döngünün platformun tamamen durmasına neden olmasını engeller.
EVM'nin zamanlama işlevi yoktur, Ethereum'un yürütme modülü bloktan işlemleri alır, EVM bunları sırayla yürütmekle sorumludur. Yürütme süreci en son dünya durumunu değiştirecektir, bir işlem yürütme tamamlandıktan sonra durum toplama yapılır ve blok tamamlandıktan sonraki en son dünya durumuna ulaşılır. Bir sonraki blokun yürütülmesi, bir önceki blok yürütme sonrasındaki dünya durumuna sıkı bir şekilde bağlıdır, bu nedenle Ethereum'un işlem doğrusal yürütme süreci paralel yürütme optimizasyonu yapmakta zordur.
Ethereum protokolü, işlemlerin sıralı bir şekilde gerçekleştirilmesini öngörmektedir. Sıralı yürütme, işlemlerin ve akıllı sözleşmelerin belirli bir sırayla gerçekleştirilmesini sağlayarak güvenliği garanti etse de, yüksek yük altında ağ tıkanıklığı ve gecikmelere neden olabilir. Bu durum, Ethereum'un performans darboğazları yaşamasının ve Layer2 genişlemesine ihtiyaç duymasının sebeplerindendir.
Yüksek Performanslı Layer1'in Paralel Yolu
Çoğu yüksek performanslı Layer1, Ethereum'un paralel işleme eksikliği temelinde kendi optimizasyon çözümlerini tasarlamaktadır, esas olarak sanal makine ve paralel yürütme iki alana odaklanmaktadır.
Sanal Makine
EVM, 256 bit sanal makine olarak tasarlanmıştır, amacı Ethereum'un hash algoritmalarını daha kolay bir şekilde işlemektir. Ancak, EVM'yi çalıştıran bilgisayarların, akıllı sözleşmeleri yürütmek için 256 bit baytları yerel mimariye haritalaması gerekmektedir, bu da tüm sistemi verimsiz hale getirmektedir. Bu nedenle, yüksek performanslı Layer1'ler daha çok WASM, eBPF bayt kodu veya Move bayt kodu tabanlı sanal makineleri tercih etmektedir, EVM yerine.
WASM, boyutu küçük, hızlı yüklenen, taşınabilir ve sandbox güvenlik mekanizmasına dayalı bir bayt kodu formatıdır. Geliştiriciler, çeşitli programlama dilleri kullanarak akıllı sözleşmeler yazabilir, ardından bunları WASM bayt koduna derleyip çalıştırabilirler. Birçok blok zinciri projesi WASM'ı standart olarak benimsemiştir, Ethereum da gelecekte WASM'ı entegre edecektir.
eBPF, BPF'ten türetilmiştir ve daha zengin bir komut seti sunarak, kaynak kodunu değiştirmeden işletim sistemi çekirdeğine dinamik müdahale edilmesine olanak tanır. Bazı blok zincirlerinde çalışan akıllı sözleşmeler, eBPF tabanlı bytecode'a derlenir ve çalıştırılır.
Move, esneklik, güvenlik ve doğrulanabilirliğe odaklanan yeni bir akıllı sözleşme programlama dilidir. Move, varlıklar ve işlemlerle ilgili güvenlik sorunlarını çözmeyi amaçlamakta, varlıkların ve işlemlerin kesin bir şekilde tanımlanıp kontrol edilmesini sağlamaktadır. Bazı blok zincirleri, akıllı sözleşmeleri yazmak için kendi özel versiyonları olan Move'u kullanmaktadır.
Paralel Yürütme
Blok zincirindeki paralel yürütme, ilgisiz işlemlerin aynı anda işlenmesi anlamına gelir. Paralel yürütmenin ana zorluğu, hangi işlemlerin ilgisiz olduğunu ve hangilerinin bağımsız olduğunu belirlemektir; çoğu yüksek performanslı Layer1, iki yönteme dayanır: durum erişim yöntemi ve iyimser paralel model.
Durum erişim yöntemi, her işlemin hangi bölümünü blok zinciri durumuna erişebileceğini önceden bilmesini gerektirir, böylece hangi işlemlerin bağımsız olduğunu analiz edebiliriz. Bazı blok zincirlerinin programları ( akıllı sözleşmeler ) durumsuzdur ve duruma erişmek veya durumu korumak için hesapların kullanılmasını gerektirir. İşlemler hangi hesapların erişileceğini belirtmelidir, böylece işlem işleme süresi, örtüşmeyen işlemleri eşzamanlı olarak çalıştırabilir ve veri tutarlılığını sağlarken.
Optimistik paralel model, tüm işlemlerin bağımsız olduğunu varsayar, yalnızca bu varsayımı geriye dönük olarak doğrular ve gerektiğinde ayarlamalar yapar. Bazı blok zincirleri, optimistik paralel yürütmeyi uygulamak için blok yazılımı işlem belleği yöntemini kullanır. İşlemler önce belirli bir sıraya yerleştirilir, ardından farklı işleme iş parçaları arasında bölünerek aynı anda yürütülür. Sistem, her işlem değişikliğinin bellek konumunu takip eder, her işlem turundan sonra tüm işlem sonuçlarını kontrol eder; eğer herhangi bir işlem, daha önceki bir işlem değişikliğinin bellek konumuna dokunursa, sonuçları silinir ve yeniden çalıştırılır.
Paralel EVM
Paralel EVM, 2021 yılında önerilmiş olup, aynı anda birden fazla işlemi işleyebilen EVM'yi ifade eder ve mevcut EVM'nin performansını ve verimliliğini artırmayı amaçlar. 2023'ün sonlarında, sektörde paralel EVM'den tekrar bahsedilmesi, paralel yürütme teknolojisini benimseyen EVM uyumlu Layer1'lerin bir dalgasını ateşledi.
Makul bir paralel EVM tanımı üç türü içerir:
Bazı yeni Emergent Layer1 projeleri, verimliliği artırmak için blok içinde paralel işlem yapmalarına izin veren optimist paralel modelini benimsemektedir. Yeni işlemleri, önceki adımın tamamlanmasından önce yürütmeye başlarlar, girdi/çıktıları takip ederler ve tutarsız işlemleri yeniden yürütürler. Statik kod analizörü, bağımlılıkları tahmin edebilir, geçersiz paralelliği önleyebilir ve belirsizlik durumunda basit moda geri dönebilir.
Diğer projeler ise EVM'yi akıllı sözleşmelerin çalıştırılmasında EVM uyumluluğunu sağlamak için kullanmaktadır. Bu çözüm, EVM opcode'larını belirli bir sanal makinenin opcode'larına sorunsuz bir şekilde dönüştürerek, Solidity projelerinin diğer sanal makinelerin performans ve güvenlik avantajlarından yararlanmasını sağlar ve kodu değiştirmeden bunu gerçekleştirir.
Özet
Blok zincirinin paralel teknolojisi, tekrar tekrar tartışılan bir konu. Şu anda esas olarak iyimser yürütme modelinin modifikasyonu ve taklidi üzerine, somut bir atılım eksik. Gelecekte daha fazla yeni Layer1 projesinin paralel EVM rekabetine katılması ve bazı eski Layer1'lerin de EVM paralel yükseltmesi veya EVM uyumlu çözümleri gerçekleştirmesi bekleniyor.
Yüksek performanslı EVM'nin yanı sıra, blockchain alanında WASM, SVM ve Move VM gibi çok çeşitli teknolojik anlatımların ortaya çıkması, ekosistemin çeşitliliğini teşvik edebilir.