En marzo de este año, la red blockchain escalable L1 Artela lanzó EVM++, una actualización a la tecnología de capa de ejecución EVM de próxima generación. El primer "+" en EVM++ representa "Extensibilidad", que es la escalabilidad lograda a través de la tecnología Aspect. Esta tecnología ayuda a los desarrolladores a crear programas personalizados en cadena en el entorno WebAssembly (WASM). Estos programas se pueden combinar con EVM Collaborate para proporcionar. Extensiones específicas de aplicaciones personalizadas y de alto rendimiento para dApps. El segundo "+" representa "Escalabilidad", lo que significa que la capacidad de procesamiento y la eficiencia de la red mejoran enormemente mediante la tecnología de ejecución paralela y el diseño de espacio de bloques flexible.

WebAssembly (WASM) es un formato de código binario eficiente que permite un rendimiento de velocidad de ejecución casi nativa en navegadores web y es particularmente adecuado para tareas informáticas intensivas como la inteligencia artificial y el procesamiento de big data.

Ayer, Artela publicó un documento técnico que detalla cómo mejora la escalabilidad de blockchain mediante el desarrollo de una pila de ejecución paralela y la introducción de un espacio de bloque elástico basado en computación elástica.

La importancia del procesamiento paralelo

En la máquina virtual Ethereum (EVM) tradicional, todas las operaciones de contratos inteligentes y las transiciones de estado deben ser consistentes en toda la red. Esto requiere que todos los nodos ejecuten las mismas transacciones en el mismo orden. Por lo tanto, incluso si en realidad no existe dependencia entre ciertas transacciones, deben ejecutarse una tras otra en el orden del bloque, es decir, procesamiento en serie. Este método no sólo provoca esperas innecesarias, sino que también es ineficaz.

El procesamiento paralelo permite que múltiples procesadores o múltiples núcleos informáticos realicen múltiples tareas informáticas o procesen datos al mismo tiempo, lo que mejora significativamente la eficiencia del procesamiento y acorta el tiempo de ejecución, especialmente para problemas informáticos complejos o de gran escala que pueden descomponerse en múltiples tareas independientes. Parallel EVM es una extensión o mejora de la máquina virtual Ethereum tradicional. Puede ejecutar múltiples contratos inteligentes o llamadas a funciones de contrato simultáneamente, lo que mejora significativamente el rendimiento y la eficiencia de toda la red. Además, puede optimizar la eficiencia de la ejecución de un solo subproceso. La ventaja más directa de EVM paralelo es permitir que las aplicaciones descentralizadas existentes alcancen un rendimiento a nivel de Internet.

Red Artela y EVM++

Artela es una L1 que mejora la escalabilidad y el rendimiento de EVM al introducir EVM++. EVM++ es una actualización de la tecnología de la capa de ejecución de EVM, que integra la flexibilidad de EVM y las características de alto rendimiento de WASM. Esta máquina virtual mejorada admite procesamiento paralelo y almacenamiento eficiente, lo que permite ejecutar aplicaciones más complejas y que exigen rendimiento en Artela. EVM ++ no solo admite contratos inteligentes tradicionales, sino que también puede agregar y ejecutar dinámicamente módulos de alto rendimiento en la cadena, como agentes de inteligencia artificial. Estos agentes pueden ejecutarse de forma independiente como coprocesadores en la cadena o participar directamente en juegos en la cadena. creando NPC verdaderamente programables.

Artela ejecuta el diseño en paralelo para garantizar que la potencia informática de los nodos de la red pueda ampliarse de manera flexible según la demanda. Además, el nodo de validación admite la expansión horizontal y la red puede ajustar automáticamente el tamaño del nodo informático de acuerdo con la carga o demanda actual. Este proceso de expansión está coordinado por el protocolo elástico para garantizar suficientes recursos informáticos en la red de consenso. Garantice la escalabilidad de la potencia informática de los nodos de red a través de la computación elástica y, en última instancia, logre un espacio de bloque elástico, lo que permitirá que las dApps grandes soliciten espacio de bloque independiente de acuerdo con necesidades específicas. Esto no solo satisface la necesidad de expandir el espacio de bloque público, sino que también garantiza el rendimiento. de grandes aplicaciones y estabilidad.

Explicación detallada de la arquitectura de ejecución paralela de Artela.

1. Ejecución optimista predictiva

La ejecución predictiva optimista es una de las tecnologías centrales de Artela y una de sus características que la distingue de otros EVM paralelos como Sei y Monad. La ejecución optimista se refiere a una estrategia de ejecución paralela que supone que no hay conflictos entre transacciones en el estado inicial. En este mecanismo, cada transacción mantiene una versión privada del estado, registrando las modificaciones pero no finalizándolas inmediatamente. Una vez ejecutada la transacción, se realiza una fase de verificación para verificar si existen conflictos con los cambios de estado global causados ​​por otras transacciones paralelas en el mismo período. Una vez que se detecta un conflicto, la transacción se vuelve a ejecutar. La previsibilidad se refiere al análisis de datos históricos de transacciones a través de un modelo de IA específico para predecir las dependencias entre las próximas transacciones, es decir, qué transacciones pueden acceder a los mismos datos, y agrupar las transacciones en consecuencia para organizar su orden de ejecución, reduciendo así los conflictos de ejecución y las ejecuciones duplicadas. Por el contrario, en términos de predicción, Sei se basa en archivos con dependencias de transacciones definidas de antemano por los desarrolladores, mientras que Monad utiliza análisis estático a nivel de compilador para generar archivos con dependencias de transacciones. Ninguno de los dos tiene equivalencia EVM y ambos carecen de las capacidades adaptativas de Artela. Modelo de predicción dinámica basado en IA.

2. Tecnología de precarga asíncrona (precarga asíncrona)

La tecnología de precarga asincrónica está comprometida a resolver los cuellos de botella de entrada y salida (E/S) causados ​​por el acceso al estado, con el propósito de aumentar la velocidad de acceso a los datos y reducir el tiempo de espera durante la ejecución de la transacción. Artela precarga los datos de estado requeridos desde el almacenamiento lento (como el disco duro) al almacenamiento rápido (como la memoria) basándose en modelos predictivos antes de que se ejecute la transacción. Reduzca el tiempo de espera de E/S durante la ejecución cargando los datos necesarios por adelantado. Cuando los datos se cargan y almacenan en caché por adelantado, varios procesadores o subprocesos de ejecución pueden acceder a los datos simultáneamente, lo que aumenta aún más el paralelismo de ejecución.

3. Almacenamiento paralelo

Con la introducción de la tecnología de ejecución paralela, aunque el procesamiento de transacciones se puede paralelizar, si la velocidad de lectura, escritura y actualización de datos no se puede mejorar simultáneamente, se convertirá en un factor clave que limitará el rendimiento general del sistema, por lo que el cuello de botella del sistema se trasladará gradualmente al almacenamiento. nivel. Soluciones como MonadDB y SeiDB han comenzado a centrarse en la optimización a nivel de almacenamiento. Artela aprovecha e integra una variedad de tecnologías de procesamiento de datos tradicionales maduras para desarrollar el almacenamiento paralelo, mejorando aún más la eficiencia del procesamiento paralelo.

El sistema de almacenamiento paralelo está diseñado principalmente para abordar dos problemas principales: uno es lograr el procesamiento paralelo del almacenamiento y el otro es mejorar la capacidad de registrar de manera eficiente el estado de los datos en la base de datos. Durante el proceso de almacenamiento de datos, los problemas comunes incluyen la expansión de los datos durante la escritura y el aumento de la presión del procesamiento de la base de datos. Para abordar eficazmente estos problemas, Artela adopta la estrategia de separación de Compromiso del Estado (SC) y Almacenamiento del Estado (SS). Esta estrategia divide las tareas de almacenamiento en dos partes: una parte es responsable de las operaciones de procesamiento rápido y no retiene estructuras de datos complejas, ahorrando así espacio y reduciendo la duplicación de datos; la otra parte es responsable de registrar toda la información de datos detallada. Además, para no afectar el rendimiento al procesar grandes cantidades de datos, Artela adopta un método de fusionar pequeños fragmentos de datos en grandes, lo que reduce la complejidad del almacenamiento de datos.

4. Espacio de bloque elástico (EBS)

Elastic Block Space (EBS) de Artela está diseñado en base al concepto de computación elástica y puede ajustar automáticamente la cantidad de transacciones alojadas en un bloque en función de la congestión de la red.

La computación elástica es un modelo de servicio de computación en la nube que permite que el sistema ajuste automáticamente la configuración de los recursos informáticos para adaptarse a los requisitos de carga cambiantes. El objetivo principal es optimizar la eficiencia del uso de los recursos y garantizar que se proporcione rápidamente potencia informática adicional cuando aumenta la demanda.

EBS ajusta dinámicamente los recursos de bloque de acuerdo con las necesidades específicas de las dApps y proporciona espacio de bloques de expansión independiente para dApps con alta demanda, con el objetivo de resolver el problema de los requisitos de rendimiento de blockchain significativamente diferentes para diferentes aplicaciones. La principal ventaja de EBS es el "rendimiento predecible", es decir, la capacidad de proporcionar TPS predecible para dApps. Por lo tanto, las dApps con espacios de bloque independientes recibirán TPS estable independientemente de si el espacio de bloque público está lleno o no. Además, si el contrato escrito por la dApp admite el paralelismo, puede lograr un TPS más alto. Se puede decir que EBS proporciona un entorno más estable en comparación con las plataformas blockchain tradicionales como Ethereum y Solana. Estas plataformas tradicionales a menudo hacen que el rendimiento de las dApps se degrade cuando la red está congestionada, como durante el auge de Inscription o durante el pico de actividad de DeFi. Artela resuelve eficazmente estos problemas mediante una gestión de recursos personalizada y optimizada.

En resumen, Artela logra un rendimiento de red altamente escalable y predecible a través de pilas de ejecución paralela y espacio de bloques elástico. Esta arquitectura de ejecución paralela utiliza modelos de IA para predecir con precisión las dependencias de las transacciones, lo que reduce los conflictos y las ejecuciones duplicadas. Además, las aplicaciones grandes pueden tener capacidades y recursos de procesamiento dedicados según sea necesario, lo que garantiza un rendimiento estable incluso bajo cargas de red elevadas. Esto permite que la red Artela admita escenarios de aplicaciones más complejos, como el procesamiento de big data en tiempo real y transacciones financieras complejas.