Em março deste ano, a rede blockchain L1 escalável Artela lançou o EVM++, uma atualização para a tecnologia de camada de execução EVM de próxima geração. O primeiro “+” em EVM++ representa “Extensibilidade”, que é a escalabilidade alcançada através da tecnologia Aspect. Esta tecnologia oferece suporte aos desenvolvedores para criar programas personalizados on-chain no ambiente WebAssembly (WASM). Esses programas podem ser combinados com o EVM Collaborate para fornecer. extensões específicas de aplicativos personalizadas e de alto desempenho para dApps. O segundo "+" representa "Escalabilidade", o que significa que as capacidades e a eficiência do processamento da rede são bastante melhoradas através da tecnologia de execução paralela e do design flexível do espaço de bloco.

WebAssembly (WASM) é um formato de código binário eficiente que permite desempenho de velocidade de execução quase nativo em navegadores da web e é particularmente adequado para tarefas de computação intensiva, como IA e processamento de big data.

Ontem, Artela lançou um white paper detalhando como melhora a escalabilidade do blockchain desenvolvendo uma pilha de execução paralela e introduzindo espaço de bloco elástico baseado em computação elástica.

A importância do processamento paralelo

Na tradicional Máquina Virtual Ethereum (EVM), todas as operações de contratos inteligentes e transições de estado devem ser consistentes em toda a rede. Isso exige que todos os nós executem as mesmas transações na mesma ordem. Portanto, mesmo que não haja dependência entre determinadas transações, elas devem ser executadas uma após a outra na ordem do bloco, ou seja, processamento serial. Este método não só causa espera desnecessária, mas também é ineficiente.

O processamento paralelo permite que vários processadores ou múltiplos núcleos de computação executem múltiplas tarefas de computação ou processem dados ao mesmo tempo, melhorando significativamente a eficiência do processamento e reduzindo o tempo de execução, especialmente para problemas de computação complexos ou de grande escala que podem ser decompostos em múltiplas tarefas independentes. Parallel EVM é uma extensão ou melhoria da máquina virtual Ethereum tradicional. Ele pode executar vários contratos inteligentes ou chamadas de função de contrato simultaneamente, melhorando significativamente o rendimento e a eficiência de toda a rede. Além disso, pode otimizar a eficiência da execução de thread único. A vantagem mais direta do EVM paralelo é permitir que os aplicativos descentralizados existentes alcancem desempenho no nível da Internet.

Rede Artela e EVM++

Artela é um L1 que melhora a escalabilidade e o desempenho do EVM ao introduzir o EVM++. EVM++ é uma atualização da tecnologia da camada de execução EVM, integrando a flexibilidade do EVM e os recursos de alto desempenho do WASM. Esta máquina virtual aprimorada suporta processamento paralelo e armazenamento eficiente, permitindo que aplicativos mais complexos e que exigem desempenho sejam executados no Artela. EVM++ não apenas suporta contratos inteligentes tradicionais, mas também pode adicionar e executar dinamicamente módulos de alto desempenho na cadeia, como agentes de IA. Esses agentes podem ser executados de forma independente como coprocessadores na cadeia ou participar diretamente de jogos na cadeia. criando NPC verdadeiramente programável.

Artela executa o projeto em paralelo para garantir que o poder de computação dos nós da rede possa ser expandido de forma flexível com base na demanda. Além disso, o nó validador suporta expansão horizontal e a rede pode ajustar automaticamente o tamanho do nó de computação de acordo com a carga ou demanda atual. Este processo de expansão é coordenado pelo protocolo elástico para garantir recursos computacionais suficientes na rede de consenso. Garanta a escalabilidade do poder de computação do nó da rede por meio da computação elástica e, em última análise, obtenha espaço de bloco elástico, permitindo que grandes dApps solicitem espaço de bloco independente de acordo com necessidades específicas. Isso não apenas atende à necessidade de expandir o espaço de bloco público, mas também garante o desempenho. de grandes aplicações e estabilidade.

Explicação detalhada da arquitetura de execução paralela da Artela

1. Execução Preditiva Otimista

A execução preditiva otimista é uma das principais tecnologias da Artela e um de seus recursos que a distingue de outros EVMs paralelos, como Sei e Monad. A execução otimista refere-se a uma estratégia de execução paralela que assume que não há conflitos entre as transações no estado inicial. Nesse mecanismo, cada transação mantém uma versão privada do estado, registrando as modificações, mas não as finalizando imediatamente. Após a execução da transação, é realizada uma fase de verificação para verificar se há conflitos com mudanças de estado global causadas por outras transações paralelas no mesmo período. Assim que um conflito for detectado, a transação será executada novamente. Previsibilidade refere-se à análise de dados históricos de transações por meio de um modelo específico de IA para prever as dependências entre as próximas transações, ou seja, quais transações podem acessar os mesmos dados, e agrupar as transações de acordo para organizar sua ordem de execução, reduzindo assim conflitos de execução e execuções duplicadas. Em contraste, em termos de previsão, Sei depende de arquivos com dependências de transação definidas antecipadamente pelos desenvolvedores, enquanto Monad usa análise estática em nível de compilador para gerar arquivos com dependências de transação. Nenhum dos dois possui equivalência de EVM e ambos não possuem os recursos adaptativos do Artela. Modelo de previsão dinâmica baseado em IA.

2. Tecnologia de pré-carregamento assíncrono (Pré-carregamento assíncrono)

A tecnologia de pré-carregamento assíncrono tem o compromisso de resolver os gargalos de entrada e saída (I/O) causados ​​pelo acesso de estado, com o objetivo de aumentar a velocidade de acesso aos dados e reduzir o tempo de espera durante a execução da transação. Artela pré-carrega os dados de estado necessários do armazenamento lento (como disco rígido) para o armazenamento rápido (como memória) com base em modelos preditivos antes que a transação seja executada. Reduza o tempo de espera de E/S durante a execução carregando os dados necessários antecipadamente. Quando os dados são carregados e armazenados em cache antecipadamente, vários processadores ou threads de execução podem acessar os dados simultaneamente, aumentando ainda mais o paralelismo de execução.

3. Armazenamento paralelo

Com a introdução da tecnologia de execução paralela, embora o processamento de transações possa ser paralelizado, se a velocidade de leitura, gravação e atualização de dados não puder ser melhorada simultaneamente, isso se tornará um fator chave que limita o desempenho geral do sistema, de modo que o gargalo do sistema muda gradualmente para o armazenamento nível. Soluções como MonadDB e SeiDB começaram a se concentrar na otimização do nível de armazenamento. Artela utiliza e integra uma variedade de tecnologias de processamento de dados tradicionais maduras para desenvolver armazenamento paralelo, melhorando ainda mais a eficiência do processamento paralelo.

O sistema de armazenamento paralelo é projetado principalmente para resolver dois problemas principais: um é obter processamento paralelo de armazenamento e o outro é melhorar a capacidade de registrar com eficiência o status dos dados no banco de dados. Durante o processo de armazenamento de dados, problemas comuns incluem expansão de dados durante a gravação de dados e aumento da pressão de processamento do banco de dados. Para lidar eficazmente com esses problemas, a Artela adota a estratégia de separação entre Compromisso Estatal (SC) e Armazenamento Estatal (SS). Esta estratégia divide as tarefas de armazenamento em duas partes: uma parte é responsável por operações de processamento rápidas e não retém estruturas de dados complexas, poupando assim espaço e reduzindo a duplicação de dados; a outra parte é responsável por registar todas as informações detalhadas dos dados; Além disso, para não afetar o desempenho ao processar grandes quantidades de dados, a Artela adota um método de mesclar pequenos pedaços de dados em grandes pedaços, reduzindo a complexidade do salvamento de dados.

4. Espaço de Bloco Elástico (EBS)

O Elastic Block Space (EBS) da Artela foi projetado com base no conceito de computação elástica e pode ajustar automaticamente o número de transações acomodadas em um bloco com base no congestionamento da rede.

A computação elástica é um modelo de serviço de computação em nuvem que permite ao sistema ajustar automaticamente a configuração dos recursos de computação para se adaptar às mudanças nos requisitos de carga. O objetivo principal é otimizar a eficiência do uso de recursos e garantir que o poder de computação adicional seja fornecido rapidamente quando a demanda aumentar.

O EBS ajusta dinamicamente os recursos de bloco de acordo com as necessidades específicas dos dApps e fornece espaço de bloco de expansão independente para dApps com alta demanda, com o objetivo de resolver o problema de requisitos de desempenho de blockchain significativamente diferentes para diferentes aplicações. A principal vantagem do EBS é o “desempenho previsível”, ou seja, a capacidade de fornecer TPS previsível para dApps. Portanto, dApps com espaços de bloco independentes receberão TPS estável, independentemente de o espaço de bloco público estar lotado ou não. Além disso, se o contrato escrito pelo dApp suportar paralelismo, ele poderá atingir ainda mais TPS. Pode-se dizer que o EBS oferece um ambiente mais estável em comparação com plataformas blockchain tradicionais como Ethereum e Solana. Essas plataformas tradicionais geralmente levam à degradação do desempenho do dApp quando a rede está congestionada, como durante o boom de inscrições ou durante o pico da atividade DeFi. Artela resolve efetivamente esses problemas por meio de gerenciamento de recursos personalizado e otimizado.

Em resumo, Artela alcança desempenho de rede altamente escalável e previsível por meio de pilhas de execução paralelas e espaço de bloco elástico. Essa arquitetura de execução paralela usa modelos de IA para prever com precisão as dependências das transações, reduzindo conflitos e execuções duplicadas. Além disso, grandes aplicações podem ter capacidades e recursos de processamento dedicados conforme necessário, garantindo desempenho estável mesmo sob altas cargas de rede. Isso permite que a rede Artela suporte cenários de aplicação mais complexos, como processamento de big data em tempo real e transações financeiras complexas.