У березні цього року масштабована блокчейн-мережа L1 Artela запустила EVM++, оновлену технологію рівня виконання EVM наступного покоління. Перший «+» у EVM++ означає «розширюваність», яка досягається за допомогою технології Aspect. Ця технологія підтримує розробників у створенні власних програм у середовищі WebAssembly (WASM). Ці програми можна поєднувати з EVM Collaborate високопродуктивні налаштовані розширення для конкретних програм для dApps. Другий «+» означає «масштабованість», що означає, що можливості обробки та ефективність мережі значно покращені завдяки технології паралельного виконання та гнучкому дизайну блокового простору.

WebAssembly (WASM) — це ефективний формат двійкового коду, який забезпечує майже рідну швидкість виконання у веб-браузерах і особливо підходить для інтенсивних обчислювальних завдань, таких як ШІ та обробка великих даних.

Вчора Artela випустила технічну документацію, в якій детально описано, як вона покращує масштабованість блокчейну шляхом розробки стека паралельного виконання та впровадження еластичного блокового простору на основі еластичних обчислень.

Важливість паралельної обробки

У традиційній віртуальній машині Ethereum (EVM) усі операції смарт-контрактів і зміни станів мають бути узгодженими по всій мережі. Це вимагає від усіх вузлів виконувати однакові транзакції в однаковому порядку. Тому, навіть якщо між певними транзакціями фактично немає залежності, вони повинні виконуватися одна за одною в порядку блоку, тобто послідовна обробка. Цей метод не тільки викликає непотрібне очікування, але й є неефективним.

Паралельна обробка дозволяє декільком процесорам або обчислювальним ядрам виконувати кілька обчислювальних завдань або обробляти дані одночасно, значно підвищуючи ефективність обробки та скорочуючи час виконання, особливо для складних або великомасштабних обчислювальних завдань, які можна розкласти на кілька незалежних завдань. Паралельний EVM є розширенням або вдосконаленням традиційної віртуальної машини Ethereum. Він може виконувати кілька смарт-контрактів або викликів контрактних функцій одночасно, значно покращуючи пропускну здатність і ефективність усієї мережі. Крім того, він може оптимізувати ефективність однопотокового виконання. Безпосередня перевага паралельної EVM полягає в тому, щоб існуючі децентралізовані програми могли досягти продуктивності на рівні Інтернету.

Мережа Artela та EVM++

Artela — це L1, який покращує масштабованість і продуктивність EVM за допомогою впровадження EVM++. EVM++ — це оновлення технології рівня виконання EVM, що поєднує гнучкість EVM і високопродуктивні функції WASM. Ця покращена віртуальна машина підтримує паралельну обробку та ефективне зберігання, що дозволяє працювати на Artela з більш складними та вимогливими до продуктивності додатками. EVM++ не тільки підтримує традиційні смарт-контракти, але також може динамічно додавати та запускати високопродуктивні модулі в ланцюжку, такі як агенти ШІ. Ці агенти можуть працювати незалежно як співпроцесори в ланцюжку або безпосередньо брати участь в іграх в ланцюжку. створення справді програмованого NPC.

Artela виконує проект паралельно, щоб забезпечити можливість гнучкого розширення обчислювальної потужності мережевих вузлів залежно від потреби. Крім того, вузол перевірки підтримує горизонтальне розширення, і мережа може автоматично регулювати розмір обчислювального вузла відповідно до поточного навантаження або потреби. Цей процес розширення координується еластичним протоколом для забезпечення достатніх обчислювальних ресурсів у консенсусній мережі. Забезпечте масштабованість обчислювальної потужності мережевого вузла за допомогою еластичних обчислень і, зрештою, досягніть еластичного блокового простору, дозволяючи великим dApps подавати заявки на незалежний блоковий простір відповідно до конкретних потреб. Це не тільки відповідає потребам у розширенні публічного блокового простору, але й забезпечує продуктивність великих програм і стабільності.

Детальне пояснення архітектури паралельного виконання Artela

1. Прогнозне оптимістичне виконання

Прогнозне оптимістичне виконання є однією з основних технологій Artela та однією з її особливостей, яка відрізняє її від інших паралельних EVM, таких як Sei та Monad. Оптимістичне виконання відноситься до стратегії паралельного виконання, яка передбачає відсутність конфліктів між транзакціями в початковому стані. У цьому механізмі кожна транзакція підтримує приватну версію стану, записуючи зміни, але не завершуючи їх негайно. Після виконання транзакції виконується фаза перевірки, щоб перевірити, чи існують конфлікти з глобальними змінами стану, спричинені іншими паралельними транзакціями за той самий період. Після виявлення конфлікту транзакція виконується повторно. Передбачуваність стосується аналізу історичних даних транзакцій за допомогою конкретної моделі штучного інтелекту для передбачення залежностей між майбутніми транзакціями, тобто того, які транзакції можуть отримати доступ до тих самих даних, і відповідно групування транзакцій для впорядкування їхнього порядку виконання, тим самим зменшуючи конфлікти виконання та повторювані виконання. Навпаки, з точки зору прогнозування, Sei покладається на файли із залежностями транзакцій, визначеними заздалегідь розробниками, тоді як Monad використовує статичний аналіз на рівні компілятора для створення файлів із залежностями транзакцій, і в обох немає адаптивних можливостей Artela Модель динамічного прогнозування на основі ШІ.

2. Технологія асинхронного попереднього завантаження (Async Preloading)

Технологія асинхронного попереднього завантаження спрямована на вирішення вузьких місць введення та виведення (I/O), спричинених доступом до стану, з метою збільшення швидкості доступу до даних і скорочення часу очікування під час виконання транзакції. Artela попередньо завантажує необхідні дані про стан із повільної пам’яті (наприклад, жорсткого диска) у швидку (наприклад, пам’ять) на основі прогнозних моделей перед виконанням транзакції. Скоротіть час очікування вводу/виводу під час виконання, завантажуючи необхідні дані заздалегідь. Коли дані завантажуються та кешуються заздалегідь, декілька процесорів або потоків виконання можуть отримувати доступ до даних одночасно, ще більше збільшуючи паралелізм виконання.

3. Паралельне зберігання

З впровадженням технології паралельного виконання, хоча обробку транзакцій можна паралелізувати, якщо швидкість читання, запису та оновлення даних не можна покращити одночасно, це стане ключовим фактором, що обмежує загальну продуктивність системи, тому вузьке місце системи поступово переходить до сховища рівень. Такі рішення, як MonadDB і SeiDB, почали зосереджуватися на оптимізації рівня зберігання. Artela використовує та інтегрує різноманітні зрілі традиційні технології обробки даних для розробки паралельного зберігання, що ще більше підвищує ефективність паралельної обробки.

Система паралельного зберігання в основному розроблена для вирішення двох основних проблем: одна полягає в досягненні паралельної обробки зберігання, а інша полягає в покращенні здатності ефективного запису статусу даних у базу даних. Під час процесу зберігання даних загальні проблеми включають розширення даних під час запису даних і підвищений тиск обробки бази даних. Для ефективного вирішення цих проблем Artela приймає стратегію поділу на державне зобов’язання (SC) і державне зберігання (SS). Ця стратегія розділяє завдання зберігання на дві частини: одна частина відповідає за швидку обробку операцій і не зберігає складні структури даних, що економить простір і зменшує дублювання даних; інша частина відповідає за запис усієї детальної інформації даних. Крім того, щоб не впливати на продуктивність під час обробки великих обсягів даних, Artela використовує метод об’єднання невеликих фрагментів даних у великі, зменшуючи складність збереження даних.

4. Еластичний блоковий простір (EBS)

Elastic Block Space (EBS) від Artela розроблено на основі концепції еластичних обчислень і може автоматично регулювати кількість транзакцій, розміщених у блоці, залежно від перевантаженості мережі.

Еластичні обчислення — це модель хмарних обчислень, яка дозволяє системі автоматично регулювати конфігурацію обчислювальних ресурсів для адаптації до мінливих вимог до навантаження. Основна мета — оптимізувати ефективність використання ресурсів і забезпечити швидке надання додаткової обчислювальної потужності, коли попит зростає.

EBS динамічно налаштовує ресурси блоків відповідно до конкретних потреб dApps і надає незалежний блоковий простір розширення для dApps з високим попитом, щоб вирішити проблему суттєво відмінних вимог до продуктивності блокчейну для різних програм. Основною перевагою EBS є «передбачувана продуктивність», тобто можливість забезпечити передбачуваний TPS для dApps. Тому dApps із незалежними блоковими просторами отримають стабільний TPS незалежно від того, переповнений публічний блоковий простір чи ні. Крім того, якщо контракт, написаний dApp, підтримує паралелізм, він може додатково досягти вищого TPS. Можна сказати, що EBS забезпечує більш стабільне середовище порівняно з традиційними блокчейн-платформами, такими як Ethereum і Solana. Ці традиційні платформи часто призводять до зниження продуктивності dApp, коли мережа перевантажена, наприклад, під час буму Inscription або під час пікової активності DeFi. Artela ефективно вирішує такі проблеми за допомогою індивідуального та оптимізованого керування ресурсами.

Підводячи підсумок, Artela досягає високомасштабованої та передбачуваної продуктивності мережі завдяки стекам паралельного виконання та еластичному блоковому простору. Ця архітектура паралельного виконання використовує моделі AI для точного прогнозування залежностей транзакцій, зменшуючи конфлікти та повторювані виконання. Крім того, великі додатки можуть мати виділені можливості обробки та ресурси за потреби, забезпечуючи стабільну роботу навіть за високих навантажень мережі. Це дозволяє мережі Artela підтримувати більш складні сценарії застосування, такі як обробка великих даних у реальному часі та складні фінансові транзакції.