Laporan Penelitian Kedalaman Komputasi Paralel Web3: Jalur Utama untuk Skala Asli

I. Pendahuluan: Skalabilitas adalah isu abadi, paralelisme adalah medan perang ultimate

Sejak lahir, sistem blockchain telah menghadapi masalah inti perluasan. Kapasitas pemrosesan transaksi Bitcoin dan Ethereum terbatas, sulit untuk memenuhi kebutuhan aplikasi berskala besar. Ini bukan masalah yang dapat diselesaikan hanya dengan menambah perangkat keras, tetapi dibatasi oleh "segitiga tidak mungkin" dalam desain dasar blockchain.

Dalam sepuluh tahun terakhir, industri telah mencoba berbagai solusi untuk meningkatkan kapasitas, mulai dari peningkatan kapasitas di blockchain hingga Layer 2, dan kemudian ke blockchain modular. Rollup menjadi solusi utama saat ini, tetapi masih belum mencapai batas kemampuan sebenarnya dari satu rantai.

Perhitungan paralel dalam rantai semakin menjadi terobosan baru. Ini mencoba membangun kembali mesin eksekusi, mengupgrade blockchain dari mode satu utas menjadi sistem dengan tingkat konkuren yang tinggi. Ini tidak hanya dapat membawa peningkatan throughput ratusan kali lipat, tetapi juga dapat menjadi kunci untuk ledakan aplikasi kontrak pintar.

Penghitungan paralel semakin menjadi faktor penentu dalam persaingan generasi baru Layer 1. Ini bukan hanya tentang pengoptimalan kinerja, tetapi juga merupakan pertarungan paradigma. Platform eksekusi kedaulatan Web3 di masa depan, kemungkinan besar akan lahir dari pertarungan paralel di dalam rantai ini.

Dua, Panorama Paradigma Ekspansi: Lima Jenis Rute, Masing-Masing Memiliki Fokus

Skalabilitas sebagai topik inti dalam evolusi teknologi rantai publik, telah melahirkan berbagai jalur teknologi. Utamanya dibagi menjadi lima jalur besar:

1. Ekspansi di blockchain: langsung meningkatkan ukuran blok, memperpendek waktu pembuatan blok, dll. Sederhana dan mudah dilakukan tetapi mudah mencapai batasan sentralisasi.

2. Skalabilitas Off-Chain: seperti saluran status, sidechain. Memindahkan transaksi ke luar rantai, hanya menyelesaikannya di rantai utama. Dapat meningkatkan throughput secara signifikan tetapi ada masalah keamanan.

3. Layer 2 Rollup: Eksekusi di luar rantai, verifikasi di dalam rantai. Solusi skalabilitas yang paling utama saat ini, menyeimbangkan kinerja dan keamanan.

4. Blockchain Modular: Memisahkan fungsi eksekusi, konsensus, dan ketersediaan data. Fleksibel untuk dikombinasikan tetapi meningkatkan kompleksitas.

5. Perhitungan paralel dalam rantai: Membangun kembali mesin eksekusi, untuk mewujudkan pemrosesan transaksi secara bersamaan dalam rantai. Dapat secara signifikan meningkatkan kinerja rantai tunggal tetapi dengan tingkat kesulitan teknis yang tinggi.

Jalur-jalur ini mencerminkan trade-off antara kinerja, keamanan, dan kompleksitas dalam blockchain. Setiap solusi memiliki kelebihan dan kekurangan serta skenario penggunaannya, yang bersama-sama membentuk gambaran keseluruhan dari peningkatan paradigma komputasi Web3.

Tiga, Peta Klasifikasi Perhitungan Paralel: Lima Jalur dari Akun ke Instruksi

Teknologi komputasi paralel dapat dibagi menjadi lima tingkatan:

1. Paralel tingkat akun: dengan Solana sebagai perwakilan, menentukan konflik transaksi berdasarkan model akun. Cocok untuk DeFi dan skenario yang dapat diprediksi, tetapi dukungan untuk kontrak yang kompleks terbatas.

2. Paralel tingkat objek: seperti Aptos dan Sui, memperkenalkan abstraksi sumber daya dan modul. Lebih halus, lebih umum, tetapi memiliki ambang pengembangan yang lebih tinggi.

3. Paralelisme tingkat transaksi: Seperti Monad, Sei, membangun grafik ketergantungan di sekitar seluruh transaksi. Dapat memaksimalkan eksploitasi paralelisme, tetapi penjadwalan menjadi kompleks.

4. Paralelisme tingkat mesin virtual: seperti MegaETH, mendukung eksekusi multithreading di lapisan VM. Dapat kompatibel dengan ekosistem EVM yang ada, tetapi tingkat kesulitan modifikasi tinggi.

5. Paralelisme tingkat instruksi: seperti FuelVM, mengimplementasikan pengurutan ulang tingkat instruksi. Secara teori dapat mencapai tingkat paralelisme tertinggi, tetapi masih dalam tahap eksplorasi.

Lima kategori jalur ini dari kekasaran hingga ketelitian, mencerminkan penyempurnaan logika paralel yang terus menerus, dan juga mencerminkan peningkatan kompleksitas sistem. Mereka menandakan pergeseran model komputasi blockchain menuju lingkungan eksekusi terdistribusi berkinerja tinggi.

Empat, Dua Jalur Utama yang Dijelaskan Secara Mendalam: Monad vs MegaETH

Dua jalur yang paling diperhatikan saat ini di bidang komputasi paralel adalah Monad dan MegaETH.

Monad mengadopsi jalur "rekonstruktivisme", terinspirasi oleh teknologi basis data modern, dan sepenuhnya mendefinisikan ulang mesin eksekusi blockchain. Intinya adalah kontrol konkurensi optimis, penjadwalan DAG transaksi, dan mekanisme lainnya, dengan tujuan mencapai kinerja tingkat juta TPS. Monad mempertahankan kompatibilitas dengan Solidity, tetapi telah sepenuhnya dibangun ulang di tingkat dasar, mewakili jalur teknologi untuk mengejar kinerja ekstrem.

MegaETH mengadopsi jalur "kompatibilitas", memperkenalkan kemampuan paralel di atas dasar EVM yang ada. Ini meningkatkan kinerja melalui penjadwalan multithread, eksekusi asinkron, dan mekanisme lainnya, sambil sepenuhnya mempertahankan semantik EVM. Cara ini lebih mudah diterima oleh ekosistem Ethereum, mewakili jalur teknis untuk optimasi bertahap.

Keduanya memiliki keunggulan masing-masing: Monad lebih cocok untuk membangun sistem baru yang berkinerja tinggi, sementara MegaETH lebih sesuai untuk meningkatkan proyek yang sudah ada dengan lancar. Mereka mewakili perbedaan kompromi antara "rekayasa ulang" dan "kompatibilitas" dalam komputasi paralel, serta mencerminkan strategi ekosistem yang berbeda.

Lima, Peluang dan Tantangan Masa Depan Komputasi Paralel

Kalkulasi paralel membawa peluang besar bagi Web3:

1. Melampaui batasan aplikasi, mendukung interaksi frekuensi tinggi seperti permainan berbasis blockchain, AI Agent dan skenario baru lainnya.

2. Membangun kembali paradigma pengembangan, melahirkan generasi baru alat dan kerangka kerja yang ramah paralel.

3. Menggabungkan dengan blockchain modular, membangun lapisan eksekusi yang dapat disusun dengan kinerja tinggi.

Tetapi pada saat yang sama juga menghadapi banyak tantangan:

1. Tantangan teknis: seperti jaminan konsistensi status, penanganan konflik, dll.

2. Migrasi Ekosistem: Apakah pengembang bersedia menerima ketidakpastian adanya paradigma baru.

3. Model Keamanan: Permukaan serangan baru dalam lingkungan multithreading perlu diatasi.

Masa depan komputasi paralel bukan hanya masalah teknologi, tetapi juga tantangan desain ekologi. Ini dapat mendefinisikan ulang esensi blockchain, beralih dari komputer penyelesaian menjadi koordinator status waktu nyata.

Enam, Kesimpulan: Apakah komputasi paralel adalah jalur terbaik untuk ekspansi asli Web3?

Meskipun sulit untuk diimplementasikan, komputasi paralel mungkin adalah jalur skalabilitas yang paling mendekati esensi blockchain. Ini secara fundamental membangun kembali model eksekusi sambil mempertahankan atomisitas dan determinisme rantai. Cara skalabilitas yang "berasal dari rantai" ini menyediakan ruang kinerja yang berkelanjutan untuk aplikasi kompleks di masa depan.

Perhitungan paralel merekonstruksi "jiwa rantai". Ini mungkin bukan jalan pintas yang memberikan hasil cepat, tetapi kemungkinan adalah satu-satunya jalur yang benar dan berkelanjutan dalam evolusi jangka panjang Web3. Kita sedang menyaksikan transisi arsitektur yang mirip dari satu inti ke multi-inti, bentuk awal dari sistem operasi asli Web3 mungkin tersembunyi di dalam eksperimen paralel di dalam rantai ini.