خريطة بانورامية لمجال الحوسبة المتوازية Web3: هل هي أفضل حل للتوسع الأصلي؟
"مثلث المستحيل" في blockchain (Blockchain Trilemma) "الأمان"، "اللامركزية"، "القابلية للتوسع" يكشف عن التوازن الجوهري في تصميم أنظمة blockchain، مما يعني أنه من الصعب على مشاريع blockchain تحقيق "أقصى أمان، مشاركة للجميع، معالجة سريعة" في نفس الوقت. بالنسبة لموضوع "القابلية للتوسع"، فإن الحلول الرائجة في السوق حاليًا لتوسيع blockchain تصنف حسب الأنماط، بما في ذلك:
تنفيذ توسيع معزز: تحسين القدرة التنفيذية في الموقع، مثل التوازي، GPU، تعدد النواة
توسيع العزل الحالة: تقسيم أفقي للحالة / شارد، مثل التجزئة، UTXO، شبكات فرعية متعددة
توسيع نوع التعهيد خارج السلسلة: نقل التنفيذ إلى خارج السلسلة، مثل Rollup، Coprocessor، DA
هيكلية توسعة غير مرتبطة: نمذجة هيكلية، تشغيل متزامن، مثل سلسلة الوحدات، مرتبة مشتركة، Rollup Mesh
توسيع متزامن غير متزامن: نموذج الممثل، عزل العمليات، مدفوع بالرسائل، مثل الوكلاء، سلسلة غير متزامنة متعددة الخيوط
تشمل حلول توسيع blockchain: الحوسبة المتوازية داخل السلسلة، Rollup، تقسيم، وحدة DA، الهيكل القائم على الوحدات، نظام Actor، ضغط إثبات zk، هيكل عديم الحالة، وغيرها، مما يغطي مستويات متعددة مثل التنفيذ والحالة والبيانات والهياكل، وهو نظام توسيع كامل "تعاون متعدد الطبقات، تجميع وحدات". بينما تركز هذه المقالة على طريقة التوسيع الرئيسية المتمثلة في الحوسبة المتوازية.
الحوسبة المتوازية داخل السلسلة (intra-chain parallelism)، تركز على التنفيذ المتوازي للمعاملات / التعليمات داخل الكتلة. بناءً على آلية التوازي، يمكن تقسيم أساليب التوسع إلى خمس فئات، تمثل كل فئة سعيًا مختلفًا للأداء، ونموذج تطوير، وفلسفة معمارية، حيث تصبح درجة توازي الجزيئات أكثر دقة، وزيادة قوة التوازي، وتعقيد الجدولة أيضًا أعلى، وتعقيد البرمجة وصعوبة التنفيذ تزداد أيضًا.
التوازي على مستوى الحساب (Account-level): يمثل مشروع سولانا
التوازي على مستوى الكائن (Object-level): يمثل مشروع Sui
مستوى المعاملة (Transaction-level): يمثل المشروع Monad، Aptos
مستوى الاستدعاء / MicroVM المتوازي (Call-level / MicroVM): يمثل مشروع MegaETH
التوازي على مستوى التعليمات (Instruction-level): تمثل مشروع GatlingX
نموذج التزامن غير المتزامن خارج السلسلة، مع نظام كائنات الممثلين (نموذج الوكيل / الممثل) كرمز، ينتمي إلى نمط حساب متوازي آخر، كنظام رسائل غير متزامنة عبر السلاسل (نموذج عدم التزامن الكتل)، حيث يعمل كل وكيل ك"عملية ذكية مستقلة"، وتتم الرسائل غير المتزامنة، المدفوعة بالأحداث، دون الحاجة إلى جدولة متزامنة، المشاريع الممثلة تشمل AO و ICP و Cartesi وغيرها.
الخطط المعروفة لدينا مثل Rollup أو حلول توسيع الشقوق هي آليات تزامن على مستوى النظام، وليست حسابات متوازية داخل السلسلة. إنها تحقق التوسع من خلال "تشغيل عدة سلاسل / مجالات تنفيذ بشكل متوازي"، بدلاً من زيادة درجة التوازي داخل كتلة واحدة / آلة افتراضية. هذه الحلول التوسعية ليست محور النقاش في هذه المقالة ولكننا سنستخدمها مع ذلك لمقارنة أوجه التشابه والاختلاف في مفاهيم الهندسة المعمارية.
ثانياً، سلسلة تعزيز التوازي EVM: اختراق حدود الأداء في التوافق
حتى الآن، شهدت بنية معالجة الإيثريوم المتسلسلة عدة محاولات لتوسيع النطاق، بما في ذلك التقسيم، وRollup، والهندسة المعمارية المعيارية، ولكن لا يزال هناك اختناق في قدرة التنفيذ. ومع ذلك، لا يزال EVM وSolidity هما المنصتين الأكثر قوة من حيث قاعدة المطورين والزخم البيئي. لذلك، تعتبر سلسلة تعزيز EVM المتوازية كمسار رئيسي يجمع بين توافق النظام البيئي وتحسين أداء التنفيذ، وهي تصبح اتجاهًا مهمًا في جولة جديدة من التطوير. تعتبر Monad وMegaETH من بين المشاريع الأكثر تمثيلاً في هذا الاتجاه، حيث تقوم الأولى ببناء بنية معالجة متوازية لـ EVM تستهدف سيناريوهات عالية التزامن ومرتفع الإنتاجية من خلال التنفيذ المتأخر، بينما تركز الثانية على تقسيم الحالة.
تحليل آلية الحساب المتوازي لـ Monad
Monad هو سلسلة كتل عالية الأداء من الطبقة الأولى تم إعادة تصميمها لآلة Ethereum الافتراضية (EVM) ، تستند إلى مفهوم المعالجة المتوازية الأساسية (Pipelining) ، مع التنفيذ غير المتزامن في طبقة الإجماع (Asynchronous Execution) والتنفيذ المتفائل المتوازي في طبقة التنفيذ (Optimistic Parallel Execution). بالإضافة إلى ذلك ، في طبقتي الإجماع والتخزين ، قدم Monad بروتوكول BFT عالي الأداء (MonadBFT) ونظام قاعدة بيانات مخصص (MonadDB) ، لتحقيق تحسين شامل من الطرف إلى الطرف.
Pipelining: آلية تنفيذ متوازية متعددة المراحل
Pipelining هو المفهوم الأساسي لتنفيذ Monad بالتوازي ، حيث إن الفكرة الرئيسية هي تقسيم عملية تنفيذ blockchain إلى مراحل مستقلة متعددة ومعالجة هذه المراحل بالتوازي ، مما يشكل هيكل خط أنابيب ثلاثي الأبعاد. تعمل كل مرحلة على خيوط أو نوى مستقلة ، لتحقيق معالجة متزامنة عبر الكتل ، مما يؤدي في النهاية إلى تحسين السعة وتقليل الكمون. تشمل هذه المراحل: اقتراح الصفقة (Propose) ، التوصل إلى توافق (Consensus) ، تنفيذ الصفقة (Execution) ، والتقديم إلى الكتلة (Commit).
التنفيذ غير المتزامن: الإجماع - تنفيذ فك الارتباط غير المتزامن
في الشبكات التقليدية، فإن توافق المعاملات والتنفيذ عادة ما يكون عملية متزامنة، مما يحد بشدة من أداء التوسع. قامت Monad بتحقيق توافق طبقة غير متزامن، وتنفيذ طبقة غير متزامن وتخزين غير متزامن من خلال "التنفيذ غير المتزامن". مما يقلل بشكل ملحوظ من وقت الكتلة (block time) وتأخير التأكيد، مما يجعل النظام أكثر مرونة، وعملية المعالجة أكثر تفصيلًا، وزيادة كفاءة استخدام الموارد.
التصميم الأساسي:
عملية الإجماع (طبقة الإجماع) مسؤولة فقط عن ترتيب المعاملات، ولا تنفذ منطق العقود.
عملية التنفيذ (طبقة التنفيذ) يتم تنشيطها بشكل غير متزامن بعد اكتمال الإجماع.
بعد الانتهاء من التوافق، يتم الدخول مباشرة في عملية توافق الكتلة التالية دون الحاجة إلى انتظار التنفيذ.
تستخدم الإيثريوم التقليدية نموذج تسلسل صارم لتنفيذ المعاملات لتجنب تعارض الحالة. بينما تعتمد Monad على استراتيجية "التنفيذ المتوازي المتفائل"، مما يعزز بشكل كبير من سرعة معالجة المعاملات.
آلية التنفيذ:
Monad ستقوم بتنفيذ جميع المعاملات بالتوازي بتفاؤل، على افتراض أن معظم المعاملات لا تحتوي على تعارضات حالة.
تشغيل "كاشف التعارض (Conflict Detector)" في نفس الوقت لمراقبة ما إذا كانت المعاملات قد وصلت إلى نفس الحالة (مثل تعارض القراءة / الكتابة).
إذا تم الكشف عن تعارض، فسيتم تسلسل إعادة تنفيذ المعاملات المتعارضة لضمان صحة الحالة.
اختارت Monad مسار التوافق: تقليل تغييرات قواعد EVM قدر الإمكان، من خلال تأجيل كتابة الحالة، واكتشاف التعارضات ديناميكيًا لتحقيق التوازي، مما يجعلها أكثر شبهًا بإيثريوم النسخة المحسّنة، مما يسهل تنفيذ انتقال النظام البيئي لـ EVM، وهي مسرّع التوازي في عالم EVM.
تحليل آلية الحساب المتوازي لـ MegaETH
بخلاف تحديد L1 الخاص بـ Monad، يتم تحديد MegaETH كطبقة تنفيذ عالية الأداء ومتوازية ومتوافقة مع EVM، يمكن أن تعمل كشبكة L1 عامة مستقلة، أو كطبقة تعزيز تنفيذ على الإيثيريوم (Execution Layer) أو كمكون وحدوي. الهدف الأساسي من تصميمها هو فصل منطق الحساب وبيئة التنفيذ والحالة إلى وحدات أصغر يمكن جدولتها بشكل مستقل، وذلك لتحقيق تنفيذ عالي التزامن داخل السلسلة وقدرة استجابة منخفضة التأخير. الابتكار الرئيسي الذي تقدمه MegaETH هو: بنية Micro-VM + DAG اعتماد الحالة (Directed Acyclic Graph) وآلية التزامن الوحدوية، معًا تشكل نظام تنفيذ متوازي يهدف إلى "التنفيذ المتوازي داخل السلسلة".
بنية Micro-VM (الميكرو آلة الافتراضية): الحساب هو الخيط
تم تقديم نموذج تنفيذ "آلة افتراضية صغيرة (Micro-VM) لكل حساب" في MegaETH، مما يجعل بيئة التنفيذ "مُتعددة الخيوط"، ويُوفر الحد الأدنى من وحدات العزل لجدولة متوازية. تتواصل هذه الآلات الافتراضية فيما بينها من خلال الرسائل غير المتزامنة (Asynchronous Messaging)، بدلاً من الاستدعاءات المتزامنة، حيث يمكن أن تعمل العديد من الآلات الافتراضية بشكل مستقل وتخزن بشكل مستقل، مما يجعلها متوازية بشكل طبيعي.
آلية جدولة مدفوعة بواسطة رسم الاعتماد DAG
بنيت MegaETH نظام جدولة DAG يعتمد على علاقات الوصول لحالة الحساب، يقوم النظام بالحفاظ على رسم بياني عالمي للاعتماد (Dependency Graph) في الوقت الحقيقي، حيث يتم نمذجة جميع المعاملات التي تعدل أي حسابات، وتقرأ أي حسابات، كعلاقات اعتمادية. يمكن تنفيذ المعاملات التي لا تتعارض بشكل متوازي مباشرة، في حين سيتم جدولة المعاملات التي لها علاقات اعتمادية وفقًا للتسلسل التوبولوجي بشكل متسلسل أو مؤجل. يضمن رسم الاعتماد التناسق في الحالة وعدم الكتابة المتكررة خلال عملية التنفيذ المتوازي.
التنفيذ غير المتزامن وآلية الاستدعاء
تم بناء MegaETH على رأس نموذج البرمجة غير المتزامن ، على غرار الرسائل غير المتزامنة لنموذج الممثل ، والذي يحل مشكلة المكالمات التسلسلية التقليدية EVM. استدعاءات العقد غير متزامنة (تنفيذ غير متكرر) ، وعندما يتم استدعاء العقد A -> B -> C ، تكون كل مكالمة غير متزامنة دون منع الانتظار ؛ يتم توسيع مكدس المكالمات إلى رسم بياني للاستدعاء غير المتزامن. معالجة المعاملات = اجتياز الرسم البياني غير المتزامن + دقة التبعية + الجدولة المتوازية.
بشكل عام، يكسر MegaETH نموذج آلة الحالة أحادية الخيط التقليدي لـ EVM، حيث يحقق تجميع الميكرو VM على مستوى الحسابات، ويجري جدولة المعاملات من خلال رسم الاعتماد على الحالة، ويستبدل آلية الاستدعاء المتزامن بآلية الرسائل غير المتزامنة. إنه منصة حوسبة متوازية تم إعادة تصميمها بالكامل من "هيكل الحساب → هيكل الجدولة → عملية التنفيذ"، مما يوفر أفكاراً جديدة على مستوى النموذج لبناء أنظمة عالية الأداء على السلسلة للجيل القادم.
اختارت MegaETH مسار إعادة البناء: تقوم بفصل الحسابات والعقود إلى VM مستقل، من خلال جدولة التنفيذ غير المتزامن لتحرير أقصى إمكانيات التوازي. نظريًا، فإن الحد الأقصى للتوازي في MegaETH أعلى، ولكنه أيضًا أصعب في التحكم في التعقيد، ويشبه أكثر نظام التشغيل الموزع الفائق تحت مفهوم الإيثيريوم.
تختلف فلسفة تصميم Monad و MegaETH بشكل كبير عن التجزئة (Sharding): تقوم التجزئة بتقسيم سلسلة الكتل بشكل أفقي إلى عدة سلاسل فرعية مستقلة (التجزئات Shards)، حيث تتحمل كل سلسلة فرعية جزءًا من المعاملات والحالة، مما يكسر قيود السلسلة الواحدة في توسيع مستوى الشبكة؛ بينما يحتفظ كل من Monad و MegaETH بسلامة السلسلة الواحدة، حيث يتم التوسع أفقيًا فقط على مستوى التنفيذ، مما يؤدي إلى تحسين الأداء من خلال التنفيذ المتوازي داخل السلسلة الواحدة. يمثل كلاهما اتجاهين مختلفين في مسار توسيع سلسلة الكتل: التعزيز العمودي والتوسع الأفقي.
تركز مشاريع الحوسبة المتوازية مثل Monad و MegaETH بشكل رئيسي على تحسين مسار الإنتاجية، بهدف أساسي هو زيادة TPS داخل السلسلة، من خلال التنفيذ المؤجل (Deferred Execution) وهندسة الميكرو آلة الافتراضية (Micro-VM) لتحقيق معالجة متوازية على مستوى المعاملات أو الحسابات. بينما تعتبر شبكة Pharos Network شبكة بلوكتشين من المستوى الأول (L1) متوازية بالكامل وموحدة، يُطلق على آلية الحوسبة المتوازية الأساسية فيها اسم "Rollup Mesh". تدعم هذه الهندسة العمل التعاوني بين الشبكة الرئيسية وشبكات المعالجة الخاصة (SPNs)، كما تدعم بيئات متعددة للآلات الافتراضية (EVM و Wasm)، وتدمج تقنيات متقدمة مثل الإثباتات القابلة للمعرفة (ZK) وبيئات التنفيذ الموثوقة (TEE).
تحليل آلية الحوسبة المتوازية Rollup Mesh:
معالجة الأنابيب غير المتزامنة على مدار دورة الحياة الكاملة (Full Lifecycle Asynchronous Pipelining): تقوم Pharos بفصل مراحل المعاملات المختلفة (مثل التوافق والتنفيذ والتخزين) وتستخدم طريقة المعالجة غير المتزامنة، مما يسمح لكل مرحلة بالتقدم بشكل مستقل ومتوازي، وبالتالي تحسين كفاءة المعالجة الشاملة.
تنفيذ مزدوج للآلة الافتراضية بالتوازي (Dual VM Parallel Execution): تدعم Pharos بيئتين للآلة الافتراضية هما EVM وWASM، مما يسمح للمطورين باختيار بيئة التنفيذ المناسبة وفقًا لاحتياجاتهم. لا تعزز هذه البنية المزدوجة للآلة الافتراضية مرونة النظام فحسب، بل تزيد أيضًا من قدرة معالجة المعاملات من خلال التنفيذ المتوازي.
الشبكات المعالجة الخاصة (SPNs): تعتبر SPNs مكونًا رئيسيًا في بنية Pharos، تشبه الشبكات الفرعية المودولية، وتخصصت في معالجة أنواع معينة من المهام أو التطبيقات. من خلال SPNs، يمكن لـ Pharos تحقيق تخصيص ديناميكي للموارد ومعالجة المهام بشكل متوازٍ، مما يعزز بشكل أكبر قابلية توسيع النظام وأدائه.
الإجماع المعياري وآلية إعادة الرهن (Modular Consensus & Restaking): قدمت Pharos آلية إجماع مرنة تدعم نماذج إجماع متعددة (مثل PBFT و PoS و PoA) ، ومن خلال بروتوكول إعادة الرهن (Rest
شاهد النسخة الأصلية
قد تحتوي هذه الصفحة على محتوى من جهات خارجية، يتم تقديمه لأغراض إعلامية فقط (وليس كإقرارات/ضمانات)، ولا ينبغي اعتباره موافقة على آرائه من قبل Gate، ولا بمثابة نصيحة مالية أو مهنية. انظر إلى إخلاء المسؤولية للحصول على التفاصيل.
استعراض شامل للحوسبة المتوازية في Web3: نموذج جديد يتجاوز حدود أداء EVM
خريطة بانورامية لمجال الحوسبة المتوازية Web3: هل هي أفضل حل للتوسع الأصلي؟
"مثلث المستحيل" في blockchain (Blockchain Trilemma) "الأمان"، "اللامركزية"، "القابلية للتوسع" يكشف عن التوازن الجوهري في تصميم أنظمة blockchain، مما يعني أنه من الصعب على مشاريع blockchain تحقيق "أقصى أمان، مشاركة للجميع، معالجة سريعة" في نفس الوقت. بالنسبة لموضوع "القابلية للتوسع"، فإن الحلول الرائجة في السوق حاليًا لتوسيع blockchain تصنف حسب الأنماط، بما في ذلك:
تشمل حلول توسيع blockchain: الحوسبة المتوازية داخل السلسلة، Rollup، تقسيم، وحدة DA، الهيكل القائم على الوحدات، نظام Actor، ضغط إثبات zk، هيكل عديم الحالة، وغيرها، مما يغطي مستويات متعددة مثل التنفيذ والحالة والبيانات والهياكل، وهو نظام توسيع كامل "تعاون متعدد الطبقات، تجميع وحدات". بينما تركز هذه المقالة على طريقة التوسيع الرئيسية المتمثلة في الحوسبة المتوازية.
الحوسبة المتوازية داخل السلسلة (intra-chain parallelism)، تركز على التنفيذ المتوازي للمعاملات / التعليمات داخل الكتلة. بناءً على آلية التوازي، يمكن تقسيم أساليب التوسع إلى خمس فئات، تمثل كل فئة سعيًا مختلفًا للأداء، ونموذج تطوير، وفلسفة معمارية، حيث تصبح درجة توازي الجزيئات أكثر دقة، وزيادة قوة التوازي، وتعقيد الجدولة أيضًا أعلى، وتعقيد البرمجة وصعوبة التنفيذ تزداد أيضًا.
نموذج التزامن غير المتزامن خارج السلسلة، مع نظام كائنات الممثلين (نموذج الوكيل / الممثل) كرمز، ينتمي إلى نمط حساب متوازي آخر، كنظام رسائل غير متزامنة عبر السلاسل (نموذج عدم التزامن الكتل)، حيث يعمل كل وكيل ك"عملية ذكية مستقلة"، وتتم الرسائل غير المتزامنة، المدفوعة بالأحداث، دون الحاجة إلى جدولة متزامنة، المشاريع الممثلة تشمل AO و ICP و Cartesi وغيرها.
الخطط المعروفة لدينا مثل Rollup أو حلول توسيع الشقوق هي آليات تزامن على مستوى النظام، وليست حسابات متوازية داخل السلسلة. إنها تحقق التوسع من خلال "تشغيل عدة سلاسل / مجالات تنفيذ بشكل متوازي"، بدلاً من زيادة درجة التوازي داخل كتلة واحدة / آلة افتراضية. هذه الحلول التوسعية ليست محور النقاش في هذه المقالة ولكننا سنستخدمها مع ذلك لمقارنة أوجه التشابه والاختلاف في مفاهيم الهندسة المعمارية.
ثانياً، سلسلة تعزيز التوازي EVM: اختراق حدود الأداء في التوافق
حتى الآن، شهدت بنية معالجة الإيثريوم المتسلسلة عدة محاولات لتوسيع النطاق، بما في ذلك التقسيم، وRollup، والهندسة المعمارية المعيارية، ولكن لا يزال هناك اختناق في قدرة التنفيذ. ومع ذلك، لا يزال EVM وSolidity هما المنصتين الأكثر قوة من حيث قاعدة المطورين والزخم البيئي. لذلك، تعتبر سلسلة تعزيز EVM المتوازية كمسار رئيسي يجمع بين توافق النظام البيئي وتحسين أداء التنفيذ، وهي تصبح اتجاهًا مهمًا في جولة جديدة من التطوير. تعتبر Monad وMegaETH من بين المشاريع الأكثر تمثيلاً في هذا الاتجاه، حيث تقوم الأولى ببناء بنية معالجة متوازية لـ EVM تستهدف سيناريوهات عالية التزامن ومرتفع الإنتاجية من خلال التنفيذ المتأخر، بينما تركز الثانية على تقسيم الحالة.
تحليل آلية الحساب المتوازي لـ Monad
Monad هو سلسلة كتل عالية الأداء من الطبقة الأولى تم إعادة تصميمها لآلة Ethereum الافتراضية (EVM) ، تستند إلى مفهوم المعالجة المتوازية الأساسية (Pipelining) ، مع التنفيذ غير المتزامن في طبقة الإجماع (Asynchronous Execution) والتنفيذ المتفائل المتوازي في طبقة التنفيذ (Optimistic Parallel Execution). بالإضافة إلى ذلك ، في طبقتي الإجماع والتخزين ، قدم Monad بروتوكول BFT عالي الأداء (MonadBFT) ونظام قاعدة بيانات مخصص (MonadDB) ، لتحقيق تحسين شامل من الطرف إلى الطرف.
Pipelining: آلية تنفيذ متوازية متعددة المراحل
Pipelining هو المفهوم الأساسي لتنفيذ Monad بالتوازي ، حيث إن الفكرة الرئيسية هي تقسيم عملية تنفيذ blockchain إلى مراحل مستقلة متعددة ومعالجة هذه المراحل بالتوازي ، مما يشكل هيكل خط أنابيب ثلاثي الأبعاد. تعمل كل مرحلة على خيوط أو نوى مستقلة ، لتحقيق معالجة متزامنة عبر الكتل ، مما يؤدي في النهاية إلى تحسين السعة وتقليل الكمون. تشمل هذه المراحل: اقتراح الصفقة (Propose) ، التوصل إلى توافق (Consensus) ، تنفيذ الصفقة (Execution) ، والتقديم إلى الكتلة (Commit).
التنفيذ غير المتزامن: الإجماع - تنفيذ فك الارتباط غير المتزامن
في الشبكات التقليدية، فإن توافق المعاملات والتنفيذ عادة ما يكون عملية متزامنة، مما يحد بشدة من أداء التوسع. قامت Monad بتحقيق توافق طبقة غير متزامن، وتنفيذ طبقة غير متزامن وتخزين غير متزامن من خلال "التنفيذ غير المتزامن". مما يقلل بشكل ملحوظ من وقت الكتلة (block time) وتأخير التأكيد، مما يجعل النظام أكثر مرونة، وعملية المعالجة أكثر تفصيلًا، وزيادة كفاءة استخدام الموارد.
التصميم الأساسي:
التنفيذ المتوازي المتفائل: التنفيذ المتوازي المتفائل
تستخدم الإيثريوم التقليدية نموذج تسلسل صارم لتنفيذ المعاملات لتجنب تعارض الحالة. بينما تعتمد Monad على استراتيجية "التنفيذ المتوازي المتفائل"، مما يعزز بشكل كبير من سرعة معالجة المعاملات.
آلية التنفيذ:
اختارت Monad مسار التوافق: تقليل تغييرات قواعد EVM قدر الإمكان، من خلال تأجيل كتابة الحالة، واكتشاف التعارضات ديناميكيًا لتحقيق التوازي، مما يجعلها أكثر شبهًا بإيثريوم النسخة المحسّنة، مما يسهل تنفيذ انتقال النظام البيئي لـ EVM، وهي مسرّع التوازي في عالم EVM.
تحليل آلية الحساب المتوازي لـ MegaETH
بخلاف تحديد L1 الخاص بـ Monad، يتم تحديد MegaETH كطبقة تنفيذ عالية الأداء ومتوازية ومتوافقة مع EVM، يمكن أن تعمل كشبكة L1 عامة مستقلة، أو كطبقة تعزيز تنفيذ على الإيثيريوم (Execution Layer) أو كمكون وحدوي. الهدف الأساسي من تصميمها هو فصل منطق الحساب وبيئة التنفيذ والحالة إلى وحدات أصغر يمكن جدولتها بشكل مستقل، وذلك لتحقيق تنفيذ عالي التزامن داخل السلسلة وقدرة استجابة منخفضة التأخير. الابتكار الرئيسي الذي تقدمه MegaETH هو: بنية Micro-VM + DAG اعتماد الحالة (Directed Acyclic Graph) وآلية التزامن الوحدوية، معًا تشكل نظام تنفيذ متوازي يهدف إلى "التنفيذ المتوازي داخل السلسلة".
بنية Micro-VM (الميكرو آلة الافتراضية): الحساب هو الخيط
تم تقديم نموذج تنفيذ "آلة افتراضية صغيرة (Micro-VM) لكل حساب" في MegaETH، مما يجعل بيئة التنفيذ "مُتعددة الخيوط"، ويُوفر الحد الأدنى من وحدات العزل لجدولة متوازية. تتواصل هذه الآلات الافتراضية فيما بينها من خلال الرسائل غير المتزامنة (Asynchronous Messaging)، بدلاً من الاستدعاءات المتزامنة، حيث يمكن أن تعمل العديد من الآلات الافتراضية بشكل مستقل وتخزن بشكل مستقل، مما يجعلها متوازية بشكل طبيعي.
آلية جدولة مدفوعة بواسطة رسم الاعتماد DAG
بنيت MegaETH نظام جدولة DAG يعتمد على علاقات الوصول لحالة الحساب، يقوم النظام بالحفاظ على رسم بياني عالمي للاعتماد (Dependency Graph) في الوقت الحقيقي، حيث يتم نمذجة جميع المعاملات التي تعدل أي حسابات، وتقرأ أي حسابات، كعلاقات اعتمادية. يمكن تنفيذ المعاملات التي لا تتعارض بشكل متوازي مباشرة، في حين سيتم جدولة المعاملات التي لها علاقات اعتمادية وفقًا للتسلسل التوبولوجي بشكل متسلسل أو مؤجل. يضمن رسم الاعتماد التناسق في الحالة وعدم الكتابة المتكررة خلال عملية التنفيذ المتوازي.
التنفيذ غير المتزامن وآلية الاستدعاء
تم بناء MegaETH على رأس نموذج البرمجة غير المتزامن ، على غرار الرسائل غير المتزامنة لنموذج الممثل ، والذي يحل مشكلة المكالمات التسلسلية التقليدية EVM. استدعاءات العقد غير متزامنة (تنفيذ غير متكرر) ، وعندما يتم استدعاء العقد A -> B -> C ، تكون كل مكالمة غير متزامنة دون منع الانتظار ؛ يتم توسيع مكدس المكالمات إلى رسم بياني للاستدعاء غير المتزامن. معالجة المعاملات = اجتياز الرسم البياني غير المتزامن + دقة التبعية + الجدولة المتوازية.
بشكل عام، يكسر MegaETH نموذج آلة الحالة أحادية الخيط التقليدي لـ EVM، حيث يحقق تجميع الميكرو VM على مستوى الحسابات، ويجري جدولة المعاملات من خلال رسم الاعتماد على الحالة، ويستبدل آلية الاستدعاء المتزامن بآلية الرسائل غير المتزامنة. إنه منصة حوسبة متوازية تم إعادة تصميمها بالكامل من "هيكل الحساب → هيكل الجدولة → عملية التنفيذ"، مما يوفر أفكاراً جديدة على مستوى النموذج لبناء أنظمة عالية الأداء على السلسلة للجيل القادم.
اختارت MegaETH مسار إعادة البناء: تقوم بفصل الحسابات والعقود إلى VM مستقل، من خلال جدولة التنفيذ غير المتزامن لتحرير أقصى إمكانيات التوازي. نظريًا، فإن الحد الأقصى للتوازي في MegaETH أعلى، ولكنه أيضًا أصعب في التحكم في التعقيد، ويشبه أكثر نظام التشغيل الموزع الفائق تحت مفهوم الإيثيريوم.
تختلف فلسفة تصميم Monad و MegaETH بشكل كبير عن التجزئة (Sharding): تقوم التجزئة بتقسيم سلسلة الكتل بشكل أفقي إلى عدة سلاسل فرعية مستقلة (التجزئات Shards)، حيث تتحمل كل سلسلة فرعية جزءًا من المعاملات والحالة، مما يكسر قيود السلسلة الواحدة في توسيع مستوى الشبكة؛ بينما يحتفظ كل من Monad و MegaETH بسلامة السلسلة الواحدة، حيث يتم التوسع أفقيًا فقط على مستوى التنفيذ، مما يؤدي إلى تحسين الأداء من خلال التنفيذ المتوازي داخل السلسلة الواحدة. يمثل كلاهما اتجاهين مختلفين في مسار توسيع سلسلة الكتل: التعزيز العمودي والتوسع الأفقي.
تركز مشاريع الحوسبة المتوازية مثل Monad و MegaETH بشكل رئيسي على تحسين مسار الإنتاجية، بهدف أساسي هو زيادة TPS داخل السلسلة، من خلال التنفيذ المؤجل (Deferred Execution) وهندسة الميكرو آلة الافتراضية (Micro-VM) لتحقيق معالجة متوازية على مستوى المعاملات أو الحسابات. بينما تعتبر شبكة Pharos Network شبكة بلوكتشين من المستوى الأول (L1) متوازية بالكامل وموحدة، يُطلق على آلية الحوسبة المتوازية الأساسية فيها اسم "Rollup Mesh". تدعم هذه الهندسة العمل التعاوني بين الشبكة الرئيسية وشبكات المعالجة الخاصة (SPNs)، كما تدعم بيئات متعددة للآلات الافتراضية (EVM و Wasm)، وتدمج تقنيات متقدمة مثل الإثباتات القابلة للمعرفة (ZK) وبيئات التنفيذ الموثوقة (TEE).
تحليل آلية الحوسبة المتوازية Rollup Mesh: