深入探討並行EVM及其生態系統

EVM與Solidity

智能合約開發是區塊鏈工程師的基本技能。開發者通常使用Solidity等高級語言編寫合約邏輯。然而，EVM無法直接解釋Solidity代碼，需要將其編譯成虛擬機可執行的低級語言（操作碼/字節碼）。雖然有工具可以自動完成這一轉換過程，但了解底層機制仍然很有價值。

轉換過程會引入一些額外開銷。具有低級編程經驗的工程師可以直接在Solidity中使用操作碼編寫程序邏輯，以實現最高效率並降低gas消耗。例如，某些知名協議就廣泛使用內聯匯編來最小化用戶的gas開銷。

EVM性能的差異性

EVM作爲"執行層"，是編譯後的智能合約操作碼最終執行的地方。EVM定義的字節碼已成爲行業標準。無論是用於以太坊Layer網路還是其他獨立區塊鏈，與EVM標準的兼容性使開發者能夠在多個網路上高效部署智能合約。

盡管遵循EVM字節碼標準使虛擬機成爲EVM，但具體實現方式可能大相徑庭。例如，以太坊的某些客戶端用Go語言實現了EVM標準，而其他團隊則維護C++實現。這種多樣性允許不同的工程優化和定制實現。

並行EVM技術

歷史上，區塊鏈社區主要關注共識算法的創新，一些著名項目因其共識機制而聞名，而非執行層。盡管這些項目對執行層也有創新，但其性能常被誤認爲僅源自共識算法。

實際上，高性能區塊鏈需要創新的共識算法和優化的執行層。僅改進共識算法的EVM區塊鏈若要提升性能，往往需要更強大的節點配置。例如，某些區塊鏈在高TPS下處理區塊，需要比傳統全節點高幾倍的硬件配置。雖然有些網路理論上支持很高的TPS，但實際性能常常不及預期。

並行處理的需求

大多數區塊鏈系統中，交易是按順序執行的，類似單核CPU。這種方法雖然簡單，但難以擴展到互聯網級用戶基礎。轉向多核CPU並行虛擬機可以同時處理多筆交易，大幅提高吞吐量。

並行執行帶來了工程挑戰，如處理並發交易寫入同一智能合約的情況。需要設計新機制解決這些衝突。並行執行不相關的智能合約可以按並行處理線程數成比例提高吞吐量。

並行EVM的創新

並行EVM代表了一系列優化區塊鏈系統執行層的創新。以某些項目爲例，其關鍵創新包括：

• 並行交易執行：採用樂觀並行執行算法，允許多個交易同時處理。
• 延遲執行：在共識機制中，節點先達成交易排序共識，然後再執行交易。
• 自定義狀態數據庫：通過直接將Merkle樹存儲在SSD上優化狀態存儲和訪問。
• 高性能共識機制：改進現有共識機制，支持數百個全球分布節點間的高效同步。

並行EVM的技術挑戰

並行執行引入了潛在的狀態衝突，需要進行執行前或執行後的衝突檢查。例如，當多個並行交易都與同一智能合約交互時，就可能發生衝突。這需要仔細的衝突檢測和解決機制，以確保高效的並行處理。

除了實現並行EVM的技術差異外，各團隊通常還需重新設計並增強狀態數據庫的讀/寫性能，並開發兼容的共識算法。

挑戰與考量

並行EVM面臨兩個主要挑戰：以太坊的長期工程價值捕獲和節點集中化。雖然目前開發階段可能尚未完全開源，但這些細節最終將在測試網和主網啓動時披露。快速的生態系統發展將是保持競爭優勢的關鍵。

節點集中化是所有高性能區塊鏈的共同挑戰，需要在去中心化、安全性和性能之間取得平衡。"每硬件需求的TPS"等指標可以幫助比較不同區塊鏈在特定硬件條件下的效率。

並行EVM的格局

並行EVM格局包括多個Layer 1區塊鏈和Layer解決方案。一些項目是通過技術升級支持並行EVM的現有網路，另一些則從一開始就採用並行執行技術。還有一些Layer網路採用非EVM並行執行技術，將EVM抽象爲可插拔的執行模塊。

項目概覽

領先的並行EVM項目

該項目旨在通過優化EVM並行執行和流水線架構解決傳統EVM的可擴展性問題，目標是達到10,000 TPS。近期完成大規模融資，成爲融資最多、估值最高的並行EVM項目。創始團隊包括來自知名交易機構的資深成員。內部測試網已啓動，預計不久將向公衆開放。

推出並行EVM網路的交易專注項目

最初專注於交易的Layer 1網路，現已升級爲高性能並行EVM，將TPS提高到12,500。測試網已上線，支持EVM應用的一鍵遷移。主網預計今年上半年上線。該項目還推出了支持Layer和Rollup網路採用並行處理技術的開源框架。

雙虛擬機增強執行層的項目

通過構建EVM++(EVM + WASM)，該項目旨在提升EVM區塊鏈性能和網路執行效率。核心團隊來自知名區塊鏈項目。公測網已上線，生態系統激勵計劃正在進行中。

引入並行EVM技術的Cosmos生態項目

基於Cosmos SDK構建的EVM兼容Layer 1網路，專爲DeFi應用設計。最近宣布了引入並行執行EVM技術的開發計劃，旨在提升網路性能。

Solana EVM兼容性解決方案

建立在Solana網路上的並行EVM，是首個Solana EVM兼容性解決方案。支持Solidity和Vyper EVM開發者一鍵部署DApp到Solana，享受高吞吐量和低gas費。將EVM類交易封裝成Solana交易執行，TPS超過2,000。

將SVM引入以太坊的項目

一個由Solana虛擬機(SVM)支持的Rollup Layer模塊化解決方案。在以太坊上結算交易數據，使用ETH作爲gas，但執行層在SVM環境中運行。近期完成大規模融資，主網即將向開發者開放。

模塊化VM Layer項目

基於OP Stack構建的模塊化VM Layer網路，是Optimism超鏈的一部分。旨在將高性能虛擬機引入現有的主要以太坊和比特幣Layer網路。支持使用以太坊或比特幣作爲結算層，執行層可使用各種高性能虛擬機進行並行執行。

結語

隨着區塊鏈技術的發展，關注執行層與共識算法同等重要，以實現高性能。並行EVM等創新爲提高吞吐量和效率提供了有前途的解決方案，使區塊鏈更具可擴展性，能夠支持廣泛的用戶羣體。這些技術的發展和實施將塑造區塊鏈生態系統的未來，推動該領域的進一步進步和應用。