تقرير بحثي عميق حول الحوسبة المتوازية Web3: المسار النهائي للتوسع الأصلي
مقدمة: التوسع هو موضوع أبدي، والتوازي هو ساحة المعركة النهائية
واجه نظام blockchain منذ نشأته مشكلة التوسع الأساسية. من الصعب التغلب على عنق الزجاجة في أداء البيتكوين والإيثيريوم، مما يشكل تباينًا واضحًا مع أنظمة Web2 التقليدية. هذه ليست مجرد مشكلة يمكن حلها بزيادة الأجهزة، بل هي ناتجة عن القيود النظامية في التصميم الأساسي للـ blockchain.
على مدار السنوات العشر الماضية، حاولت الصناعة مجموعة متنوعة من حلول التوسع، من نزاع توسيع البيتكوين إلى تجزئة الإيثيريوم، من قنوات الحالة إلى Rollup. كحل رئيسي حالي، حقق Rollup تحسينًا في الأداء من خلال التنفيذ خارج السلسلة، لكنه لم يصل بعد إلى الحد الحقيقي لـ "أداء السلسلة الواحدة" في أساسيات blockchain.
لذلك، أصبحت الحوسبة المتوازية داخل السلسلة تدريجياً محور التركيز الجديد. إنها تحاول إعادة بناء محرك التنفيذ تمامًا مع الحفاظ على هيكل السلسلة الواحدة، لترقية blockchain من نموذج خيط واحد إلى نظام حوسبة عالي التزامن. وهذا لا يمكن أن يؤدي فقط إلى تحسينات في السعة تبلغ مئات المرات، بل قد يصبح أيضاً الشرط الأساسي لانفجار تطبيقات العقود الذكية.
في الواقع، قد اعتمدت Web2 بالفعل نماذج تحسين مثل البرمجة المتوازية. كنوع من أنظمة الحساب الأكثر بدائية، لم تتمكن blockchain أبداً من الاستفادة الكاملة من هذه الأفكار المتوازية. بدأت بعض سلاسل الكتل العامة الناشئة في استكشاف بنية متوازية، مما يظهر خصائص تقترب بشكل متزايد من نظم التشغيل الحديثة.
يمكن القول إن الحساب المتوازي ليس مجرد تحسين الأداء، بل هو نقطة تحول في نموذج تنفيذ blockchain. سيعيد تعريف المنطق الأساسي لمعالجة المعاملات، ويوفر دعم بنية تحتية مستدامة لتطبيقات Web3 الأصلية في المستقبل. بعد تقارب Rollup، أصبح الحساب المتوازي داخل السلسلة هو العامل الحاسم في الجولة الجديدة من المنافسة Layer1. هذه ليست مجرد مسابقة تقنية، بل هي صراع على النماذج. من المحتمل أن تظهر المنصة التنفيذية السيادية من الجيل التالي لـ Web3 من هذه المعركة المتوازية.
٢. صورة شاملة لنموذج التوسيع: خمس فئات من الطرق، ولكل منها تركيز خاص
تعتبر التوسعة كموضوع رئيسي في تطور تكنولوجيا السلاسل العامة، وقد أدت إلى ظهور جميع المسارات التقنية الرئيسية تقريبًا على مدى العقد الماضي. هذه المنافسة حول "كيفية جعل السلسلة تعمل بشكل أسرع"، أدت في النهاية إلى تمايز خمسة مسارات أساسية، حيث لكل مسار فلسفته التقنية الفريدة وسيناريوهات الاستخدام المناسبة.
الفئة الأولى هي توسيع السلسلة على الفور، مثل زيادة حجم الكتلة، وتقليل وقت إنتاج الكتلة، وما إلى ذلك. هذه الطريقة تحتفظ باتساق السلسلة الواحدة، ولكنها سهلة الوصول إلى مخاطر المركزية، وتستخدم حاليًا كدعم لآليات أخرى.
النوع الثاني هو توسيع السلسلة خارج السلسلة، والذي يمثل قنوات الحالة وسلاسل الجانبية. إنه ينقل معظم المعاملات إلى خارج السلسلة، ويتم التسوية فقط على السلسلة الرئيسية. على الرغم من أنه يمكن توسيع السعة بلا حدود نظريًا، إلا أنه يواجه مشاكل تتعلق بنموذج الثقة.
الفئة الثالثة هي Layer2 Rollup الأكثر شعبية حاليًا. يتم تحقيق التوسع من خلال التنفيذ خارج السلسلة والتحقق داخل السلسلة، مما يحقق توازنًا بين اللامركزية والأداء العالي. ولكن هناك أيضًا قيود مثل الاعتماد على توفر البيانات.
الفئة الرابعة هي سلسلة الكتل المعيارية التي ظهرت في السنوات الأخيرة، حيث يتم فصل الوظائف الأساسية لسلسلة الكتل إلى سلاسل متخصصة مختلفة. وهذا يزيد من المرونة، ولكنه يزيد أيضًا من تعقيد النظام.
آخر نوع هو الحساب المتوازي داخل السلسلة، والذي يتحقق من خلال تغيير هيكل محرك التنفيذ لتحقيق معالجة المعاملات المتزامنة. يتطلب ذلك إعادة كتابة منطق جدولة VM، وإدخال آليات جدولة أنظمة الكمبيوتر الحديثة. يحاول الاقتراب من حدود أداء الأنظمة الحديثة دون الإخلال بتناسق السلسلة.
تُظهر هذه الفئات الخمس من المسارات التوازن بين أداء البلوكشين، وقابلية التجميع، والأمان، والتعقيد. كل خيار له مزاياه وعيوبه، مما يشكل صورة شاملة لترقية نموذج الحوسبة في Web3. من المحتمل أن ينتقل Web3 في المستقبل إلى عصر التنفيذ المتوازي العالي، وقد يصبح التنفيذ المتوازي داخل السلسلة ساحة المعركة النهائية في هذه الحرب الطويلة.
٣. خريطة تصنيف الحوسبة المتوازية: خمسة مسارات من الحسابات إلى التعليمات
في تطور تقنيات توسيع نطاق blockchain، أصبحت الحوسبة المتوازية تدريجياً المسار الرئيسي. انطلاقاً من نموذج التنفيذ، يمكن تقسيم الحوسبة المتوازية إلى خمسة مسارات تقنية: مستوى الحساب، مستوى الكائن، مستوى المعاملة، مستوى الآلة الافتراضية، ومستوى التعليمات. تعكس هذه الأنواع الخمسة من المسارات من الخشونة إلى الدقة المستمرة لتفصيل المنطق المتوازي وزيادة تعقيد النظام.
توازي مستوى الحساب ممثلاً بـ Solana، يعتمد على تصميم فك الارتباط بين الحساب والحالة، ويحدد تضارب المعاملات من خلال التحليل الثابت. مناسب لمعالجة المعاملات ذات الهيكل الواضح، ولكن في السيناريوهات المعقدة قد تنخفض درجة التوازي.
تمتد المعالجة المتوازية على مستوى الكائنات لتكون أكثر تفصيلاً، حيث يتم جدولة الوحدات بناءً على "كائن الحالة" بمزيد من الدقة. تعتبر Aptos وSui من المستكشفين في هذا الاتجاه، وخاصة Sui التي تحقق التحكم الدقيق في الموارد من خلال لغة Move. هذه الطريقة أكثر عمومية، لكنها أيضاً تقدم تعقيداً أعلى في التطوير.
التوازي على مستوى المعاملات ممثل بـ Monad و Sei و Fuel، ويقوم ببناء رسم بياني للاعتماد حول المعاملات التجارية بأكملها. إنه يعامل المعاملة كوحدة ذرية، وينفذها بشكل متزامن عبر المجدول. هذه الآلية نظريًا لديها أعلى قدرة على المعالجة، لكنها تتطلب إدارة معقدة للغاية للاعتماد.
التوازي على مستوى الآلة الافتراضية يدمج القدرة على التزامن في مستوى VM. تحاول MegaETH إعادة تصميم EVM لدعم التنفيذ المتوازي متعدد الخيوط لرموز العقود. تتطلب هذه الطريقة التوافق الكامل مع EVM الحالي، مما يمثل تحديًا كبيرًا.
التوازي على مستوى التعليمات هو أدق مسار، مستمد من أفكار تصميم وحدات المعالجة المركزية الحديثة. لقد أدخل فريق Fuel نموذج إعادة ترتيب التعليمات بشكل أولي في FuelVM. على المدى الطويل، قد يدفع هذا blockchain وتصميم الأجهزة إلى آفاق جديدة.
تشكل هذه المسارات الخمسة طيف تطور الحوسبة المتوازية داخل السلسلة، مما يدل على تحول نموذج الحوسبة في البلوكشين من دفتر الأستاذ التقليدي إلى بيئة تنفيذ موزعة عالية الأداء. ستحدد خيارات المسارات المتوازية المختلفة لسلاسل الكتل العامة الحد الأقصى المحتمل لنظامها البيئي المستقبلي والميزة التنافسية الأساسية لها.
أربعة، تحليل عميق لمساري القوة الرئيسيين: Monad مقابل MegaETH
في مسارات متعددة من الحوسبة المتوازية، تمثل Monad وMegaETH اثنتين من أكثر خطوط التكنولوجيا الرئيسية التي تحظى باهتمام كبير. إنهما يرمزان على التوالي إلى المنافسة بين "إعادة البناء" و"التوافق" في النماذج المتوازية، مما يؤثر بعمق على تصور السوق لسلاسل البلوكشين عالية الأداء.
تتبع Monad نهج "الأصولية الحسابية"، مستلهمة من قواعد البيانات الحديثة والأنظمة متعددة النواة، لإعادة تعريف محرك تنفيذ البلوكشين. تشمل تقنياتها الأساسية التحكم المتفائل في التزامن، جدولة DAG للمعاملات، والتنفيذ غير المتسلسل، وتهدف إلى رفع أداء معالجة المعاملات إلى مستوى مليون TPS. تقوم Monad بفصل تنفيذ المعاملات عن الترتيب تمامًا، من خلال جدولة معقدة لتحقيق التنفيذ المتوازي المتدفق. على الرغم من أن التنفيذ التقني معقد للغاية، إلا أنه نظريًا يمكن أن يدفع من خلال القدرة الاستيعابية إلى ارتفاعات غير مسبوقة.
لم تتخل Monad عن توافقها مع EVM، حيث تدعم تطوير Solidity من خلال طبقة لغة وسيطة. تستراتيجي "التوافق السطحي وإعادة البناء الأساسية" هذه، تحتفظ بالود تجاه بيئة الإيثيريوم، بينما تطلق أقصى إمكانيات التنفيذ الأساسية. لا يمكن أن تصبح Monad فقط سلسلة سيادة عالية الأداء، بل يمكن أيضًا أن تصبح طبقة تنفيذ مثالية لشبكات Layer 2، وحتى "نواة عالية الأداء قابلة للتوصيل" لسلاسل أخرى.
بالمقارنة، تتبنى MegaETH نهجًا أكثر تحفظًا، حيث تحاول زرع القدرة على التوازي على أساس EVM الحالي. لا تقوم بإلغاء معيار EVM، بل تعيد هيكلة نموذج تنفيذ التعليمات، وتدخل آليات مثل عزل الخيوط والتنفيذ غير المتزامن. وهذا يجعل من الممكن للمطورين الحصول على تحسينات في الأداء دون الحاجة إلى تغيير العقود الحالية، مما يجعله جذابًا للغاية لنظام إيثريوم البيئي.
تتمثل النقطة الأساسية في ميغا إيث في اختراقها الأساسي المتمثل في جدولة متعددة الخيوط لـ VM. حيث تُدخل مكدس استدعاء غير متزامن وعزل سياق التنفيذ، لتحقيق "سياقات EVM متزامنة" تعمل في وقت واحد. هذه الآلية تشبه نموذج خيوط JavaScript متعددة في المتصفحات الحديثة، حيث تحتفظ بتحديد الخيط الرئيسي، بينما تُدخل جدولة غير متزامنة عالية الأداء. من المحتمل أن يتم تطبيق ميغا إيث على شبكة EVM L2 معينة، وبمجرد اعتمادها على نطاق واسع، يمكن أن تحقق تحسينًا في الأداء يصل إلى مئة ضعف على أساس التقنية الحالية.
تمثل Monad و MegaETH طريقتين لتنفيذ التكنولوجيا المتوازية، كما تعكس الصراع الكلاسيكي بين "مدرسة إعادة البناء" و "مدرسة التوافق" في تطور blockchain. تسعى المدرسة الأولى إلى كسر النموذج وإعادة بناء منطق التنفيذ بالكامل؛ بينما تسعى المدرسة الثانية إلى تحسين تدريجي، مع دفع تحسين الأداء على أساس احترام النظام البيئي الحالي. لكل منهما مزاياها، وتخدم مجموعات مطورين ورؤى بيئية مختلفة.
في بنية سلسلة الكتل المعيارية المستقبلية، قد يصبح Monad وحدة "التنفيذ كخدمة" لـ Rollup، بينما قد تصبح MegaETH مكون تسريع الأداء للأجيال الثانية (L2) السائدة. قد يشكل الاثنان معًا محرك تنفيذ موزع عالي الأداء في عالم Web3.
٥. الفرص والتحديات المستقبلية للحوسبة المتوازية
مع انتقال الحوسبة المتوازية من النظرية إلى الممارسة، أصبح إمكانها أكثر وضوحًا. من ناحية، بدأت أنماط التطوير الجديدة ونماذج الأعمال تعيد تعريف " الأداء العالي على السلسلة"، مثل منطق الألعاب المعقدة على السلسلة، ودورات حياة الوكلاء الذكاء الاصطناعي الأكثر واقعية. من ناحية أخرى، فإن ما تقدمه الحوسبة المتوازية ليس فقط تحسين الأداء، بل هو أيضًا تحول هيكلي في حدود إدراك المطورين وتكاليف الانتقال البيئي.
من حيث الفرص، ستقوم الحوسبة المتوازية أولاً بإزالة سقف التطبيقات. حالياً، تعاني تطبيقات DeFi، والألعاب، والتطبيقات الاجتماعية من قيود عنق الزجاجة في الحالة وتكاليف الغاز، مما يجعل من الصعب دعم التفاعلات عالية التردد. من خلال آليات مثل DAG المعاملات والسياقات غير المتزامنة، يمكن أن تحقق الحوسبة المتوازية اختراقات مثل "محرك الألعاب على السلسلة" و"وكيل الذكاء الاصطناعي على السلسلة"، مما يدفع Web3 من "المعاملة هي الأصل" إلى "التفاعل هو الوكيل الذكي".
ثانياً، ستُعاد هيكلة أدوات تطوير البرامج وطبقة التجريد الخاصة بـ VM بسبب التوازي. ستظهر بسرعة أطر عقود ذكية متوازية من الجيل الجديد، ومجمعات محسنة، وأدوات تصحيح الأخطاء المتزامنة، وغيرها. في الوقت نفسه، توفر سلسلة الكتل المعيارية مساراً مثالياً للتنفيذ الحسابي المتوازي، مثل إدخال Monad كوحدة تنفيذ في L2، وMegaETH كبديل لـ EVM يتم نشره، بالتعاون مع Celestia وEigenLayer لتشكيل بنية متكاملة عالية الأداء.
ومع ذلك، تواجه الحوسبة المتوازية العديد من التحديات. على المستوى التكنولوجي، تتمثل المشكلة الأساسية في ضمان اتساق التزامن في الحالة ومعالجة تعارض المعاملات. إن درجة تحمل البيئة على السلسلة للتعارضات التنفيذية منخفضة للغاية، مما يتطلب من المجدول أن يمتلك قدرة قوية على بناء مخطط الاعتماد والتنبؤ بالتعارضات. وفي الوقت نفسه، فإن نموذج الأمان للتنفيذ المتعدد الخيوط لم يتم تأسيسه بالكامل بعد، مثل آلية عزل الحالة ومشاكل جديدة مثل هجمات إعادة الإدخال التي تحتاج إلى حل.
التحديات الأكثر خفاءً تأتي من المستوى البيئي والعقلي. هل يرغب المطورون في الانتقال إلى نموذج جديد، وهل يمكنهم إتقان أساليب التصميم المتوازية، وهل هم على استعداد للتضحية ببعض قابلية القراءة من أجل الأداء، هذه هي القضايا اللينة التي تحدد ما إذا كان بإمكان الحوسبة المتوازية تشكيل طاقة بيئية. تذكرنا فترة الهدوء للعديد من سلاسل الكتل عالية الأداء ولكن تفتقر إلى دعم المطورين بأهمية البيئة. لذلك، يجب على مشاريع الحوسبة المتوازية أن تصنع أقوى محرك، وأيضًا تصميم مسار انتقال بيئي أكثر سلاسة.
في النهاية، فإن مستقبل الحوسبة المتوازية هو انتصار لهندسة الأنظمة، وأيضًا اختبار لتصميم النظم البيئية. سيجبرنا على إعادة التفكير في جوهر السلسلة: هل هي حاسبة مركزية أم منسق حالة عالمي موزع في الوقت الحقيقي؟ إذا كانت الأخيرة، فإن عوامل مثل عمق الحالة، والتزامن في المعاملات، وقدرة استجابة العقود ستصبح مؤشرات رئيسية تحدد قيمة السلسلة. وستصبح نمط الحوسبة المتوازية الذي يكمل هذه النقلة أيضًا البنية التحتية الأكثر تأثيرًا في الدورة الجديدة، وقد تشكل نقطة التحول لنموذج الحوسبة الشامل في Web3.
السادسة، الخاتمة: هل الحوسبة المتوازية هي أفضل مسار لتوسيع نطاق Web3؟
في جميع المسارات التي تستكشف حدود أداء Web3، قد لا تكون الحوسبة المتوازية هي الأسهل في التنفيذ، لكنها قد تكون الأقرب إلى جوهر blockchain. إنها لا تتبادل من خلال نقل خارج السلسلة أو التضحية باللامركزية من أجل الحصول على حجم المعالجة، بل تحاول بشكل أساسي إعادة بناء نموذج التنفيذ مع الحفاظ على الخصوصية واليقين للسلسلة. هذه الطريقة في التوسع "المتجذرة في السلسلة" لا تحتفظ فقط بنموذج الثقة الأساسي في blockchain، بل تتيح أيضًا أساس أداء مستدام للتطبيقات الأكثر تعقيدًا على السلسلة في المستقبل.
تكمن صعوبة وجاذبية الحساب المتوازي في هيكله. إذا كانت إعادة الهيكلة المعيارية تعيد بناء "هيكل السلسلة"، فإن الحساب المتوازي يعيد بناء "روح السلسلة". قد لا تكون هذه طريقة سريعة لتحقيق النتائج على المدى القصير، لكنها على الأرجح الطريق الصحيحة المستدامة الوحيدة في التطور الطويل الأمد لـ Web3. نحن نشهد انتقالًا معماريًا مشابهًا من CPU أحادي النواة إلى نظام تشغيل متعدد النوى/الخيوط، وقد يكون الشكل الأولي لنظام التشغيل الأصلي لـ Web3 مخفيًا في هذا.
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.
تسجيلات الإعجاب 13
أعجبني
13
5
مشاركة
تعليق
0/400
ProbablyNothing
· منذ 5 س
لا يمكن ملء هذه الفجوة في عنق الزجاجة للأداء أبداً.
شاهد النسخة الأصليةرد0
ContractSurrender
· 07-31 13:20
هل عادت مناقشة التوسع المملة مرة أخرى؟
شاهد النسخة الأصليةرد0
ChainSpy
· 07-31 13:20
إنه لعذاب حقيقي، لم أكمل ذلك منذ 10 سنوات.
شاهد النسخة الأصليةرد0
BankruptWorker
· 07-31 13:04
تكدس الأجهزة لا يساوي تحسين البنية التحتية.
شاهد النسخة الأصليةرد0
LiquidatedAgain
· 07-31 13:03
بيع ينتهي يرتفع، شراء ينتهي ينخفض، آه، إنه يوم آخر حيث تحطمت أحلام المراكز الطويلة.
تحليل عميق للحوسبة المتوازية Web3: استكشاف المسار النهائي لتوسيع البلوكتشين
تقرير بحثي عميق حول الحوسبة المتوازية Web3: المسار النهائي للتوسع الأصلي
مقدمة: التوسع هو موضوع أبدي، والتوازي هو ساحة المعركة النهائية
واجه نظام blockchain منذ نشأته مشكلة التوسع الأساسية. من الصعب التغلب على عنق الزجاجة في أداء البيتكوين والإيثيريوم، مما يشكل تباينًا واضحًا مع أنظمة Web2 التقليدية. هذه ليست مجرد مشكلة يمكن حلها بزيادة الأجهزة، بل هي ناتجة عن القيود النظامية في التصميم الأساسي للـ blockchain.
على مدار السنوات العشر الماضية، حاولت الصناعة مجموعة متنوعة من حلول التوسع، من نزاع توسيع البيتكوين إلى تجزئة الإيثيريوم، من قنوات الحالة إلى Rollup. كحل رئيسي حالي، حقق Rollup تحسينًا في الأداء من خلال التنفيذ خارج السلسلة، لكنه لم يصل بعد إلى الحد الحقيقي لـ "أداء السلسلة الواحدة" في أساسيات blockchain.
لذلك، أصبحت الحوسبة المتوازية داخل السلسلة تدريجياً محور التركيز الجديد. إنها تحاول إعادة بناء محرك التنفيذ تمامًا مع الحفاظ على هيكل السلسلة الواحدة، لترقية blockchain من نموذج خيط واحد إلى نظام حوسبة عالي التزامن. وهذا لا يمكن أن يؤدي فقط إلى تحسينات في السعة تبلغ مئات المرات، بل قد يصبح أيضاً الشرط الأساسي لانفجار تطبيقات العقود الذكية.
في الواقع، قد اعتمدت Web2 بالفعل نماذج تحسين مثل البرمجة المتوازية. كنوع من أنظمة الحساب الأكثر بدائية، لم تتمكن blockchain أبداً من الاستفادة الكاملة من هذه الأفكار المتوازية. بدأت بعض سلاسل الكتل العامة الناشئة في استكشاف بنية متوازية، مما يظهر خصائص تقترب بشكل متزايد من نظم التشغيل الحديثة.
يمكن القول إن الحساب المتوازي ليس مجرد تحسين الأداء، بل هو نقطة تحول في نموذج تنفيذ blockchain. سيعيد تعريف المنطق الأساسي لمعالجة المعاملات، ويوفر دعم بنية تحتية مستدامة لتطبيقات Web3 الأصلية في المستقبل. بعد تقارب Rollup، أصبح الحساب المتوازي داخل السلسلة هو العامل الحاسم في الجولة الجديدة من المنافسة Layer1. هذه ليست مجرد مسابقة تقنية، بل هي صراع على النماذج. من المحتمل أن تظهر المنصة التنفيذية السيادية من الجيل التالي لـ Web3 من هذه المعركة المتوازية.
٢. صورة شاملة لنموذج التوسيع: خمس فئات من الطرق، ولكل منها تركيز خاص
تعتبر التوسعة كموضوع رئيسي في تطور تكنولوجيا السلاسل العامة، وقد أدت إلى ظهور جميع المسارات التقنية الرئيسية تقريبًا على مدى العقد الماضي. هذه المنافسة حول "كيفية جعل السلسلة تعمل بشكل أسرع"، أدت في النهاية إلى تمايز خمسة مسارات أساسية، حيث لكل مسار فلسفته التقنية الفريدة وسيناريوهات الاستخدام المناسبة.
الفئة الأولى هي توسيع السلسلة على الفور، مثل زيادة حجم الكتلة، وتقليل وقت إنتاج الكتلة، وما إلى ذلك. هذه الطريقة تحتفظ باتساق السلسلة الواحدة، ولكنها سهلة الوصول إلى مخاطر المركزية، وتستخدم حاليًا كدعم لآليات أخرى.
النوع الثاني هو توسيع السلسلة خارج السلسلة، والذي يمثل قنوات الحالة وسلاسل الجانبية. إنه ينقل معظم المعاملات إلى خارج السلسلة، ويتم التسوية فقط على السلسلة الرئيسية. على الرغم من أنه يمكن توسيع السعة بلا حدود نظريًا، إلا أنه يواجه مشاكل تتعلق بنموذج الثقة.
الفئة الثالثة هي Layer2 Rollup الأكثر شعبية حاليًا. يتم تحقيق التوسع من خلال التنفيذ خارج السلسلة والتحقق داخل السلسلة، مما يحقق توازنًا بين اللامركزية والأداء العالي. ولكن هناك أيضًا قيود مثل الاعتماد على توفر البيانات.
الفئة الرابعة هي سلسلة الكتل المعيارية التي ظهرت في السنوات الأخيرة، حيث يتم فصل الوظائف الأساسية لسلسلة الكتل إلى سلاسل متخصصة مختلفة. وهذا يزيد من المرونة، ولكنه يزيد أيضًا من تعقيد النظام.
آخر نوع هو الحساب المتوازي داخل السلسلة، والذي يتحقق من خلال تغيير هيكل محرك التنفيذ لتحقيق معالجة المعاملات المتزامنة. يتطلب ذلك إعادة كتابة منطق جدولة VM، وإدخال آليات جدولة أنظمة الكمبيوتر الحديثة. يحاول الاقتراب من حدود أداء الأنظمة الحديثة دون الإخلال بتناسق السلسلة.
تُظهر هذه الفئات الخمس من المسارات التوازن بين أداء البلوكشين، وقابلية التجميع، والأمان، والتعقيد. كل خيار له مزاياه وعيوبه، مما يشكل صورة شاملة لترقية نموذج الحوسبة في Web3. من المحتمل أن ينتقل Web3 في المستقبل إلى عصر التنفيذ المتوازي العالي، وقد يصبح التنفيذ المتوازي داخل السلسلة ساحة المعركة النهائية في هذه الحرب الطويلة.
٣. خريطة تصنيف الحوسبة المتوازية: خمسة مسارات من الحسابات إلى التعليمات
في تطور تقنيات توسيع نطاق blockchain، أصبحت الحوسبة المتوازية تدريجياً المسار الرئيسي. انطلاقاً من نموذج التنفيذ، يمكن تقسيم الحوسبة المتوازية إلى خمسة مسارات تقنية: مستوى الحساب، مستوى الكائن، مستوى المعاملة، مستوى الآلة الافتراضية، ومستوى التعليمات. تعكس هذه الأنواع الخمسة من المسارات من الخشونة إلى الدقة المستمرة لتفصيل المنطق المتوازي وزيادة تعقيد النظام.
توازي مستوى الحساب ممثلاً بـ Solana، يعتمد على تصميم فك الارتباط بين الحساب والحالة، ويحدد تضارب المعاملات من خلال التحليل الثابت. مناسب لمعالجة المعاملات ذات الهيكل الواضح، ولكن في السيناريوهات المعقدة قد تنخفض درجة التوازي.
تمتد المعالجة المتوازية على مستوى الكائنات لتكون أكثر تفصيلاً، حيث يتم جدولة الوحدات بناءً على "كائن الحالة" بمزيد من الدقة. تعتبر Aptos وSui من المستكشفين في هذا الاتجاه، وخاصة Sui التي تحقق التحكم الدقيق في الموارد من خلال لغة Move. هذه الطريقة أكثر عمومية، لكنها أيضاً تقدم تعقيداً أعلى في التطوير.
التوازي على مستوى المعاملات ممثل بـ Monad و Sei و Fuel، ويقوم ببناء رسم بياني للاعتماد حول المعاملات التجارية بأكملها. إنه يعامل المعاملة كوحدة ذرية، وينفذها بشكل متزامن عبر المجدول. هذه الآلية نظريًا لديها أعلى قدرة على المعالجة، لكنها تتطلب إدارة معقدة للغاية للاعتماد.
التوازي على مستوى الآلة الافتراضية يدمج القدرة على التزامن في مستوى VM. تحاول MegaETH إعادة تصميم EVM لدعم التنفيذ المتوازي متعدد الخيوط لرموز العقود. تتطلب هذه الطريقة التوافق الكامل مع EVM الحالي، مما يمثل تحديًا كبيرًا.
التوازي على مستوى التعليمات هو أدق مسار، مستمد من أفكار تصميم وحدات المعالجة المركزية الحديثة. لقد أدخل فريق Fuel نموذج إعادة ترتيب التعليمات بشكل أولي في FuelVM. على المدى الطويل، قد يدفع هذا blockchain وتصميم الأجهزة إلى آفاق جديدة.
تشكل هذه المسارات الخمسة طيف تطور الحوسبة المتوازية داخل السلسلة، مما يدل على تحول نموذج الحوسبة في البلوكشين من دفتر الأستاذ التقليدي إلى بيئة تنفيذ موزعة عالية الأداء. ستحدد خيارات المسارات المتوازية المختلفة لسلاسل الكتل العامة الحد الأقصى المحتمل لنظامها البيئي المستقبلي والميزة التنافسية الأساسية لها.
أربعة، تحليل عميق لمساري القوة الرئيسيين: Monad مقابل MegaETH
في مسارات متعددة من الحوسبة المتوازية، تمثل Monad وMegaETH اثنتين من أكثر خطوط التكنولوجيا الرئيسية التي تحظى باهتمام كبير. إنهما يرمزان على التوالي إلى المنافسة بين "إعادة البناء" و"التوافق" في النماذج المتوازية، مما يؤثر بعمق على تصور السوق لسلاسل البلوكشين عالية الأداء.
تتبع Monad نهج "الأصولية الحسابية"، مستلهمة من قواعد البيانات الحديثة والأنظمة متعددة النواة، لإعادة تعريف محرك تنفيذ البلوكشين. تشمل تقنياتها الأساسية التحكم المتفائل في التزامن، جدولة DAG للمعاملات، والتنفيذ غير المتسلسل، وتهدف إلى رفع أداء معالجة المعاملات إلى مستوى مليون TPS. تقوم Monad بفصل تنفيذ المعاملات عن الترتيب تمامًا، من خلال جدولة معقدة لتحقيق التنفيذ المتوازي المتدفق. على الرغم من أن التنفيذ التقني معقد للغاية، إلا أنه نظريًا يمكن أن يدفع من خلال القدرة الاستيعابية إلى ارتفاعات غير مسبوقة.
لم تتخل Monad عن توافقها مع EVM، حيث تدعم تطوير Solidity من خلال طبقة لغة وسيطة. تستراتيجي "التوافق السطحي وإعادة البناء الأساسية" هذه، تحتفظ بالود تجاه بيئة الإيثيريوم، بينما تطلق أقصى إمكانيات التنفيذ الأساسية. لا يمكن أن تصبح Monad فقط سلسلة سيادة عالية الأداء، بل يمكن أيضًا أن تصبح طبقة تنفيذ مثالية لشبكات Layer 2، وحتى "نواة عالية الأداء قابلة للتوصيل" لسلاسل أخرى.
بالمقارنة، تتبنى MegaETH نهجًا أكثر تحفظًا، حيث تحاول زرع القدرة على التوازي على أساس EVM الحالي. لا تقوم بإلغاء معيار EVM، بل تعيد هيكلة نموذج تنفيذ التعليمات، وتدخل آليات مثل عزل الخيوط والتنفيذ غير المتزامن. وهذا يجعل من الممكن للمطورين الحصول على تحسينات في الأداء دون الحاجة إلى تغيير العقود الحالية، مما يجعله جذابًا للغاية لنظام إيثريوم البيئي.
تتمثل النقطة الأساسية في ميغا إيث في اختراقها الأساسي المتمثل في جدولة متعددة الخيوط لـ VM. حيث تُدخل مكدس استدعاء غير متزامن وعزل سياق التنفيذ، لتحقيق "سياقات EVM متزامنة" تعمل في وقت واحد. هذه الآلية تشبه نموذج خيوط JavaScript متعددة في المتصفحات الحديثة، حيث تحتفظ بتحديد الخيط الرئيسي، بينما تُدخل جدولة غير متزامنة عالية الأداء. من المحتمل أن يتم تطبيق ميغا إيث على شبكة EVM L2 معينة، وبمجرد اعتمادها على نطاق واسع، يمكن أن تحقق تحسينًا في الأداء يصل إلى مئة ضعف على أساس التقنية الحالية.
تمثل Monad و MegaETH طريقتين لتنفيذ التكنولوجيا المتوازية، كما تعكس الصراع الكلاسيكي بين "مدرسة إعادة البناء" و "مدرسة التوافق" في تطور blockchain. تسعى المدرسة الأولى إلى كسر النموذج وإعادة بناء منطق التنفيذ بالكامل؛ بينما تسعى المدرسة الثانية إلى تحسين تدريجي، مع دفع تحسين الأداء على أساس احترام النظام البيئي الحالي. لكل منهما مزاياها، وتخدم مجموعات مطورين ورؤى بيئية مختلفة.
في بنية سلسلة الكتل المعيارية المستقبلية، قد يصبح Monad وحدة "التنفيذ كخدمة" لـ Rollup، بينما قد تصبح MegaETH مكون تسريع الأداء للأجيال الثانية (L2) السائدة. قد يشكل الاثنان معًا محرك تنفيذ موزع عالي الأداء في عالم Web3.
٥. الفرص والتحديات المستقبلية للحوسبة المتوازية
مع انتقال الحوسبة المتوازية من النظرية إلى الممارسة، أصبح إمكانها أكثر وضوحًا. من ناحية، بدأت أنماط التطوير الجديدة ونماذج الأعمال تعيد تعريف " الأداء العالي على السلسلة"، مثل منطق الألعاب المعقدة على السلسلة، ودورات حياة الوكلاء الذكاء الاصطناعي الأكثر واقعية. من ناحية أخرى، فإن ما تقدمه الحوسبة المتوازية ليس فقط تحسين الأداء، بل هو أيضًا تحول هيكلي في حدود إدراك المطورين وتكاليف الانتقال البيئي.
من حيث الفرص، ستقوم الحوسبة المتوازية أولاً بإزالة سقف التطبيقات. حالياً، تعاني تطبيقات DeFi، والألعاب، والتطبيقات الاجتماعية من قيود عنق الزجاجة في الحالة وتكاليف الغاز، مما يجعل من الصعب دعم التفاعلات عالية التردد. من خلال آليات مثل DAG المعاملات والسياقات غير المتزامنة، يمكن أن تحقق الحوسبة المتوازية اختراقات مثل "محرك الألعاب على السلسلة" و"وكيل الذكاء الاصطناعي على السلسلة"، مما يدفع Web3 من "المعاملة هي الأصل" إلى "التفاعل هو الوكيل الذكي".
ثانياً، ستُعاد هيكلة أدوات تطوير البرامج وطبقة التجريد الخاصة بـ VM بسبب التوازي. ستظهر بسرعة أطر عقود ذكية متوازية من الجيل الجديد، ومجمعات محسنة، وأدوات تصحيح الأخطاء المتزامنة، وغيرها. في الوقت نفسه، توفر سلسلة الكتل المعيارية مساراً مثالياً للتنفيذ الحسابي المتوازي، مثل إدخال Monad كوحدة تنفيذ في L2، وMegaETH كبديل لـ EVM يتم نشره، بالتعاون مع Celestia وEigenLayer لتشكيل بنية متكاملة عالية الأداء.
ومع ذلك، تواجه الحوسبة المتوازية العديد من التحديات. على المستوى التكنولوجي، تتمثل المشكلة الأساسية في ضمان اتساق التزامن في الحالة ومعالجة تعارض المعاملات. إن درجة تحمل البيئة على السلسلة للتعارضات التنفيذية منخفضة للغاية، مما يتطلب من المجدول أن يمتلك قدرة قوية على بناء مخطط الاعتماد والتنبؤ بالتعارضات. وفي الوقت نفسه، فإن نموذج الأمان للتنفيذ المتعدد الخيوط لم يتم تأسيسه بالكامل بعد، مثل آلية عزل الحالة ومشاكل جديدة مثل هجمات إعادة الإدخال التي تحتاج إلى حل.
التحديات الأكثر خفاءً تأتي من المستوى البيئي والعقلي. هل يرغب المطورون في الانتقال إلى نموذج جديد، وهل يمكنهم إتقان أساليب التصميم المتوازية، وهل هم على استعداد للتضحية ببعض قابلية القراءة من أجل الأداء، هذه هي القضايا اللينة التي تحدد ما إذا كان بإمكان الحوسبة المتوازية تشكيل طاقة بيئية. تذكرنا فترة الهدوء للعديد من سلاسل الكتل عالية الأداء ولكن تفتقر إلى دعم المطورين بأهمية البيئة. لذلك، يجب على مشاريع الحوسبة المتوازية أن تصنع أقوى محرك، وأيضًا تصميم مسار انتقال بيئي أكثر سلاسة.
في النهاية، فإن مستقبل الحوسبة المتوازية هو انتصار لهندسة الأنظمة، وأيضًا اختبار لتصميم النظم البيئية. سيجبرنا على إعادة التفكير في جوهر السلسلة: هل هي حاسبة مركزية أم منسق حالة عالمي موزع في الوقت الحقيقي؟ إذا كانت الأخيرة، فإن عوامل مثل عمق الحالة، والتزامن في المعاملات، وقدرة استجابة العقود ستصبح مؤشرات رئيسية تحدد قيمة السلسلة. وستصبح نمط الحوسبة المتوازية الذي يكمل هذه النقلة أيضًا البنية التحتية الأكثر تأثيرًا في الدورة الجديدة، وقد تشكل نقطة التحول لنموذج الحوسبة الشامل في Web3.
السادسة، الخاتمة: هل الحوسبة المتوازية هي أفضل مسار لتوسيع نطاق Web3؟
في جميع المسارات التي تستكشف حدود أداء Web3، قد لا تكون الحوسبة المتوازية هي الأسهل في التنفيذ، لكنها قد تكون الأقرب إلى جوهر blockchain. إنها لا تتبادل من خلال نقل خارج السلسلة أو التضحية باللامركزية من أجل الحصول على حجم المعالجة، بل تحاول بشكل أساسي إعادة بناء نموذج التنفيذ مع الحفاظ على الخصوصية واليقين للسلسلة. هذه الطريقة في التوسع "المتجذرة في السلسلة" لا تحتفظ فقط بنموذج الثقة الأساسي في blockchain، بل تتيح أيضًا أساس أداء مستدام للتطبيقات الأكثر تعقيدًا على السلسلة في المستقبل.
تكمن صعوبة وجاذبية الحساب المتوازي في هيكله. إذا كانت إعادة الهيكلة المعيارية تعيد بناء "هيكل السلسلة"، فإن الحساب المتوازي يعيد بناء "روح السلسلة". قد لا تكون هذه طريقة سريعة لتحقيق النتائج على المدى القصير، لكنها على الأرجح الطريق الصحيحة المستدامة الوحيدة في التطور الطويل الأمد لـ Web3. نحن نشهد انتقالًا معماريًا مشابهًا من CPU أحادي النواة إلى نظام تشغيل متعدد النوى/الخيوط، وقد يكون الشكل الأولي لنظام التشغيل الأصلي لـ Web3 مخفيًا في هذا.