Máy ảo Ethereum EVM và sự phát triển song song của nó

Máy ảo Ethereum và Solidity

Phát triển hợp đồng thông minh là kỹ năng cơ bản của kỹ sư blockchain. Mặc dù các nhà phát triển có thể sử dụng các ngôn ngữ cấp cao như Solidity để viết logic hợp đồng, nhưng EVM không thể thực thi trực tiếp những mã này. Cần phải biên dịch chúng thành mã byte cấp thấp mà máy ảo có thể hiểu. Các công cụ hiện có có thể tự động hoàn thành quá trình chuyển đổi này, giảm bớt gánh nặng cho các nhà phát triển.

Mặc dù biên dịch sẽ mang lại một số chi phí, nhưng các kỹ sư quen thuộc với mã máy dưới đáy có thể sử dụng mã hợp ngữ trực tiếp trong Solidity để đạt hiệu suất tối đa và giảm chi phí gas. Ví dụ, một giao thức giao dịch NFT nổi tiếng đã sử dụng rất nhiều mã hợp ngữ nội tuyến để tối thiểu hóa chi phí gas của người dùng.

Sự khác biệt về hiệu suất Máy ảo Ethereum

EVM như "tầng thực thi", là nơi thực thi cuối cùng của mã hợp đồng thông minh. Mã byte được định nghĩa bởi EVM đã trở thành tiêu chuẩn của ngành, hỗ trợ các nhà phát triển triển khai hợp đồng trên nhiều mạng khác nhau.

Mặc dù tuân theo cùng một tiêu chuẩn bytecode, nhưng các EVM khác nhau có thể có sự khác biệt đáng kể về hiệu suất. Chẳng hạn, máy khách Go và máy khách C++ của Ethereum đã sử dụng các phương pháp triển khai khác nhau, tạo ra không gian cho tối ưu hóa và tùy chỉnh kỹ thuật.

Công nghệ EVM song song

Lịch sử đổi mới blockchain chủ yếu tập trung vào thuật toán đồng thuận, một số dự án nổi tiếng cũng được biết đến nhờ cơ chế đồng thuận của chúng. Tuy nhiên, blockchain hiệu suất cao thực sự cần sự đổi mới kép ở cả lớp đồng thuận và lớp thực thi. Các chuỗi EVM chỉ tối ưu hóa đồng thuận thường cần phần cứng mạnh mẽ hơn để hỗ trợ việc nâng cao hiệu suất.

Hầu hết các hệ thống blockchain vẫn sử dụng cách thực hiện giao dịch theo thứ tự, giống như CPU đơn nhân. Chuyển sang xử lý song song có thể nâng cao đáng kể khả năng thông lượng, nhưng cũng mang lại những thách thức kỹ thuật mới, chẳng hạn như xử lý xung đột ghi của các giao dịch đồng thời vào cùng một hợp đồng.

Sự đổi mới của EVM song song

Lấy một dự án EVM song song làm ví dụ, những đổi mới chính của nó bao gồm:

• Thuật toán thực thi song song lạc quan, cho phép nhiều giao dịch được xử lý cùng một lúc
• Cơ chế thực thi chậm, hoãn thực thi giao dịch đến kênh độc lập
• Cơ sở dữ liệu trạng thái tối ưu, cải thiện tốc độ truy cập trạng thái
• Cơ chế đồng thuận hiệu suất cao, hỗ trợ hoạt động phân phối quy mô lớn

Thách thức kỹ thuật

Thực thi song song đã đưa ra vấn đề xung đột trạng thái tiềm ẩn, cần có cơ chế phát hiện và giải quyết xung đột một cách cẩn thận. Các đội thường cũng cần phải thiết kế lại cơ sở dữ liệu trạng thái và phát triển thuật toán đồng thuận tương thích.

Những thách thức chính bao gồm rủi ro công nghệ bị hấp thụ bởi các dự án như Ethereum, cũng như vấn đề tập trung nút. Sự phát triển nhanh chóng của hệ sinh thái và giảm nhu cầu phần cứng sẽ là chìa khóa để đối phó với những thách thức này.

Bố cục EVM song song

Hiện tại, các dự án EVM song song chủ yếu bao gồm hai loại: mạng Layer 1 và giải pháp Layer 2.

1. Nâng cấp hỗ trợ thực thi song song trên Layer 1 tương thích với EVM
2. Áp dụng Layer 1 tương thích EVM thực thi song song ngay từ đầu
3. Sử dụng công nghệ song song non-EVM của chuỗi Layer 2 tương thích EVM

Các dự án EVM song song chính

Một dự án nổi tiếng nhằm tối ưu hóa EVM thông qua việc thực hiện song song và cấu trúc ống dẫn, với mục tiêu TPS là 10000. Dự án này đã hoàn thành một đợt huy động vốn lớn, đội ngũ sáng lập đến từ các nhà tạo lập thị trường nổi tiếng.

Một dự án khác ban đầu tập trung vào ứng dụng giao dịch, hiện đã được nâng cấp thành EVM song song hiệu suất cao, hỗ trợ di chuyển ứng dụng chỉ với một cú nhấp chuột.

Còn có dự án sử dụng kiến trúc hai máy ảo EVM++ để tăng cường hiệu suất lớp thực thi, đội ngũ cốt lõi đến từ một dự án blockchain nổi tiếng.

Một dự án trong hệ sinh thái Cosmos cũng đã công bố kế hoạch giới thiệu công nghệ EVM song song.

Ngoài ra, còn có các giải pháp tương thích EVM dựa trên Solana, cũng như các dự án Layer 2 đưa Solana VM vào Ethereum.

Kết luận

Các đổi mới về lớp thực thi như EVM song song đã cung cấp các giải pháp mới để nâng cao hiệu suất và khả năng mở rộng của blockchain. Sự phát triển của các công nghệ này sẽ thúc đẩy sự tiến bộ hơn nữa của hệ sinh thái blockchain, hỗ trợ nhiều tình huống ứng dụng rộng rãi hơn.