Rey del rendimiento de la cadena de bloques: desentrañando el secreto de velocidad de Solana

Un informe reciente sobre el rendimiento de la cadena de bloques muestra que Solana es la más rápida entre las grandes cadenas de bloques, alcanzando un máximo de 1,054 TPS reales diarios. Justo detrás está Sui, con un máximo de 854 TPS reales diarios. Es notable que tanto Solana como Sui, que tienen el mejor rendimiento, son cadenas de bloques no compatibles con EVM. Los datos muestran que el rendimiento promedio de las cadenas de bloques no compatibles con EVM es aproximadamente 4 veces el de las cadenas de bloques compatibles con EVM.

Cuellos de botella en el rendimiento de las cadenas de bloques compatibles con EVM

Los métodos comunes para mejorar el TPS de la cadena de bloques incluyen: mejorar el rendimiento de los nodos, mejorar el protocolo subyacente, aumentar el bloque, optimizar el protocolo de consenso y mejorar la forma de ejecución de transacciones.

Para las cadenas de bloques EVM, el mayor desafío en la ejecución de transacciones se debe a las limitaciones del entorno de la máquina virtual. EVM presenta principalmente dos problemas de rendimiento:

1. Arquitectura de 256 bits: aunque facilita el procesamiento del algoritmo de hash de Ethereum, en la ejecución real necesita ser mapeado a la arquitectura local, lo que resulta en una baja eficiencia.

2. Falta de bibliotecas estándar: Solidity no tiene bibliotecas estándar integradas, se necesita implementar o usar bibliotecas de terceros, y la eficiencia de ejecución es mucho menor que la de las bibliotecas estándar precompiladas.

Desde la perspectiva de la optimización de la ejecución, EVM tiene dos grandes deficiencias:

1. Difícil de realizar análisis estático: El mecanismo de salto dinámico de EVM dificulta el análisis estático del código, lo que afecta la implementación de la ejecución paralela.

2. Compilador JIT inmaduro: Aunque hay proyectos EVM JIT, todavía están en fase experimental y no han podido aprovechar plenamente su potencial de optimización.

Por lo tanto, muchas cadenas de bloques de alto rendimiento eligen adoptar máquinas virtuales basadas en WASM, eBPF o bytecode Move, en lugar de EVM.

El camino del rendimiento de Solana

Solana es conocido por su mecanismo único de PoH (Prueba de Historia) y su baja latencia y alta capacidad de procesamiento. El núcleo de PoH es un algoritmo hash similar a una función de retraso verificable, que crea un registro de eventos verificable y ordenado, proporcionando una fuente de tiempo confiable para la red.

Proceso de consenso de Solana

El mecanismo de temporización basado en PoH permite que la red Solana rote líderes de manera programada. Cada 400 milisegundos se considera una ranura, y cada 4 ranuras se rota un líder. El líder es responsable de proponer nuevos bloques, y los demás validadores votan sobre la validez del bloque. Una vez que un bloque recibe el voto de la mayoría del peso de los derechos, se considera confirmado.

Estrategias de optimización del rendimiento de Solana

1. Gulf Stream: elimina el grupo de memoria pública y reenvía las transacciones de los usuarios directamente al líder, logrando una rápida transición de líderes y preejecución de transacciones.

2. Tecnología de línea de producción: divide el procesamiento de datos en múltiples procesos de diferentes componentes de hardware, maximizando la utilización del hardware.

3. Sealevel: utiliza un mecanismo de bloqueo de lectura y escritura para lograr la ejecución paralela de transacciones.

4. Turbine: Optimizar el proceso de difusión de bloques, reducir el uso de ancho de banda del líder.

5. TowerBFT: votación de bifurcación combinada en tiempo real, mejora de la eficiencia del consenso.

6. Cloudbreak: Optimizar la estructura de la base de datos, mejorar la eficiencia del SSD.

7. Archiver: Transfiere las tareas de almacenamiento de datos a una red de nodos especializada, aliviando la carga de los validadores.

Resumen

El concepto de diseño de Solana es permitir que el software de la cadena de bloques se expanda con el aumento del rendimiento del hardware. Al aprovechar al máximo los recursos de CPU, GPU y ancho de banda de las computadoras modernas, Solana puede alcanzar teóricamente una velocidad de procesamiento de 65,000 TPS.

Este alto rendimiento y escalabilidad hacen de Solana una plataforma ideal para manejar transacciones de alta frecuencia y contratos inteligentes complejos. Ya sea en el campo de DePIN/IA o en el de Meme, Solana muestra un gran potencial. A pesar de que actualmente el entorno regulatorio sigue siendo incierto, la posición y el consenso de Solana en el mercado de criptomonedas se están consolidando gradualmente, y se espera que se convierta en el próximo activo criptográfico principal después de Bitcoin y Ethereum.