Le roi de la performance Blockchain : Analyser le secret de vitesse de Solana

Un rapport de performance de blockchain publié récemment montre que Solana est la plus rapide parmi les grandes blockchains, avec un TPS réel moyen quotidien maximum atteignant 1 054. Vient ensuite Sui, avec un TPS réel moyen quotidien maximum de 854. Il est à noter que les meilleures performances sont réalisées par Solana et Sui, qui sont toutes deux des blockchains non compatibles EVM. Les données montrent que les performances moyennes des blockchains non compatibles EVM sont environ 4 fois supérieures à celles des blockchains compatibles EVM.

Les goulets d’étranglement de performance des blockchains compatibles EVM

Les méthodes générales pour augmenter le TPS d’un Blockchain incluent : améliorer les performances des nœuds, améliorer le protocole sous-jacent, augmenter la taille des Blocs, optimiser le protocole de consensus et améliorer les méthodes d’exécution des transactions.

Pour les blockchains EVM, le principal défi en raison des limitations de l’environnement de machine virtuelle est l’exécution des transactions. L’EVM présente principalement deux problèmes de performance :

1. Architecture 256 bits : Bien que cela facilite le traitement de l’algorithme de hachage Ethereum, cela nécessite de le mapper à l’architecture locale lors de l’exécution, ce qui entraîne une inefficacité.

2. Bibliothèque standard manquante : il n’existe pas de bibliothèque standard intégrée dans Solidity, il est nécessaire de l’implémenter soi-même ou d’utiliser des bibliothèques tierces, l’efficacité d’exécution étant bien inférieure à celle des bibliothèques standard précompilées.

D’un point de vue optimisation de l’exécution, l’EVM présente deux grandes lacunes :

1. Difficile de réaliser une analyse statique : le mécanisme de saut dynamique de l’EVM rend le code difficile à analyser statiquement, ce qui affecte la mise en œuvre de l’exécution parallèle.

2. Le compilateur JIT n’est pas mature : bien qu’il existe des projets JIT pour l’EVM, ils sont encore en phase expérimentale et n’ont pas pu exploiter pleinement leur potentiel d’optimisation.

Ainsi, de nombreuses blockchains publiques haute performance choisissent d’adopter des machines virtuelles basées sur WASM, eBPF ou le bytecode Move, plutôt que sur l’EVM.

La voie de la performance de Solana

Solana est connue pour son mécanisme unique de PoH (Proof of History) et sa faible latence avec un haut débit. Le cœur de PoH est un algorithme de hachage similaire à une fonction de délai vérifiable, créant des enregistrements d’événements vérifiables et ordonnés, fournissant une source de temps fiable pour le réseau.

Processus de consensus Solana

Le mécanisme de chronométrage basé sur PoH permet au réseau Solana de faire tourner les leaders de manière prévisible. Chaque 400 millisecondes constitue un slot, et tous les 4 slots, le leader est changé. Le leader est responsable de proposer de nouveaux blocs, tandis que les autres validateurs votent sur la validité des blocs. Une fois qu’un bloc reçoit le vote de la majorité du poids des droits de vote, il est considéré comme confirmé.

Stratégies d’optimisation des performances de Solana

1. Gulf Stream : suppression de la mémoire publique, redirection directe des transactions des utilisateurs vers le leader, permettant une transition rapide des leaders et une pré-exécution des transactions.

2. Technologie de pipeline : diviser le traitement des données en plusieurs processus sur différents composants matériels, maximisant ainsi l’utilisation du matériel.

3. Sealevel : Utiliser un mécanisme de verrouillage de lecture-écriture pour réaliser l’exécution parallèle des transactions.

4. Turbine : Optimiser le processus de propagation des blocs, réduire l’utilisation de la bande passante par le leader.

5. TowerBFT : vote de fusion de fork en temps réel, améliorant l’efficacité du consensus.

6. Cloudbreak : Optimiser la structure de la base de données pour améliorer l’efficacité des SSD.

7. Archiver : Transférer les tâches de stockage de données vers un réseau de nœuds spécialisé, allégeant ainsi la charge des validateurs.

Résumé

La philosophie de conception de Solana est de permettre aux logiciels Blockchain de s’adapter à l’augmentation des performances matérielles. En tirant pleinement parti des ressources CPU, GPU et de bande passante des ordinateurs modernes, Solana peut théoriquement atteindre une vitesse de traitement de 65 000 TPS.

Cette haute performance et évolutivité font de Solana une plateforme idéale pour traiter des transactions à haute fréquence et des contrats intelligents complexes. Que ce soit dans le secteur DePIN/IA ou dans le secteur des mèmes, Solana montre un potentiel énorme. Bien que l’environnement réglementaire reste incertain pour le moment, la position et le consensus de Solana sur le marché des cryptomonnaies se renforcent progressivement, et elle pourrait devenir le prochain actif cryptographique mainstream après Bitcoin et Ethereum.