Король производительности Блокчейна: анализ секрета скорости Solana

Недавний отчет о производительности Блокчейн показал, что Solana имеет самую высокую скорость среди крупных Блокчейнов, с максимальным среднесуточным реальным TPS, достигающим 1,054. Следом идет Sui с максимальным среднесуточным реальным TPS 854. Стоит отметить, что лучшие показатели показывают Solana и Sui, которые являются неEVM-совместимыми Блокчейнами. Данные показывают, что средняя производительность неEVM-совместимых Блокчейнов примерно в 4 раза выше, чем у EVM-совместимых Блокчейнов.

Производственные ограничения EVM-совместимых Блокчейнов

Обычные методы повышения TPS в Блокчейн включают: улучшение производительности узлов, усовершенствование базового протокола, увеличение размера Блоков, оптимизацию протокола согласия и улучшение способов выполнения транзакций.

Для Блокчейн EVM основным вызовом, связанным с ограничениями виртуальной машины, является выполнение транзакций. У EVM есть две основные проблемы с производительностью:

1. 256-битная архитектура: хотя это удобно для обработки хэш-алгоритма Эфириума, на практике требуется отображение на локальную архитектуру, что приводит к низкой эффективности.

2. Отсутствие стандартной библиотеки: в Solidity нет встроенной стандартной библиотеки, необходимо реализовывать самостоятельно или использовать сторонние библиотеки, эффективность выполнения значительно ниже, чем у предкомпилированной стандартной библиотеки.

С точки зрения оптимизации выполнения, у EVM есть два основных недостатка:

1. Трудно проводить статический анализ: динамический механизм переходов EVM затрудняет статический анализ кода, что влияет на реализацию параллельного выполнения.

2. Непродвинутый JIT-компилятор: хотя существует проект EVM JIT, он все еще находится на экспериментальной стадии и не может в полной мере реализовать потенциал оптимизации.

Таким образом, многие высокопроизводительные публичные блоки выбирают использование виртуальных машин на основе WASM, eBPF или Move байт-кода, а не EVM.

Путь производительности Solana

Solana известна своей уникальной механизмом PoH (Доказательство Истории) и низкой задержкой с высокой пропускной способностью. В основе PoH лежит хеш-алгоритм, похожий на проверяемую задержку, который создает проверяемые и упорядоченные записи событий, предоставляя сети надежный источник времени.

Процесс консенсуса Solana

Механизм тайминга на основе PoH позволяет сети Solana предсказуемо менять лидеров. Каждые 400 миллисекунд - это слот, каждые 4 слота происходит смена лидера. Лидер отвечает за предложение нового блока, а другие валидаторы голосуют за его действительность. Как только блок получает голосование большинства по весу активов, он считается подтвержденным.

Стратегия оптимизации производительности Solana

1. Гольфстрим: отмена публичного пула памяти, прямая передача пользовательских транзакций к лидеру, что обеспечивает быструю смену лидера и предварительное выполнение транзакций.

2. Технология конвейера: разделение обработки данных на несколько процессов, выполняемых различными аппаратными компонентами, для максимизации использования оборудования.

3. Sealevel: использование механизма блокировок чтения и записи для реализации параллельного выполнения транзакций.

4. Турбина: оптимизация процесса распространения блоков, снижение использования полосы пропускания лидера.

5. TowerBFT: Реальное объединение голосований по разветвлениям для повышения эффективности консенсуса.

6. Cloudbreak: Оптимизация структуры базы данных, повышение эффективности SSD.

7. Архиватор: передает задачи хранения данных на специализированную сеть узлов, уменьшая нагрузку на валидаторов.

Резюме

Дизайн Solana заключается в том, чтобы программное обеспечение блокчейна могло масштабироваться с улучшением аппаратного обеспечения. Благодаря полному использованию ресурсов ЦП, ГП и пропускной способности современных компьютеров, Solana теоретически может достигать скорости обработки до 65 000 TPS.

Эта высокая производительность и масштабируемость делают Solana идеальной платформой для обработки высокочастотной торговли и сложных смарт-контрактов. Будь то DePIN/AI сектор или Meme сектор, Solana демонстрирует огромный потенциал. Несмотря на то, что текущая регулирующая среда все еще вызывает неопределенность, позиции и консенсус Solana на крипторынке постепенно укрепляются, и она имеет все шансы стать следующим основным криптоактивом после биткойна и эфириума.