Blockchain hiệu suất tối ưu: Phân tích bí quyết tốc độ của Solana

Báo cáo hiệu suất blockchain được phát hành gần đây cho thấy Solana là blockchain nhanh nhất trong số các blockchain lớn, với TPS thực tế trung bình hàng ngày cao nhất đạt 1.054. Đứng thứ hai là Sui, với TPS thực tế trung bình hàng ngày cao nhất là 854. Đáng chú ý, Solana và Sui, có hiệu suất tốt nhất, đều là blockchain không tương thích với EVM. Dữ liệu cho thấy hiệu suất trung bình của các blockchain không tương thích với EVM cao gấp khoảng 4 lần so với các blockchain tương thích với EVM.

Hiệu suất của Blockchain tương thích EVM

Các phương pháp nâng cao TPS của Blockchain thường bao gồm: nâng cao hiệu suất nút, cải thiện giao thức nền tảng, mở rộng khối, tối ưu hóa giao thức đồng thuận và cải thiện cách thực thi giao dịch.

Đối với Blockchain EVM, do hạn chế của môi trường máy ảo, thách thức lớn nhất là thực thi giao dịch. EVM chủ yếu có hai vấn đề về hiệu suất:

1. Kiến trúc 256 bit: Mặc dù dễ dàng xử lý thuật toán băm Ethereum, nhưng trong quá trình chạy thực tế cần ánh xạ vào kiến trúc cục bộ, dẫn đến hiệu suất kém.

2. Thiếu thư viện chuẩn: Trong Solidity không có thư viện chuẩn tích hợp, cần phải tự triển khai hoặc sử dụng thư viện của bên thứ ba, hiệu suất thực thi thấp hơn nhiều so với thư viện chuẩn đã biên dịch.

Từ góc độ tối ưu hóa thực thi, EVM còn hai điểm thiếu sót lớn:

1. Khó khăn trong việc phân tích tĩnh: Cơ chế nhảy động của EVM làm cho mã khó phân tích tĩnh, ảnh hưởng đến việc triển khai thực thi song song.

2. Trình biên dịch JIT chưa phát triển: Mặc dù có dự án EVM JIT, nhưng vẫn đang ở giai đoạn thử nghiệm, chưa thể phát huy đầy đủ tiềm năng tối ưu.

Do đó, nhiều chuỗi công khai hiệu suất cao chọn sử dụng máy ảo dựa trên mã byte WASM, eBPF hoặc Move, thay vì EVM.

Đường đi của hiệu suất Solana

Solana nổi tiếng với cơ chế PoH (Proof of History) độc đáo và độ trễ thấp cùng với thông lượng cao. Cốt lõi của PoH là một thuật toán băm tương tự như hàm trễ có thể xác minh, tạo ra các bản ghi sự kiện có thể xác minh và có thứ tự, cung cấp cho mạng một nguồn thời gian đáng tin cậy.

Quy trình đồng thuận Solana

Cơ chế thời gian dựa trên PoH cho phép mạng Solana luân phiên lãnh đạo theo cách đã định. Mỗi 400 mili giây là một khe, mỗi 4 khe thì luân phiên một lần lãnh đạo. Lãnh đạo có trách nhiệm đề xuất khối mới, các xác thực viên khác bỏ phiếu về tính hợp lệ của khối. Một khi khối nhận được phiếu bầu từ đa số quyền sở hữu, nó sẽ được coi là đã được xác nhận.

Chiến lược tối ưu hóa hiệu suất Solana

1. Gulf Stream: Hủy bỏ bể nhớ công cộng, trực tiếp chuyển tiếp giao dịch của người dùng tới lãnh đạo, thực hiện chuyển đổi lãnh đạo nhanh chóng và thực thi giao dịch trước.

2. Công nghệ dây chuyền: Chia quy trình xử lý dữ liệu thành nhiều quá trình của các bộ phận phần cứng khác nhau, tối đa hóa việc sử dụng phần cứng.

3. Sealevel：Sử dụng cơ chế khóa đọc ghi để thực hiện giao dịch song song.

4. Turbine：Tối ưu hóa quá trình truyền bá khối, giảm băng thông sử dụng của người lãnh đạo.

5. TowerBFT: bỏ phiếu phân nhánh hợp nhất theo thời gian thực, nâng cao hiệu quả đồng thuận.

6. Cloudbreak: Tối ưu hóa cấu trúc cơ sở dữ liệu, nâng cao hiệu suất SSD.

7. Archiver: Chuyển giao nhiệm vụ lưu trữ dữ liệu cho mạng nút chuyên biệt, giảm bớt gánh nặng cho các xác thực viên.

Tóm tắt

Thiết kế của Solana là để phần mềm Blockchain có thể mở rộng theo sự cải thiện của hiệu suất phần cứng. Bằng cách tận dụng triệt để tài nguyên CPU, GPU và băng thông của máy tính hiện đại, Solana lý thuyết có thể đạt được tốc độ xử lý 65,000 TPS.

Hiệu suất cao và khả năng mở rộng này khiến Solana trở thành nền tảng lý tưởng cho việc xử lý giao dịch tần suất cao và hợp đồng thông minh phức tạp. Dù là trong lĩnh vực DePIN/AI hay Meme, Solana đều thể hiện tiềm năng to lớn. Mặc dù môi trường quy định hiện tại vẫn còn nhiều bất ổn, nhưng vị thế và sự đồng thuận của Solana trên thị trường tiền điện tử đang dần được củng cố, có khả năng trở thành tài sản tiền điện tử chủ đạo tiếp theo sau Bitcoin và Ethereum.