區塊鏈性能之王:Solana的祕密武器

一份最新性能報告顯示，Solana是大型區塊鏈中速度最快的,最高日均真實TPS達到1,054。Sui緊隨其後,最高日均真實TPS爲854,而排名第三的某交易平台TPS還不到Sui的一半。

數據表明,性能最出色的Solana和Sui都是非EVM兼容的區塊鏈。進一步分析發現,8個非EVM兼容區塊鏈的平均真實TPS爲284,而17個EVM兼容區塊鏈和以太坊Layer2的平均TPS僅爲74。這意味着非EVM兼容區塊鏈的性能是EVM兼容區塊鏈的約4倍。

EVM兼容區塊鏈的性能瓶頸

一般區塊鏈提升TPS的常見方法包括:提升節點性能、改進底層協議、擴大區塊、優化共識協議和改進交易執行方式。

對EVM區塊鏈而言,最大挑戰在於交易執行。EVM主要存在兩個性能問題:

1. 256位設計:EVM被設計成256位虛擬機,以便處理以太坊的哈希算法。然而實際運行時需要將256位字節映射到本地架構,導致系統效率低下。

2. 缺少標準庫:Solidity中沒有標準庫,必須自行實現,這大大降低了執行效率。

從執行優化角度,EVM還存在難以進行靜態分析和JIT編譯器不成熟的問題。因此,高性能公鏈更多採用基於WASM、eBPF字節碼或Move字節碼的虛擬機,而非EVM。

Solana:區塊鏈性能之王

Solana以其PoH(Proof of History)機制及低延遲高吞吐量而聞名,是最著名的"以太坊殺手"之一。

PoH的核心是一個類似可驗證延遲函數的簡單哈希算法。它使用SHA-256持續運行,將一次迭代的輸出作爲下一次的輸入。這個計算在每個驗證者的單個核心上進行。雖然序列生成是順序和單線程的,但驗證可以並行進行,從而在多核系統上實現高效驗證。

Solana共識流程

基於PoH的計時允許Solana網路以預定且透明的方式輪換領導者。輪換以固定的時間間隔進行,每4個槽(slot)爲一個週期,每個槽設置爲400毫秒。這種機制確保每個驗證者都有公平機會成爲領導者,維護網路的去中心化和安全性。

在每個槽的時間段內,領導者提出新塊,驗證交易並廣播給其他驗證者。其他驗證者對區塊有效性進行投票,如果獲得大多數權益權重的投票,該區塊被視爲已確認。

Solana性能優勢

1. Gulf Stream:Solana不需要公共內存池來保存用戶交易。用戶提交的交易被立即轉發給領導者的驗證者,實現快速的領導者轉換和交易預執行。

2. 流水線技術:Solana將區塊數據處理劃分爲不同硬件部件的多個過程,最大化硬件利用率,加快區塊驗證和傳輸速度。

3. Sealevel:Solana的交易調度器利用讀寫鎖機制實現交易的並行執行,提高處理效率。

4. Turbine:領導者通過將數據包分割並分發給分層結構的驗證者,減少帶寬使用。

5. TowerBFT:一種針對分叉投票的共識機制,通過實時合並分叉投票提高共識效率。

6. Cloudbreak:Solana開發的數據庫,通過特定方式對帳戶數據結構分區,最大化SSD效率。

7. Archiver:將數據存儲從驗證者轉移到專門的節點網路,減輕驗證者負擔。

Solana的設計目標是成爲一個隨硬件速度擴展的區塊鏈。通過充分利用現代計算機的CPU、GPU和帶寬能力,Solana理論上可達到65,000 TPS的最大速度。

正是因爲Solana的高性能和擴展性,使其成爲處理高頻交易和復雜智能合約的首選平台。無論是DePIN/AI還是Meme賽道,Solana都展現出巨大潛力。雖然短期內可能不會獲得ETF批準,但在加密市場中,Solana的共識正日益堅固,有望與比特幣和以太坊並駕齊驅。