Investigación profunda sobre la computación paralela en Web3: el camino definitivo hacia la escalabilidad nativa
I. Introducción: La escalabilidad es un tema eterno, y la paralelización es el campo de batalla definitivo
Desde su nacimiento, los sistemas de blockchain han enfrentado el problema central de la escalabilidad. La capacidad de procesamiento de transacciones de Bitcoin y Ethereum es muy inferior a la de los sistemas tradicionales de Web2, y este cuello de botella está profundamente incrustado en el diseño subyacente de la blockchain, involucrando un equilibrio entre descentralización, seguridad y escalabilidad.
En los últimos diez años, la industria ha intentado diversas soluciones de escalabilidad, desde la escalabilidad en cadena hasta Layer 2, desde canales de estado hasta Rollup. Rollup se ha convertido en el paradigma de escalabilidad predominante en la actualidad, pero aún no ha alcanzado el verdadero límite de rendimiento de la capa base de la blockchain.
El cálculo paralelo dentro de la cadena se está convirtiendo gradualmente en un nuevo enfoque. Intenta reconstruir el motor de ejecución manteniendo la atomicidad de una sola cadena, actualizando la blockchain de un modo de un solo hilo a un sistema de cálculo de alta concurrencia. Esto no solo puede resultar en un aumento de cientos de veces en el rendimiento, sino que también puede convertirse en la base para la explosión de aplicaciones de contratos inteligentes complejos.
La computación paralela representa un cambio de paradigma en el modelo de ejecución de blockchain. Desafía el patrón fundamental de ejecución de contratos inteligentes y redefine la lógica básica del procesamiento de transacciones. Esta dirección se está convirtiendo en una variable clave en la competencia de la nueva fase Layer 1, que podría dar lugar a la próxima generación de plataformas de ejecución soberana en el mundo de Web3.
II. Panorama de los patrones de escalabilidad: cinco tipos de rutas, cada una con su enfoque
La expansión, como un tema central en la evolución de la tecnología de las cadenas públicas, ha dado lugar a diversas rutas tecnológicas. Estas se pueden resumir en cinco rutas básicas, cada una con su propio enfoque:
Escalado en la cadena: aumentar directamente el tamaño del bloque o reducir el tiempo de creación de bloques. Simple pero con un alto riesgo de centralización.
Escalabilidad fuera de la cadena: transferir transacciones fuera de la cadena, como canales de estado y cadenas laterales. Puede aumentar significativamente el rendimiento, pero existen problemas de seguridad.
Layer 2 Rollup: Ejecución fuera de la cadena, verificación en la cadena. La solución de escalado más popular actualmente, que equilibra rendimiento y descentralización.
Blockchain modular: desacoplar las funciones centrales de la blockchain, completadas por múltiples cadenas especializadas que realizan diferentes funciones. Flexible pero con alta complejidad.
Cálculo paralelo en la cadena: cambiar la arquitectura del motor de ejecución para lograr el procesamiento concurrente de transacciones. El potencial es enorme, pero la dificultad técnica es alta.
Estos caminos reflejan el compromiso sistemático de la blockchain entre rendimiento, combinabilidad, seguridad y complejidad. Cada camino tiene sus ventajas y limitaciones, formando en conjunto un panorama de la actualización del paradigma computacional de Web3.
Tres, Mapa de clasificación de computación paralela: cinco grandes caminos desde la cuenta hasta la instrucción
La tecnología de computación paralela se puede dividir en cinco rutas principales, que van de gruesa a fina:
Paralelismo a nivel de cuenta: representado por Solana, se logra el paralelismo basado en el diseño de desacoplamiento de cuenta-estado.
Paralelismo a nivel de objeto: como Aptos y Sui, programan en unidades de objetos de estado más finas.
Paralelismo a nivel de transacción: representado por Monad, Sei y Fuel, se construye un gráfico de dependencias para ejecutar en paralelo en torno a toda la transacción.
Paralelismo a nivel de máquina virtual: como MegaETH, incrustando la capacidad de concurrencia en la lógica de programación de instrucciones a nivel de VM.
Paralelismo a nivel de instrucciones: similar a la ejecución fuera de orden de la CPU, se realiza un análisis de programación y reordenamiento paralelo de cada operación.
Estas cinco categorías de rutas muestran la evolución de la tecnología de paralelismo desde estructuras de datos estáticas hasta mecanismos de programación dinámica, cada paso implica un aumento en la complejidad del sistema y el potencial de rendimiento. Marcan la transición del modelo de computación blockchain hacia un entorno de ejecución distribuido de alto rendimiento.
Cuatro, Análisis profundo de dos principales vías: Monad vs MegaETH
Las dos principales rutas tecnológicas más destacadas en el campo de la computación paralela son Monad y MegaETH, que representan los dos paradigmas diferentes de "reconstruccionismo" y "compatibilismo".
Monad adopta un diseño completamente nuevo, inspirado en las tecnologías modernas de bases de datos, para construir un motor de ejecución paralela de alto rendimiento. Sus mecanismos centrales incluyen control de concurrencia optimista, programación de transacciones DAG y ejecución fuera de orden, entre otros. Monad logra la compatibilidad con Solidity a través de una capa de lenguaje intermedio, y se espera que mejore significativamente el rendimiento.
MegaETH se dedica a implementar la paralelización sobre la base existente de EVM. Rediseña el modelo de ejecución de EVM, introduciendo aislamiento a nivel de hilo y mecanismos de ejecución asíncrona, lo que permite que múltiples contratos inteligentes se ejecuten en paralelo. Este enfoque es el más amigable para los desarrolladores y se espera que se implemente primero en las principales redes L2.
Monad y MegaETH representan dos caminos para la computación paralela: uno persigue una reconstrucción de alto rendimiento, mientras que el otro busca una optimización progresiva y compatibilidad. Están dirigidos a diferentes grupos de desarrolladores y escenarios de aplicación, y en el futuro podrían complementarse en una arquitectura de blockchain modular.
Cinco, Oportunidades y Desafíos Futuros de la Computación Paralela
La computación paralela trae enormes oportunidades a Web3:
Eliminar el techo de la aplicación, soportar juegos en cadena con interacciones de alta frecuencia, agentes de IA y otras aplicaciones complejas.
Impulsar la transformación del paradigma de desarrollo, generando una nueva generación de cadenas de herramientas y abstracciones de máquinas virtuales.
Proporcionar una capa de ejecución de alto rendimiento para blockchain modular.
También enfrenta muchos desafíos:
El problema técnico de garantizar la consistencia del estado y el manejo de conflictos.
El modelo de seguridad del entorno de ejecución paralela aún no está maduro.
La barrera psicológica de la migración del ecosistema de desarrolladores.
El éxito de la computación paralela no solo requiere avances tecnológicos, sino también la sabiduría del diseño ecológico. Esto redefinirá la esencia de la blockchain y se convertirá en la infraestructura con el efecto de interés compuesto más significativo del nuevo ciclo.
Seis, Conclusión: ¿Es la computación paralela el mejor camino para la escalabilidad nativa de Web3?
Aunque la computación paralela es difícil de implementar, podría ser el camino de escalabilidad más cercano a la esencia de la blockchain. Al mantener el modelo de confianza de la blockchain, reestructura fundamentalmente el modelo de ejecución, reservando un espacio de rendimiento sostenible para aplicaciones complejas.
Quizás no sea un atajo que produzca resultados a corto plazo, pero muy probablemente sea la única solución sostenible en la evolución a largo plazo de Web3. Estamos presenciando una transición arquitectónica similar a la de pasar de un núcleo a múltiples núcleos; el embrión de un sistema operativo nativo de Web3 podría estar oculto en estos experimentos paralelos dentro de las cadenas.
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CoffeeNFTrader
· 08-02 17:35
Layer2 ya me aburrió, esta trampa es la verdadera cosa.
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LayerHopper
· 08-02 04:16
Después de tanto tiempo tratando de escalar, es mejor jugar con Layer3.
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liquiditea_sipper
· 08-02 02:26
La expansión depende de la paralelización.
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SellLowExpert
· 08-02 02:16
No estés hablando de aumentar la capacidad todo el día, el próximo mes tendremos que saltar de nuevo a 2.
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hodl_therapist
· 08-02 02:13
No importa si se expande o no, de todos modos yo soy hodl.
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ForumLurker
· 08-02 02:01
¿Cálculo paralelo en la cadena? ¿Se está ampliando la capacidad nuevamente?
Cálculo paralelo en la cadena Web3: análisis de cinco rutas tecnológicas para la nueva era de escalabilidad
Investigación profunda sobre la computación paralela en Web3: el camino definitivo hacia la escalabilidad nativa
I. Introducción: La escalabilidad es un tema eterno, y la paralelización es el campo de batalla definitivo
Desde su nacimiento, los sistemas de blockchain han enfrentado el problema central de la escalabilidad. La capacidad de procesamiento de transacciones de Bitcoin y Ethereum es muy inferior a la de los sistemas tradicionales de Web2, y este cuello de botella está profundamente incrustado en el diseño subyacente de la blockchain, involucrando un equilibrio entre descentralización, seguridad y escalabilidad.
En los últimos diez años, la industria ha intentado diversas soluciones de escalabilidad, desde la escalabilidad en cadena hasta Layer 2, desde canales de estado hasta Rollup. Rollup se ha convertido en el paradigma de escalabilidad predominante en la actualidad, pero aún no ha alcanzado el verdadero límite de rendimiento de la capa base de la blockchain.
El cálculo paralelo dentro de la cadena se está convirtiendo gradualmente en un nuevo enfoque. Intenta reconstruir el motor de ejecución manteniendo la atomicidad de una sola cadena, actualizando la blockchain de un modo de un solo hilo a un sistema de cálculo de alta concurrencia. Esto no solo puede resultar en un aumento de cientos de veces en el rendimiento, sino que también puede convertirse en la base para la explosión de aplicaciones de contratos inteligentes complejos.
La computación paralela representa un cambio de paradigma en el modelo de ejecución de blockchain. Desafía el patrón fundamental de ejecución de contratos inteligentes y redefine la lógica básica del procesamiento de transacciones. Esta dirección se está convirtiendo en una variable clave en la competencia de la nueva fase Layer 1, que podría dar lugar a la próxima generación de plataformas de ejecución soberana en el mundo de Web3.
II. Panorama de los patrones de escalabilidad: cinco tipos de rutas, cada una con su enfoque
La expansión, como un tema central en la evolución de la tecnología de las cadenas públicas, ha dado lugar a diversas rutas tecnológicas. Estas se pueden resumir en cinco rutas básicas, cada una con su propio enfoque:
Escalado en la cadena: aumentar directamente el tamaño del bloque o reducir el tiempo de creación de bloques. Simple pero con un alto riesgo de centralización.
Escalabilidad fuera de la cadena: transferir transacciones fuera de la cadena, como canales de estado y cadenas laterales. Puede aumentar significativamente el rendimiento, pero existen problemas de seguridad.
Layer 2 Rollup: Ejecución fuera de la cadena, verificación en la cadena. La solución de escalado más popular actualmente, que equilibra rendimiento y descentralización.
Blockchain modular: desacoplar las funciones centrales de la blockchain, completadas por múltiples cadenas especializadas que realizan diferentes funciones. Flexible pero con alta complejidad.
Cálculo paralelo en la cadena: cambiar la arquitectura del motor de ejecución para lograr el procesamiento concurrente de transacciones. El potencial es enorme, pero la dificultad técnica es alta.
Estos caminos reflejan el compromiso sistemático de la blockchain entre rendimiento, combinabilidad, seguridad y complejidad. Cada camino tiene sus ventajas y limitaciones, formando en conjunto un panorama de la actualización del paradigma computacional de Web3.
Tres, Mapa de clasificación de computación paralela: cinco grandes caminos desde la cuenta hasta la instrucción
La tecnología de computación paralela se puede dividir en cinco rutas principales, que van de gruesa a fina:
Paralelismo a nivel de cuenta: representado por Solana, se logra el paralelismo basado en el diseño de desacoplamiento de cuenta-estado.
Paralelismo a nivel de objeto: como Aptos y Sui, programan en unidades de objetos de estado más finas.
Paralelismo a nivel de transacción: representado por Monad, Sei y Fuel, se construye un gráfico de dependencias para ejecutar en paralelo en torno a toda la transacción.
Paralelismo a nivel de máquina virtual: como MegaETH, incrustando la capacidad de concurrencia en la lógica de programación de instrucciones a nivel de VM.
Paralelismo a nivel de instrucciones: similar a la ejecución fuera de orden de la CPU, se realiza un análisis de programación y reordenamiento paralelo de cada operación.
Estas cinco categorías de rutas muestran la evolución de la tecnología de paralelismo desde estructuras de datos estáticas hasta mecanismos de programación dinámica, cada paso implica un aumento en la complejidad del sistema y el potencial de rendimiento. Marcan la transición del modelo de computación blockchain hacia un entorno de ejecución distribuido de alto rendimiento.
Cuatro, Análisis profundo de dos principales vías: Monad vs MegaETH
Las dos principales rutas tecnológicas más destacadas en el campo de la computación paralela son Monad y MegaETH, que representan los dos paradigmas diferentes de "reconstruccionismo" y "compatibilismo".
Monad adopta un diseño completamente nuevo, inspirado en las tecnologías modernas de bases de datos, para construir un motor de ejecución paralela de alto rendimiento. Sus mecanismos centrales incluyen control de concurrencia optimista, programación de transacciones DAG y ejecución fuera de orden, entre otros. Monad logra la compatibilidad con Solidity a través de una capa de lenguaje intermedio, y se espera que mejore significativamente el rendimiento.
MegaETH se dedica a implementar la paralelización sobre la base existente de EVM. Rediseña el modelo de ejecución de EVM, introduciendo aislamiento a nivel de hilo y mecanismos de ejecución asíncrona, lo que permite que múltiples contratos inteligentes se ejecuten en paralelo. Este enfoque es el más amigable para los desarrolladores y se espera que se implemente primero en las principales redes L2.
Monad y MegaETH representan dos caminos para la computación paralela: uno persigue una reconstrucción de alto rendimiento, mientras que el otro busca una optimización progresiva y compatibilidad. Están dirigidos a diferentes grupos de desarrolladores y escenarios de aplicación, y en el futuro podrían complementarse en una arquitectura de blockchain modular.
Cinco, Oportunidades y Desafíos Futuros de la Computación Paralela
La computación paralela trae enormes oportunidades a Web3:
Eliminar el techo de la aplicación, soportar juegos en cadena con interacciones de alta frecuencia, agentes de IA y otras aplicaciones complejas.
Impulsar la transformación del paradigma de desarrollo, generando una nueva generación de cadenas de herramientas y abstracciones de máquinas virtuales.
Proporcionar una capa de ejecución de alto rendimiento para blockchain modular.
También enfrenta muchos desafíos:
El problema técnico de garantizar la consistencia del estado y el manejo de conflictos.
El modelo de seguridad del entorno de ejecución paralela aún no está maduro.
La barrera psicológica de la migración del ecosistema de desarrolladores.
El éxito de la computación paralela no solo requiere avances tecnológicos, sino también la sabiduría del diseño ecológico. Esto redefinirá la esencia de la blockchain y se convertirá en la infraestructura con el efecto de interés compuesto más significativo del nuevo ciclo.
Seis, Conclusión: ¿Es la computación paralela el mejor camino para la escalabilidad nativa de Web3?
Aunque la computación paralela es difícil de implementar, podría ser el camino de escalabilidad más cercano a la esencia de la blockchain. Al mantener el modelo de confianza de la blockchain, reestructura fundamentalmente el modelo de ejecución, reservando un espacio de rendimiento sostenible para aplicaciones complejas.
Quizás no sea un atajo que produzca resultados a corto plazo, pero muy probablemente sea la única solución sostenible en la evolución a largo plazo de Web3. Estamos presenciando una transición arquitectónica similar a la de pasar de un núcleo a múltiples núcleos; el embrión de un sistema operativo nativo de Web3 podría estar oculto en estos experimentos paralelos dentro de las cadenas.