パラレルEVM技術の発展と課題

EVM vs 堅牢性

スマートコントラクトの開発は、ブロックチェーンエンジニアの基本的なスキルです。Solidityなどの高級言語を使用してコントラクトロジックを書くことができますが、EVMはこれらのコードを直接解釈することができません。これを仮想マシンが実行できる低レベルの操作コードまたはバイトコードにコンパイルする必要があります。現在、この変換プロセスを自動的に完了できるツールがあり、開発者がコンパイルの詳細を理解する負担を軽減しています。

コンパイルにはいくつかのオーバーヘッドが伴いますが、低レベルのコーディングに精通したエンジニアは、最高の効率を実現し、ガス消費を減らすために、Solidity内でオペコードを直接使用してプログラムロジックを記述できます。たとえば、Seaportプロトコルは、ユーザーのガスコストを最小限に抑えるためにインラインアセンブリを広く使用しています。

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EVMのパフォーマンスの違い

EVMは「実行層」として、スマートコントラクトのオペコードが最終的に実行される場所です。これが定義したバイトコードは業界標準となり、開発者が複数の互換性のあるネットワーク上で効率的にコントラクトを展開できるようにしています。

EVMバイトコード標準に従うことで、仮想マシンはEVMと呼ばれるようになりますが、具体的な実装には大きな違いがあります。例えば、イーサリアムのGethクライアントはGo言語でEVM標準を実装していますが、イーサリアム財団のIpsilonチームはC++実装を維持しています。この多様性は、異なるエンジニアリングの最適化とカスタマイズを可能にします。

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並列処理の必要性

従来のブロックチェーンシステムでは、取引は順次実行され、単一コアCPUに似ています。このシンプルな方法はシステムの複雑性が低いものの、大規模なユーザーベースを支えるのは難しいです。マルチコアの並列処理に移行することで、同時に複数の取引を処理し、スループットを大幅に向上させることができます。

並行実行は、同じ契約に対する書き込み競合の処理など、いくつかの工学的課題をもたらしました。これらの問題を解決するために新しいメカニズムを設計する必要があります。しかし、無関係な契約の並行実行は、スレッド数に比例して処理能力を向上させることができます。

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パラレルEVMの革新

並行EVMは、ブロックチェーン実行レイヤーを最適化する一連の革新を表しています。Monadを例にすると、その重要な革新には以下が含まれます:

• 並行取引実行:楽観的同時実行アルゴリズムを採用し、複数の取引を同時に処理することを許可します。
• 遅延実行: 取引の実行を独立したチャネルに遅らせ、ブロック時間を最大限に活用します。
• カスタムステータスデータベース: SSD上にMerkleツリーを直接保存し、ステータスアクセスを最適化します。
• 高性能コンセンサスメカニズム:改良されたHotStuffコンセンサスで、数百のノードの同期をサポート。

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技術的な課題

並行実行は潜在的な状態の競合を引き起こすため、実行前または実行後に競合検出が必要です。たとえば、複数の並行取引が同じ流動性プールと相互作用する場合、慎重な競合解決メカニズムが必要です。

並行処理に加えて、各チームは通常、読み書きのパフォーマンスを向上させるために状態データベースを再設計し、関連するコンセンサスアルゴリズムを開発します。

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チャレンジと考慮事項

並行EVMは2つの大きな課題に直面しています: イーサリアムがこれらの革新を長期にわたって吸収する可能性と、ノードの集中化の問題です。現在は初期段階にあり、詳細はまだ完全には公開されていませんが、最終的にはテストネットとメインネットの起動時に明らかにされるでしょう。急速に発展するエコシステムは競争優位性を維持するための鍵です。

ノードの集中化は、すべての高性能ブロックチェーンの共通の課題であり、分散化、安全性、パフォーマンスの間でバランスを取る必要があります。低いハードウェア要件は、より多くの分散ノードをサポートするのに役立ちます。

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パラレルEVMの構図

Monadを除いて、並行EVMのパターンにはSei、MegaETH、Polygon、Neon EVMなどのプロジェクトが含まれています。これらは3つのカテゴリに分けることができます:

1. 既存のEVM互換Layer 1ネットワークの並列実行をサポートするためにアップグレードする
2. 最初から並列実行を採用した新しいEVM互換のLayer 1ネットワーク
3. 非EVM並列処理のレイヤー2ネットワーク

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典型プロジェクト

• Monad:先進の並行EVMプロジェクトで、目標は10,000 TPSであり、2.44億ドルの資金調達を完了しました。

• Sei:取引に特化したLayer 1ネットワークで、Sei V2並行EVMを発表し、TPSが12,500に向上しました。

• Artela: EVM++の二重仮想マシンを通じて実行層を強化し、コアチームはアリペイチェーン出身です。

• Canto:Cosmos SDKをベースとしたEVM対応ネットワークで、並列EVM技術の導入を予定しています。

• Neon: Solana上の並行EVMで、Solidity開発者がワンクリックでSolanaにデプロイできる。

• Eclipse:Solana仮想マシンをイーサリアムに導入するレイヤー2ソリューション。

• Lumio: モジュール化されたVM Layer 2ネットワークで、さまざまな高性能の仮想マシンをサポートしています。

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並行EVM技術の発展は、ブロックチェーンのパフォーマンス向上を促進し、より広範なアプリケーションとユーザーグループをサポートする基盤を築くでしょう。この分野の継続的な革新は、ブロックチェーンエコシステムの未来の発展方向を形成します。

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