Web3 Paralel Hesaplama Derinlik Araştırma Raporu: Yerel Ölçeklenmenin Nihai Yolu

I. Giriş: Ölçeklenebilirlik, kalıcı bir meseledir; eşzamanlılık ise nihai savaş alanıdır.

Bitcoin'in doğuşundan bu yana, blok zinciri sistemi her zaman kaçınılmaz bir temel sorunla karşı karşıya kalmıştır: ölçeklendirme. Bitcoin saniyede 10'dan az işlem gerçekleştirir ve Ethereum, geleneksel Web2 dünyasındaki on binlerce TPS'ye kıyasla özellikle hantal olan onlarca TPS'nin (saniye başına işlem) performans darboğazını aşmak için mücadele eder. Daha da önemlisi, bu "sunucu ekleyerek" çözülebilecek basit bir sorun değil, blok zincirinin altında yatan fikir birliğine ve yapısal tasarımına derinden gömülü sistemik bir sınırlamadır - yani, "ademi merkeziyetçilik, güvenlik ve ölçeklenebilirliğin" birleştirilemediği blok zincirinin imkansız üçgeni.

Son on yılda, sayısız genişleme girişiminin yükseldiğini ve düştüğünü gördük. Bitcoin ölçeklendirme savaşından Ethereum parçalama vizyonuna, devlet kanalları ve plazmadan rollup'lara ve modüler blok zincirlerine, Katman 2'de zincir dışı yürütmeden Veri Kullanılabilirliğinin yapısal olarak yeniden düzenlenmesine kadar tüm endüstri, mühendislik hayal gücüyle dolu bir ölçeklendirme yoluna girdi. En yaygın olarak kabul edilen ölçeklendirme paradigması olan Rollup, ana zincirin yürütme yükünü azaltırken ve Ethereum'un güvenliğini korurken TPS'yi önemli ölçüde artırma hedefine ulaşmıştır. Ancak, blok zincirinin altında yatan "tek zincir performansının" gerçek sınırlarına, özellikle de yürütme düzeyinde - yani bloğun kendisinin verimi - ki bu hala zincir üstü seri hesaplamanın eski işleme paradigması tarafından sınırlıdır.

Bu nedenle, zincir içi paralel hesaplama yavaş yavaş endüstrinin görüş alanına girdi. Zincir dışı ölçeklendirme ve zincirler arası dağıtımdan farklı olarak, zincir içi paralellik, tek bir zincirin atomikliğini ve entegre yapısını korurken yürütme motorunu tamamen yeniden yapılandırmaya çalışır ve blok zincirini tek iş parçacıklı "bir işlemin tek tek seri yürütülmesi" modundan modern işletim sistemi ve CPU tasarımının rehberliğinde "çoklu iş parçacığı + boru hattı + bağımlılık zamanlaması" yüksek eşzamanlılık bilgi işlem sistemine yükseltir. Böyle bir yol, yalnızca verimde yüz kat artış sağlamakla kalmaz, aynı zamanda akıllı sözleşme uygulamalarının patlaması için önemli bir ön koşul haline gelebilir.

Aslında, Web2 bilgi işlem paradigmasında, tek iş parçacıklı bilgi işlem, modern donanım mimarileri tarafından uzun süredir ortadan kaldırılmış ve yerini paralel programlama, eşzamansız zamanlama, iş parçacığı havuzları ve mikro hizmetler gibi sonsuz bir optimizasyon modelleri akışı almıştır. Kesinlik ve doğrulanabilirlik için son derece yüksek gereksinimlere sahip daha ilkel ve muhafazakar bir bilgi işlem sistemi olan Blockchain, bu paralel hesaplama fikirlerinden hiçbir zaman tam olarak yararlanamadı. Bu hem bir sınırlama hem de bir fırsattır. Solana, Sui ve Aptos gibi yeni zincirler, mimari düzeyde paralellik sunarak bu keşfi başlatan ilk zincirlerdir. Monad ve MegaETH gibi gelişmekte olan projeler, modern işletim sistemlerine giderek daha da yaklaşan özellikler göstererek, boru hattı yürütme, iyimser eşzamanlılık ve eşzamansız mesaj odaklı gibi derin mekanizmalardaki atılımlara zincir üstü paralelliği daha da yükseltti.

Paralel hesaplamanın sadece bir "performans optimizasyon yöntemi" değil, aynı zamanda blok zinciri yürütme modeli paradigmasında bir dönüm noktası olduğu söylenebilir. Akıllı sözleşme yürütmenin temel kalıplarına meydan okur ve işlem paketleme, durum erişimi, çağrı ilişkileri ve depolama düzeninin temel mantığını yeniden tanımlar. Toplama, "işlemleri zincir dışı yürütmeye taşımak" ise, zincir üstü paralellik "zincir üzerinde süper bilgi işlem çekirdekleri oluşturmaktır" ve amacı yalnızca verimi artırmak değil, aynı zamanda gelecekteki Web3 yerel uygulamaları (yüksek frekanslı ticaret, oyun motorları, yapay zeka modeli yürütme, zincir üstü sosyal ağ vb.) için gerçekten sürdürülebilir altyapı desteği sağlamaktır.

Rollup alanı giderek homojenleşirken, zincir içi paralellik yeni dönem Layer1 rekabetinin belirleyici değişkeni haline gelmektedir. Performans artık sadece "daha hızlı" olmakla kalmıyor, aynı zamanda tüm heterojen uygulama dünyasını destekleme olasılığını da kapsıyor. Bu sadece bir teknik yarış değil, aynı zamanda bir paradigma mücadelesidir. Web3 dünyasının bir sonraki nesil egemen yürütme platformu muhtemelen bu zincir içi paralellik mücadelesinden doğacaktır.

İki, Ölçeklendirme Paradigması Panorama: Beş Tür Yol, Her Biri Farklı Odaklanma

Halka açık zincir teknolojisinin evrimindeki en önemli, sürekli ve zor konulardan biri olan kapasite artırımı, son on yılda neredeyse tüm ana akım teknoloji yollarının ortaya çıkmasına ve evrimine yol açmıştır. Bitcoin'in blok büyüklüğü üzerindeki savaştan başlayarak, "zincirin nasıl daha hızlı çalışacağı" konusundaki bu teknik rekabet, sonunda kendi teknik felsefesi, iniş zorluğu, risk modeli ve uygulanabilir senaryoları ile her biri darboğazı farklı bir açıdan kesen beş temel rotaya ayrıldı.

İlk rota, blok boyutunu artırmak, blok süresini kısaltmak veya veri yapısını ve konsensüs mekanizmasını optimize ederek işlem gücünü artırmak anlamına gelen en doğrudan zincir üstü ölçeklendirmedir. Bu yaklaşım, Bitcoin ölçeklendirme tartışmasının odak noktası oldu, BCH ve BSV gibi "büyük blok" gruplarının çatallanmasına yol açtı ve ayrıca EOS ve NEO gibi erken yüksek performanslı halka açık zincirlerin tasarım fikirlerini etkiledi. Bu tür bir rotanın avantajı, anlaşılması ve dağıtılması kolay olan tek zincirli tutarlılığın basitliğini korumasıdır, ancak aynı zamanda merkezileşme riskleri, artan düğüm işletme maliyetleri ve artan senkronizasyon zorlukları gibi sistemik üst sınırlara dokunmak da çok kolaydır, bu nedenle artık günümüz tasarımında ana akım çekirdek çözüm değil, daha çok diğer mekanizmaların yardımcı bir kollokasyonu haline geldi.

İkinci rota türü, durum kanalları ve yan zincirler tarafından temsil edilen zincir dışı ölçeklendirmedir. Bu tür bir yolun temel fikri, işlem faaliyetinin çoğunu zincir dışına taşımak ve nihai sonucu yalnızca nihai uzlaşma katmanı görevi gören ana zincire yazmaktır. Teknik felsefe açısından, Web2'nin eşzamansız mimarisine yakındır - ağır işlem işlemeyi çevrede bırakmaya çalışın ve ana zincir minimum güvenilir doğrulama yapar. Bu fikir teorik olarak sonsuz ölçeklenebilir olsa da, zincir dışı işlemlerin güven modeli, fon güvenliği ve etkileşim karmaşıklığı uygulamasını sınırlar. Örneğin, Lightning Network, finansal senaryoların net bir şekilde konumlandırılmasına rağmen, ekosistemin ölçeği hiçbir zaman patlamadı. Bununla birlikte, Polygon POS gibi çoklu yan zincir tabanlı tasarımlar, yalnızca yüksek verime sahip olmakla kalmaz, aynı zamanda ana zincirin güvenliğinin zor devralınmasının dezavantajlarını da ortaya çıkarır.

Üçüncü yol türü, en popüler ve yaygın olarak kullanılan Katman 2 toplama yoludur. Bu yöntem, ana zincirin kendisini doğrudan değiştirmez, ancak zincir dışı yürütme ve zincir içi doğrulama mekanizması aracılığıyla ölçeklenir. Optimistic Rollup ve ZK Rollup'ın kendi avantajları vardır: birincisinin uygulanması hızlıdır ve son derece uyumludur, ancak meydan okuma süresi gecikmesi ve dolandırıcılığa karşı koruma mekanizması sorunları vardır; İkincisi, güçlü güvenliğe ve iyi veri sıkıştırma yeteneklerine sahiptir, ancak geliştirilmesi karmaşıktır ve EVM uyumluluğundan yoksundur. Toplama türünden bağımsız olarak, özü, ademi merkeziyetçilik ve yüksek performans arasında göreceli bir denge sağlamak için verileri ve doğrulamayı ana zincirde tutarken yürütme gücünü dış kaynak olarak kullanmaktır. Arbitrum, Optimism, zkSync ve StarkNet gibi projelerin hızlı büyümesi bu yolun uygulanabilirliğini kanıtlıyor, ancak aynı zamanda veri kullanılabilirliğine (DA) aşırı bağımlılık, yüksek maliyetler ve parçalı geliştirme deneyimi gibi orta vadeli darboğazları da ortaya çıkarıyor.

Dördüncü rota türü, Celestia, Avail, EigenLayer vb. gibi son yıllarda ortaya çıkan modüler blok zinciri mimarisidir. Modüler paradigma, blok zincirinin temel işlevlerinin - yürütme, fikir birliği, veri kullanılabilirliği ve uzlaşma - farklı işlevleri tamamlamak için birden fazla özel zincir tarafından tamamen ayrılmasını ve ardından bunları zincirler arası bir protokolle ölçeklenebilir bir ağda birleştirmeyi savunur. Bu yön, işletim sisteminin modüler mimarisinden ve sistem bileşenlerini esnek bir şekilde değiştirebilme ve DA gibi belirli alanlarda verimliliği büyük ölçüde artırabilme avantajına sahip olan bulut bilişim birleştirilebilirliği kavramından güçlü bir şekilde etkilenir. Bununla birlikte, zorluklar da çok açıktır: modüllerin ayrılmasından sonra sistemler arasında senkronizasyon, doğrulama ve karşılıklı güven maliyeti son derece yüksektir, geliştirici ekosistemi son derece parçalıdır ve orta ve uzun vadeli protokol standartları ve zincirler arası güvenlik gereksinimleri geleneksel zincir tasarımından çok daha yüksektir. Özünde, bu model artık bir "zincir" inşa etmiyor, ancak genel mimari anlayışı, işletme ve bakım için benzeri görülmemiş bir eşik ortaya koyan bir "zincir ağı" inşa ediyor.

Bu makaledeki sonraki analizin odak noktası olan son rota türü, zincir içi paralel hesaplama optimizasyon yoludur. Esas olarak yapısal seviyeden "yatay bölme" gerçekleştiren ilk dört "yatay bölme" türünden farklı olarak, paralel hesaplama "dikey yükseltmeyi" vurgular, yani atomik işlemlerin eşzamanlı işlenmesi, yürütme motorunun mimarisini tek bir zincir içinde değiştirerek gerçekleştirilir. Bu, VM zamanlama mantığının yeniden yazılmasını ve işlem bağımlılığı analizi, durum çakışması tahmini, paralellik denetimi ve eşzamansız çağrı gibi eksiksiz bir modern bilgisayar sistemi zamanlama mekanizmaları kümesinin tanıtılmasını gerektirir. Solana, paralel VM kavramını, hesap modeline dayalı işlem çatışması muhakemesi yoluyla çok çekirdekli paralel yürütmeyi gerçekleştiren zincir düzeyinde bir sisteme uygulayan ilk projedir. Monad, Sei, Fuel, MegaETH vb. gibi yeni nesil projeler, modern CPU'lara benzer yüksek performanslı yürütme çekirdekleri oluşturmak için boru hattı yürütme, iyimser eşzamanlılık, depolama bölümleme ve paralel ayırma gibi en yeni fikirleri daha da tanıtmaya çalışıyor. Bu yönün temel avantajı, verim sınırında bir atılım elde etmek için çok zincirli mimariye güvenmek zorunda olmaması ve aynı zamanda karmaşık akıllı sözleşmelerin yürütülmesi için yeterli bilgi işlem esnekliği sağlamasıdır ki bu, AI Agent, büyük ölçekli zincir oyunları ve yüksek frekanslı türevler gibi gelecekteki uygulama senaryoları için önemli bir teknik ön koşuldur.

Yukarıdaki beş ölçeklendirme yolu türüne bakıldığında, bunların arkasındaki ayrım aslında blok zincirinin performansı, birleştirilebilirliği, güvenliği ve geliştirme karmaşıklığı arasındaki sistematik dengedir. Toplama, konsensüs dış kaynak kullanımı ve güvenli mirasta güçlüdür, modülerlik yapısal esnekliği ve bileşenlerin yeniden kullanımını vurgular, zincir dışı ölçeklendirme, ana zincirin darboğazını aşmaya çalışır, ancak güven maliyeti yüksektir ve zincir içi paralellik, zincirin tutarlılığını bozmadan modern dağıtılmış sistemlerin performans sınırına yaklaşmaya çalışarak yürütme katmanının temel yükseltmesine odaklanır. Her yolun tüm sorunları çözmesi imkansızdır, ancak birlikte Web3 bilgi işlem paradigması yükseltmesinin bir panoramasını oluşturan ve aynı zamanda geliştiricilere, mimarlara ve yatırımcılara son derece zengin stratejik seçenekler sunan bu yönlerdir.

Tıpkı işletim sistemlerinin tarihsel olarak tek çekirdekten çok çekirdeğe kayması ve veritabanlarının sıralı dizinlerden eşzamanlı işlemlere evrimleşmesi gibi, Web3'ün genişlemesi de sonunda oldukça paralel bir yürütme çağına doğru ilerleyecektir. Bu çağda, performans artık sadece bir zincir hızı yarışı değil, aynı zamanda altta yatan tasarım felsefesinin, mimari anlayışın derinliğinin, yazılım ve donanım işbirliğinin ve sistem kontrolünün kapsamlı bir düzenlemesidir. Zincir içi paralellik, bu uzun vadeli savaşın nihai savaş alanı olabilir.

Üç, Paralel Hesaplama Sınıflandırma Haritası: Hesaptan Talimata Beş Ana Yol

Blok zinciri ölçeklendirme teknolojisinin sürekli evrimi bağlamında, paralel bilgi işlem yavaş yavaş performans atılımları için temel yol haline geldi. Yapı katmanının, ağ katmanının veya veri kullanılabilirlik katmanının yatay olarak ayrılmasından farklı olarak, paralel hesaplama, blok zincirinin işlem verimliliğinin en düşük mantığıyla ilgili olan yürütme katmanında derin bir madenciliktir ve yüksek eşzamanlılık ve çok tipli karmaşık işlemler karşısında bir blok zinciri sisteminin yanıt hızını ve işlem kapasitesini belirler. Yürütme modelinden başlayarak ve bu teknoloji soyunun gelişimini gözden geçirerek, paralel hesaplamanın kabaca beş teknik yola ayrılabilecek net bir sınıflandırma haritasını sıralayabiliriz: hesap düzeyinde paralellik, nesne düzeyinde paralellik, işlem düzeyinde paralellik, sanal makine düzeyinde paralellik ve talimat düzeyinde paralellik. İri taneliden ince taneliye kadar bu beş yol türü, yalnızca paralel mantığın sürekli iyileştirme süreci değil, aynı zamanda sistem karmaşıklığını ve zamanlama zorluğunu artırma yoludur.

Hesap düzeyinde paralelliğin en erken ortaya çıkışı, Solana tarafından temsil edilen paradigmadır. Bu model, hesap durumu ayrıştırma tasarımını temel alır ve işlemde yer alan hesap kümesinin statik analizi yoluyla çakışan bir ilişki olup olmadığını belirler. İki işlem tarafından erişilen hesap kümesi birbiriyle örtüşmüyorsa, bunlar birden fazla çekirdekte aynı anda yürütülebilir. Bu mekanizma, özellikle DeFi gibi öngörülebilir yollara sahip programlar için, net girdi ve çıktılara sahip iyi yapılandırılmış işlemlerle başa çıkmak için idealdir. Bununla birlikte, doğal varsayımı, hesap erişiminin öngörülebilir olduğu ve durum bağımlılığının statik olarak çıkarılabileceğidir, bu da onu karmaşık akıllı sözleşmeler (zincir oyunları ve yapay zeka aracıları gibi dinamik davranışlar gibi) karşısında muhafazakar yürütmeye ve azaltılmış paralelliğe eğilimli hale getirir. Ek olarak, hesaplar arasındaki çapraz bağımlılık, bazı yüksek frekanslı ticaret senaryolarında paralel getirileri de ciddi şekilde zayıflatır. Solana'nın çalışma zamanı bu konuda son derece optimize edilmiştir, ancak temel zamanlama stratejisi hala hesap ayrıntı düzeyi ile sınırlıdır.

Hesap modeli temelinde daha fazla iyileştirme, nesne düzeyinde paralelliğin teknik seviyesine giriyoruz. Nesne düzeyinde paralellik, kaynakların ve modüllerin anlamsal soyutlamasını ve daha ince taneli "durum nesneleri" birimlerinde eşzamanlı zamanlama sağlar. Aptos ve Sui, bu yönde önemli keşifçilerdir, özellikle de Move dilinin doğrusal tür sistemi aracılığıyla derleme zamanında kaynakların sahipliğini ve değişkenliğini tanımlayan ve çalışma zamanının kaynak erişim çakışmalarını tam olarak kontrol etmesine izin veren ikincisi. Hesap düzeyinde paralellik ile karşılaştırıldığında, bu yöntem daha çok yönlü ve ölçeklenebilirdir, daha karmaşık durum okuma ve yazma mantığını kapsayabilir ve doğal olarak oyunlar, sosyal ağlar ve yapay zeka gibi oldukça heterojen senaryolara hizmet eder. Bununla birlikte, nesne düzeyinde paralellik aynı zamanda daha yüksek bir dil eşiği ve geliştirme karmaşıklığı getirir ve Move, Solidity'nin doğrudan yerine geçmez ve ekolojik anahtarlamanın yüksek maliyeti, paralel paradigmasının popülerleşmesini sınırlar.

Daha fazla işlem düzeyinde paralellik, Monad, Sei ve Fuel tarafından temsil edilen yeni nesil yüksek performanslı zincirler tarafından keşfedilen yöndür. Yol artık durumları veya hesapları en küçük paralellik birimi olarak ele almaz, bunun yerine tüm işlemin kendisi etrafında bir bağımlılık grafiği oluşturur. İşlemleri atomik işlem birimleri olarak ele alır, statik veya dinamik analiz yoluyla işlem grafikleri (İşlem DAG'leri) oluşturur ve eşzamanlı akış yürütme için zamanlayıcılara güvenir. Bu tasarım, sistemin temel durum yapısını tam olarak anlamak zorunda kalmadan madencilik paralelliğini en üst düzeye çıkarmasına olanak tanır. Monad, İyimser Eşzamanlılık Kontrolü (OCC), paralel boru hattı planlaması ve sıra dışı yürütme gibi modern veritabanı motoru teknolojilerini birleştirerek zincir yürütmeyi "GPU zamanlayıcı" paradigmasına yaklaştırarak özellikle dikkat çekicidir. Pratikte, bu mekanizma son derece karmaşık bağımlılık yöneticileri ve çakışma algılayıcıları gerektirir ve zamanlayıcının kendisi de bir darboğaz haline gelebilir, ancak potansiyel verim kapasitesi, hesap veya nesne modelininkinden çok daha yüksektir ve bu da onu mevcut paralel hesaplama yolundaki en teorik güç haline getirir.

Öte yandan, sanal makine düzeyinde paralellik, eşzamanlı yürütme yeteneklerini doğrudan VM'nin temel talimat planlama mantığına yerleştirerek EVM dizisi yürütmenin doğal sınırlamalarını tamamen aşmaya çalışır. Ethereum ekosistemi içinde bir "süper sanal makine deneyi" olarak MegaETH, akıllı sözleşme kodunun çok iş parçacıklı eşzamanlı yürütülmesini desteklemek için EVM'yi yeniden tasarlamaya çalışıyor. Temel alınan katman, segmentlere ayrılmış yürütme, durum segmentasyonu ve eşzamansız çağırma gibi mekanizmalar aracılığıyla her sözleşmenin farklı yürütme bağlamlarında bağımsız olarak çalışmasına olanak tanır ve paralel bir senkronizasyon katmanının yardımıyla nihai tutarlılığı sağlar. Bu yaklaşımın en zor kısmı, mevcut EVM davranış semantiği ile tamamen uyumlu olması ve aynı zamanda Solidity ekosistemini paralel bir çerçeveye sorunsuz bir şekilde taşımak için tüm yürütme ortamını ve gaz mekanizmasını dönüştürmesi gerektiğidir. Buradaki zorluk sadece teknoloji yığınının derinliği değil, aynı zamanda Ethereum'un L1 siyasi yapısında önemli protokol değişikliklerinin kabul edilmesidir. Ancak başarılı olursa MegaETH, EVM alanında bir "çok çekirdekli işlemci devrimi" olmayı vaat ediyor.

Son yol türü, en ince ayrıntısına sahip ve en yüksek teknik eşiğe sahip olan yönerge düzeyinde paralelliktir. Fikir, modern CPU tasarımındaki Sıra Dışı Yürütme ve Talimat Boru Hatlarından türetilmiştir. Bu paradigma, her akıllı sözleşmenin sonunda bayt kodu talimatlarına derlendiğinden, her işlemi bir CPU'nun bir x86 komut setini yürüttüğü şekilde programlamanın ve yeniden düzenlemenin tamamen mümkün olduğunu savunur. Fuel ekibi başlangıçta FuelVM'sinde talimat düzeyinde yeniden sıralanabilir bir yürütme modeli tanıttı ve uzun vadede, blok zinciri yürütme motoru, talimat bağımlılarının tahmine dayalı yürütmesini ve dinamik olarak yeniden düzenlenmesini gerçekleştirdiğinde, paralelliği teorik sınıra ulaşacaktır. Bu yaklaşım, blok zinciri-donanım ortak tasarımını tamamen yeni bir seviyeye taşıyabilir ve zinciri yalnızca "dağıtılmış bir defter" yerine gerçek bir "merkezi olmayan bilgisayar" haline getirebilir. Tabii ki, bu yol hala teorik ve deneysel aşamada ve ilgili zamanlayıcılar ve güvenlik doğrulama mekanizmaları henüz olgunlaşmadı, ancak paralel hesaplamanın geleceğinin nihai sınırına işaret ediyor.

Özetle, hesap, nesne, işlem, VM ve talimattan oluşan beş yol, statik veri yapısından dinamik zamanlama mekanizmasına, durum erişim tahmininden talimat düzeyinde yeniden düzenlemeye kadar zincir içi paralel hesaplamanın geliştirme spektrumunu oluşturur, paralel teknolojinin her adımı, sistem karmaşıklığında ve geliştirme eşiğinde önemli bir artış anlamına gelir. Ancak aynı zamanda, geleneksel tam sıralı konsensüs defterinden yüksek performanslı, öngörülebilir ve dağıtılabilir dağıtılmış yürütme ortamına kadar blok zinciri bilgi işlem modellerinde bir paradigma değişikliğine işaret ediyorlar. Bu, yalnızca Web2 bulut bilişimin verimliliğini yakalamak değil, aynı zamanda nihai "blok zinciri bilgisayarı" biçiminin derin bir anlayışıdır. Farklı halka açık zincirler için paralel yolların seçilmesi, gelecekteki uygulama ekosistemlerinin taşıyıcı sınırının yanı sıra AI Agent, zincir oyunları ve zincir üstü yüksek frekanslı ticaret gibi senaryolardaki temel rekabet güçlerini de belirleyecektir.

Dört, İki Büyük Ana Yarış Yolu Derin Analiz: Monad vs MegaETH

Paralel hesaplama evriminin çoklu yolları arasında, mevcut pazarda en fazla odaklanan, en yüksek sese ve en eksiksiz anlatıya sahip iki ana teknik yol, şüphesiz Monad tarafından temsil edilen "sıfırdan paralel hesaplama zinciri oluşturma" ve MegaETH tarafından temsil edilen "EVM içindeki paralel devrim"dir. Bu ikisi, yalnızca mevcut kriptografik ilkel mühendisler için en yoğun Ar-Ge yönleri değil, aynı zamanda mevcut Web3 bilgisayar performans yarışındaki en kesin kutupsal sembollerdir. İkisi arasındaki fark sadece teknik mimarinin başlangıç noktasında ve tarzında değil, aynı zamanda hizmet ettikleri ekolojik nesnelerde, göç maliyetinde, uygulama felsefesinde ve bunların arkasındaki gelecekteki stratejik yolda da yatmaktadır. "Yeniden yapılandırmacılık" ve "uyumluluk" arasında paralel bir paradigma rekabetini temsil ediyorlar ve piyasanın yüksek performanslı zincirlerin nihai biçimine ilişkin hayal gücünü derinden etkilediler.

Baştan sona bir "hesaplamalı köktenci" olan Monad'ın tasarım felsefesi, mevcut EVM'lerle uyumlu olacak şekilde tasarlanmamıştır, bunun yerine modern veritabanlarından ve yüksek performanslı çok çekirdekli sistemlerden ilham alarak blok zinciri yürütme motorlarının kaputun altında çalışma şeklini yeniden tanımlamak için tasarlanmıştır. Çekirdek teknoloji sistemi, zincirin işlem işleme performansını milyonlarca TPS mertebesine çıkarmayı amaçlayan İyimser Eşzamanlılık Kontrolü, İşlem DAG Planlaması, Sıra Dışı Yürütme ve Ardışık Düzen Yürütme gibi veritabanı alanındaki olgun mekanizmalara dayanır. Monad mimarisinde, işlemlerin yürütülmesi ve sıralanması tamamen ayrıştırılır ve sistem önce bir işlem bağımlılık grafiği oluşturur ve ardından paralel yürütme için zamanlayıcıya teslim eder. Tüm işlemler, açık okuma ve yazma kümeleri ve durum anlık görüntüleri ile atomik işlem birimleri olarak kabul edilir ve zamanlayıcılar, bağımlılık grafiklerine dayalı olarak iyimser bir şekilde yürütülür, çakışmalar oluştuğunda geri alınır ve yeniden yürütülür. Bu mekanizma, teknik uygulama açısından son derece karmaşıktır ve modern bir veritabanı işlem yöneticisininkine benzer bir yürütme yığınının oluşturulmasını ve ayrıca son durum işlemesinin gecikmesini sıkıştırmak için çok düzeyli önbelleğe alma, önceden getirme, paralel doğrulama vb. mekanizmaların tanıtılmasını gerektirir, ancak teorik olarak verim sınırını mevcut zincir tarafından hayal edilmeyen yüksekliklere itebilir.

Daha da önemlisi, Monad EVM ile birlikte çalışabilirlikten vazgeçmedi. "Solidity Uyumlu Ara Dil" e benzer bir ara katman aracılığıyla, geliştiricilerin Solidity sözdiziminde sözleşmeler yazmasını destekler ve aynı zamanda yürütme motorunda ara dil optimizasyonu ve paralelleştirme planlaması gerçekleştirir. Bu "yüzey uyumluluğu ve alt yeniden düzenleme" tasarım stratejisi, yalnızca Ethereum ekolojik geliştiricilerine dostluğunu korumakla kalmaz, aynı zamanda "EVM'yi yutmak ve sonra onu yapıbozuma uğratmak" gibi tipik bir teknik strateji olan temel yürütme potansiyelini büyük ölçüde serbest bırakır. Bu aynı zamanda, Monad piyasaya sürüldüğünde, yalnızca aşırı performansa sahip bağımsız bir zincir haline gelmekle kalmayacak, aynı zamanda Katman 2 toplama ağları için ideal bir yürütme katmanı ve hatta uzun vadede diğer zincir yürütme modülleri için "takılabilir yüksek performanslı bir çekirdek" olacağı anlamına gelir. Bu açıdan bakıldığında, Monad sadece teknik bir rota değil, aynı zamanda zincirler arası işbirlikçi bilgi işlem için yeni bir standart oluşturmak amacıyla yürütme katmanının "modülerleştirme-performans-yeniden kullanılabilirliğini" savunan yeni bir sistem egemenliği tasarımı mantığıdır.

Monad'ın "yeni dünya kurucusu" duruşunun aksine, MegaETH, mevcut Ethereum dünyasından başlamayı ve minimum değişiklik maliyetiyle yürütme verimliliğinde önemli bir artış elde etmeyi seçen tamamen zıt bir proje türüdür. MegaETH, EVM spesifikasyonunu bozmak yerine, "çok çekirdekli EVM"nin gelecekteki bir sürümünü oluşturmak için paralel hesaplamanın gücünü mevcut EVM'nin yürütme motoruna dahil etmeyi amaçlıyor. Gerekçe, mevcut EVM talimat yürütme modelinin, iş parçacığı düzeyinde yalıtım, sözleşme düzeyinde eşzamansız yürütme ve durum erişim çakışması algılama gibi yeteneklerle tamamen yeniden düzenlenmesinde yatmaktadır ve bu da birden fazla akıllı sözleşmenin aynı blokta aynı anda çalışmasına ve sonunda durum değişikliklerini birleştirmesine olanak tanır. Bu model, geliştiricilerin mevcut Solidity sözleşmelerini değiştirmeden, yeni diller veya araç zincirleri kullanmadan MegaETH zincirinde konuşlandırılan aynı sözleşmeden önemli performans kazanımları elde etmelerini gerektirir. Bu "muhafazakar devrim" yolu, özellikle Ethereum L2 ekosistemi için son derece çekicidir, çünkü sözdizimini taşımaya gerek kalmadan sorunsuz performans yükseltmeleri için ideal bir yol sağlar.

MegaETH'nin temel atılımı, VM çok iş parçacıklı zamanlama mekanizmasında yatmaktadır. Geleneksel EVM'ler, her komutun doğrusal olarak yürütüldüğü ve durum güncellemelerinin eşzamanlı olarak gerçekleşmesi gereken yığınlı, tek iş parçacıklı bir yürütme modeli kullanır. MegaETH bu kalıbı kırar ve "eşzamanlı EVM bağlamlarının" eşzamanlı olarak yürütülmesini sağlamak için eşzamansız bir çağrı yığını ve yürütme bağlamı izolasyon mekanizması sunar. Her sözleşme kendi mantığını ayrı bir iş parçacığında çağırabilir ve durum nihayet gönderildiğinde tüm iş parçacıkları, durumu Paralel İşleme Katmanı aracılığıyla tekdüzen bir şekilde algılar ve birleştirir. Bu mekanizma, ana iş parçacığının davranışının belirleyiciliğini koruyan ve arka planda eşzamansız olan yüksek performanslı bir zamanlama mekanizması sunan modern tarayıcıların (Web Çalışanları + Paylaşılan Bellek + Kilitsiz Veriler) JavaScript çoklu iş parçacığı modeline çok benzer. Pratikte, bu tasarım aynı zamanda blok oluşturucular ve arama yapanlar için son derece dostudur ve Mempool sıralama ve MEV yakalama yollarını paralel stratejilere göre optimize ederek yürütme katmanında kapalı bir ekonomik avantajlar döngüsü oluşturabilir.

Dahası, MegaETH, Ethereum ekosistemine derinden bağlı olmayı seçiyor ve gelecekteki ana konumu muhtemelen Optimism, Base veya Arbitrum Orbit zinciri gibi bir EVM L2 Rollup ağı olacak. Büyük ölçekte benimsendikten sonra, sözleşme semantiğini, durum modelini, gaz mantığını, çağırma yöntemlerini vb. değiştirmeden mevcut Ethereum teknoloji yığınının üzerinde yaklaşık 100 kat performans iyileştirmesi sağlayabilir, bu da onu EVM muhafazakarları için çekici bir teknoloji yükseltme yönü haline getirir. MegaETH paradigması şudur: Ethereum'da hala bir şeyler yaptığınız sürece, bilgi işlem performansınızın fırlamasına izin vereceğim. Gerçekçilik ve mühendislik perspektifinden bakıldığında, uygulanması Monad'dan daha kolaydır ve ana akım DeFi ve NFT projelerinin yinelemeli yolu ile daha uyumludur, bu da onu kısa vadede ekolojik destek için bir aday haline getirir.

Bir anlamda, Monad ve MegaETH'nin iki rotası, yalnızca paralel teknoloji yollarının iki uygulaması değil, aynı zamanda blok zinciri geliştirme rotasında "yeniden düzenleme" ve "uyumluluk" arasındaki klasik bir çatışmadır: ilki bir paradigma atılımını takip eder ve nihai performans ve mimari plastisite elde etmek için sanal makinelerden temel durum yönetimine kadar tüm mantığı yeniden inşa eder; İkincisi, mevcut ekolojik kısıtlamalara saygı gösterirken geleneksel sistemlerin sınırlarını zorlayarak ve böylece göç maliyetlerini en aza indirerek artımlı optimizasyonu takip eder. İkisi arasında mutlak bir avantaj veya dezavantaj yoktur, ancak farklı geliştirici gruplarına ve ekolojik vizyonlara hizmet ederler. Monad, sıfırdan yeni sistemler oluşturmak, aşırı verim peşinde koşan zincir oyunlar, yapay zeka aracıları ve modüler yürütme zincirleri için daha uygundur. MegaETH ise minimum geliştirme değişikliği ile performans yükseltmeleri elde etmek isteyen L2 projeleri, DeFi projeleri ve altyapı protokolleri için daha uygundur.

Yeni bir raydaki yüksek hızlı trenler gibidirler, sadece benzeri görülmemiş bir hız ve deneyim elde etmek için raydan, elektrik şebekesinden araba gövdesine kadar yeniden tanımlanırlar; Başka bir örnek, mevcut otoyollara türbinler kurmak, şerit planlamasını ve motor yapısını iyileştirmek, araçların tanıdık yol ağından ayrılmadan daha hızlı gitmesini sağlamaktır. Modüler blok zinciri mimarilerinin bir sonraki aşamasında, Monad, Rollup'lar için bir "hizmet olarak yürütme" modülü haline gelebilir ve MegaETH, ana akım L2'ler için bir performans hızlandırma eklentisi haline gelebilir. İkisi, gelecekteki Web3 dünyasında yüksek performanslı dağıtılmış yürütme motorunun iki kanadının rezonansını oluşturmak için sonunda birleşebilir.

Beş, Paralel Hesaplamanın Gelecekteki Fırsatları ve Zorlukları

Paralel bilgi işlem, kağıt tabanlı tasarımdan zincir üstü uygulamaya geçtikçe, ortaya çıkardığı potansiyel daha somut ve ölçülebilir hale geliyor. Bir yandan, yeni geliştirme paradigmalarının ve iş modellerinin "zincir üstü yüksek performansı" yeniden tanımlamaya başladığını gördük: daha karmaşık zincir oyun mantığı, daha gerçekçi yapay zeka ajan yaşam döngüsü, daha gerçek zamanlı veri alışverişi protokolü, daha sürükleyici etkileşimli deneyim ve hatta zincir üstü işbirlikçi Super App işletim sisteminin tümü "yapılıp yapılamayacağı"ndan "ne kadar iyi yapılabileceği"ne değişiyor. Öte yandan, paralel hesaplamaya geçişi gerçekten yönlendiren şey, yalnızca sistem performansının doğrusal olarak iyileştirilmesi değil, aynı zamanda geliştiricilerin bilişsel sınırlarının ve ekolojik göç maliyetlerinin yapısal olarak değişmesidir. Tıpkı Ethereum tarafından Turing-complete sözleşme mekanizmasının tanıtılmasının DeFi, NFT ve DAO'nun çok boyutlu patlamasını doğurması gibi, paralel hesaplamanın getirdiği "durum ve talimat arasındaki eşzamansız yeniden yapılanma" da yeni bir zincir üstü dünya modelini doğuruyor, bu sadece yürütme verimliliğinde bir devrim değil, aynı zamanda ürün yapısında bir fisyon inovasyonu yuvası.

Her şeyden önce, fırsatlar açısından bakıldığında, en doğrudan fayda "uygulama tavanının kaldırılması" dır. Mevcut DeFi, oyun ve sosyal uygulamaların çoğu, durum darboğazları, gaz maliyetleri ve gecikme ile sınırlıdır ve zincir üzerinde büyük ölçekte yüksek frekanslı etkileşimleri gerçekten taşıyamaz. Zincir oyunları örnek alırsak, gerçek hareket geri bildirimi, yüksek frekanslı davranış senkronizasyonu ve gerçek zamanlı savaş mantığına sahip GameFi neredeyse yoktur, çünkü geleneksel EVM'nin doğrusal yürütülmesi saniyede düzinelerce durum değişikliğinin yayın onayını destekleyemez. Paralel bilgi işlemin desteğiyle, işlem DAG'leri ve sözleşme düzeyinde eşzamansız bağlamlar gibi mekanizmalar aracılığıyla, yüksek eşzamanlılık zincirleri oluşturulabilir ve "zincir üstü oyun motorunda" yapısal bir atılım elde etmek için anlık görüntü tutarlılığı yoluyla deterministik yürütme sonuçları garanti edilebilir. Benzer şekilde, yapay zeka ajanlarının dağıtımı ve işletimi de paralel bilgi işlem ile önemli ölçüde iyileştirilecektir. Geçmişte, AI Agent'ları zincir dışı çalıştırma ve davranış sonuçlarını yalnızca zincir üstü sözleşmelere yükleme eğilimindeydik, ancak gelecekte zincir üstü, Agent on-chain'in gerçek zamanlı otonom mantığını gerçekten gerçekleştirmek için paralel işlem planlaması yoluyla birden fazla AI varlığı arasında eşzamansız işbirliğini ve durum paylaşımını destekleyebilir. Paralel hesaplama, bu "davranış odaklı sözleşmenin" altyapısı olacak ve Web3'ü "varlık olarak işlemlerden" yeni bir "aracı olarak etkileşimler" dünyasına yönlendirecek.

İkinci olarak, geliştirici araç zinciri ve sanal makine soyutlama katmanı da paralelleştirme nedeniyle yapısal olarak yeniden şekillendirildi. Geleneksel Solidity geliştirme paradigması, geliştiricilerin mantığı tek iş parçacıklı bir durum değişikliği olarak tasarlamaya alışkın olduğu bir seri düşünme modeline dayanmaktadır, ancak paralel hesaplama mimarilerinde, geliştiriciler okuma/yazma kümesi çakışmaları, durum izolasyon politikaları, işlem atomikliği hakkında düşünmeye ve hatta mesaj kuyruklarına veya durum boru hatlarına dayalı mimari kalıpları tanıtmaya zorlanacaktır. Bilişsel yapıdaki bu sıçrama, yeni nesil alet zincirlerinin hızlı yükselişini de doğurdu. Örneğin, işlemsel bağımlılık bildirimlerini destekleyen paralel bir akıllı sözleşme çerçevesi, IR tabanlı bir optimizasyon derleyicisi ve işlem anlık görüntüsü simülasyonunu destekleyen eşzamanlı bir hata ayıklayıcı, yeni döngüde altyapı patlaması için bir yuva haline gelecektir. Aynı zamanda, modüler blok zincirlerinin sürekli evrimi, paralel hesaplama için mükemmel bir iniş yolu da getirdi: Monad, L2 Rollup'a bir yürütme modülü olarak eklenebilir, MegaETH, ana akım zincirler için bir EVM yedeği olarak konuşlandırılabilir, Celestia, veri kullanılabilirliği katmanı desteği sağlar ve EigenLayer, merkezi olmayan bir doğrulayıcı ağı sağlar, böylece temel verilerden yürütme mantığına kadar yüksek performanslı entegre bir mimari oluşturur.

Bununla birlikte, paralel hesaplamanın ilerlemesi kolay bir yol değildir ve zorluklar fırsatlardan daha yapısal ve zordur. Bir yandan, temel teknik zorluklar "devlet eşzamanlılığının tutarlılık garantisi" ve "işlem çatışması ele alma stratejisi" nde yatmaktadır. Zincir dışı veritabanlarının aksine, zincir üstü keyfi derecede işlem geri dönüşüne veya durumun geri çekilmesine müsamaha gösteremez ve herhangi bir yürütme çakışmasının önceden modellenmesi veya olay sırasında hassas bir şekilde kontrol edilmesi gerekir. Bu, paralel zamanlayıcının güçlü bağımlılık grafiği oluşturma ve çakışma tahmin yeteneklerine sahip olması gerektiği ve aynı zamanda verimli bir iyimser yürütme hata tolerans mekanizması tasarlaması gerektiği anlamına gelir, aksi takdirde sistem yüksek yük altında "eşzamanlı hata yeniden deneme fırtınasına" eğilimlidir, bu da yalnızca artmakla kalmaz, azalır ve hatta zincir kararsızlığına neden olur. Ayrıca, iş parçacıkları arasındaki durum izolasyon mekanizmasının hassasiyeti, eşzamansız bağlamlarda yeniden giriş saldırılarının yeni kullanımı ve çapraz iş parçacıklı sözleşme çağrılarının gaz patlaması gibi çok iş parçacıklı yürütme ortamının mevcut güvenlik modeli henüz tam olarak oluşturulmamıştır ve bunların tümü çözülmesi gereken yeni sorunlardır.

Daha sinsi zorluklar ekolojik ve psikolojik yönlerden ortaya çıkar. Geliştiricilerin yeni paradigmaya geçmeye istekli olup olmadıkları, paralel modellerin tasarım yöntemlerine hakim olup olamayacakları ve performans avantajları için bazı okunabilirlik ve sözleşme denetlenebilirliğinden vazgeçmeye istekli olup olmadıkları, paralel hesaplamanın ekolojik potansiyel enerji oluşturup oluşturamayacağını belirlemenin anahtarıdır. Son birkaç yılda, NEAR, Avalanche ve hatta EVM'den çok daha iyi performansa sahip bazı Cosmos SDK zincirleri gibi üstün performansa sahip ancak geliştirici desteğinden yoksun bir dizi zincirin yavaş yavaş sessizleştiğini gördük ve deneyimleri bize geliştiriciler olmadan ekosistemin olmadığını hatırlatıyor; Ekoloji olmadan, performans ne kadar iyi olursa olsun, sadece havada bir kaledir. Bu nedenle, paralel hesaplama projeleri yalnızca en güçlü motoru yapmakla kalmamalı, aynı zamanda en yumuşak ekolojik geçiş yolunu da yapmalıdır, böylece "performans bilişsel eşiktir" yerine "performans kullanıma hazır hale gelir".

Sonuç olarak, paralel hesaplamanın geleceği hem sistem mühendisliği için bir zafer hem de eko-tasarım için bir testtir. Bizi "zincirin özünün ne olduğunu" yeniden incelemeye zorlayacak: merkezi olmayan bir yerleşim makinesi mi yoksa küresel olarak dağıtılmış, gerçek zamanlı bir devlet düzenleyicisi mi? İkincisi söz konusuysa, daha önce "zincirin teknik detayları" olarak kabul edilen durum verimi, işlem eşzamanlılığı ve sözleşme yanıt verme yetenekleri, sonunda zincirin değerini tanımlayan birincil göstergeler haline gelecektir. Bu geçişi gerçekten tamamlayan paralel hesaplama paradigması, aynı zamanda bu yeni döngüde en çekirdek ve en bileşik altyapı ilkelleri haline gelecek ve etkisi teknik bir modülün çok ötesine geçecek ve Web3'ün genel hesaplama paradigmasında bir dönüm noktası teşkil edebilir.

Altı, Sonuç: Paralel hesaplama, Web3'ün yerel ölçeklenmesi için en iyi yol mu?

Web3 performansının sınırlarını keşfetmenin tüm yolları arasında paralel hesaplama, uygulanması en kolay olanı değildir, ancak blok zincirinin özüne en yakın olanı olabilir. Zincir dışına geçiş yapmaz ve verim karşılığında ademi merkeziyetçilikten ödün vermez, ancak yürütme modelinin kendisini, işlem katmanından, sözleşme katmanından ve sanal makine katmanından performans darboğazının köküne kadar zincirin atomikliği ve belirleyiciliği içinde yeniden yapılandırmaya çalışır. Bu "zincire özgü" ölçeklendirme yöntemi, yalnızca blok zincirinin temel güven modelini korumakla kalmaz, aynı zamanda gelecekte daha karmaşık zincir üstü uygulamalar için sürdürülebilir performans zeminini de ayırır. Zorluğu yapıda yatmaktadır ve çekiciliği yapıda yatmaktadır. Modüler yeniden yapılandırma "zincirin mimarisi" ise, paralel hesaplamanın yeniden yapılandırılması "zincirin ruhu" dur. Bu, gümrük işlemlerine giden bir kısayol olmayabilir, ancak Web3'ün uzun vadeli evriminde tek sürdürülebilir olumlu çözüm olması muhtemeldir. Tek çekirdekli CPU'lardan çok çekirdekli/iş parçacıklı işletim sistemlerine benzer bir mimari geçişe tanık oluyoruz ve Web3 yerel işletim sistemlerinin görünümü bu zincir içi paralel deneylerde gizlenmiş olabilir.