Поскольку Ethereum последовал роллап-центричной дорожной карте, вся общность верила, что роллапы станут решением проблемы масштабируемости Ethereum. Однако на сегодняшний день роллапы все еще уступают некоторым высокопроизводительным L1 по вычислительной мощности.

Возможно, это связано с тем, что командам роллапов приходится иметь дело не только с выполнением, но и с различными системами доказательств, мостами и другими вещами в их усилиях по масштабированию Ethereum.

Но у нас есть тип роллапа, который появился, чтобы раскрыть настоящую силу роллапов: роллапы Gigagas. В предыдущей серии мы исследовали базовые роллапы, усилительные роллапы и собственные роллапы. В этой статье мы рассмотрим роллапы Gigagas, изучив, что они пытаются решить и как они работают.

Каковы вызовы производительности для роллапов?

Основная проблема производительности L2 была связана с проблемой DA. Однако с недавними достижениями во внешних решениях DA, таких как @eigen_daи введение блобов, DA больше не является узким местом. Вместо этого мы сталкиваемся с несколькими новыми ограничениями.

Одна из самых больших причин проблем с производительностью заключается в том, что реализации EVM обычно однопоточные, что означает, что они используют только одно ядро процессора за раз, даже если современные процессоры имеют несколько ядер, способных обрабатывать разные задачи одновременно. В результате предел производительности устанавливается тактовой частотой одного ядра.

Переход к параллельному выполнению является сложным из-за необходимых изменений, требующихся в ЭВМ, управлении состоянием и структуре транзакций. Тем временем, недавние исследования @VangelisAndr, показало, что64.85% транзакций Ethereumможет быть параллельным, представьте, сколько транзакций можно параллельно обрабатывать на L2s, чтобы еще более улучшить производительность.

Еще одной проблемой является увеличение лимита газа блока на L2s для достижения более высокой производительности, поскольку это может подорвать механизмы доказательства. Если доказательства мошенничества требуют представления целых блоков, они могут конфликтовать с собственными ограничениями размера блока Ethereum. Производство блоков L2 отличается от L1 и предлагает возможности для оптимизации и параллелизации в последователе и клиенте выполнения, уходя от традиционных концепций L1.

Одной из основных проблем является достижение общей последовательности для улучшения взаимодействия L2 при сохранении децентрализации. Однако этот подход все еще является новым, и крупные роллапы могут быть сопротивляться передаче управления последовательностью третьим сторонам, поскольку выгоды увеличения композиционности неясны, а производительность может пострадать.

Ethereum использует модифицированные деревья Меркля-Патриции (MPT), чтобы управлять и проверять свои данные ключ-значение. EVM не указывает, как должно быть храниться состояние, что позволяет узловым клиентам экспериментировать с различными решениями. В настоящее время используются реализации, такие как LevelDB, PebbleDB и MDBX, но они не обладают врожденными свойствами аутентифицированных хранилищ ключ-значение, такими как криптографические доказательства целостности. Это увеличивает доверие к предположениям, усложняет доказательства мошенничества и добавляет накладные расходы при проверке изменений состояния, что влияет на эффективность и безопасность.

Для большинства роллапов производительность обычно измеряется по транзакциям, а не по газу. Однако прежде чем погружаться в то, как гигагазовые роллапы решают проблемы масштабируемости, давайте рассмотрим, почему газ, а не TPS, является более значимой метрикой и почему мы должны обращать на это внимание.

Зачем мы измеряем газ?

Производительность в роллапах и самом Ethereum часто измеряется по количеству транзакций в секунду (TPS), но более точной метрикой может быть 'газ в секунду'. Эта мера показывает вычислительную мощность сети каждую секунду, где 'газ' представляет собой вычислительную стоимость выполнения операций, таких как транзакции или смарт-контракты.

Однако TPS игнорирует сложность и различные требования к ресурсам разных транзакций и операций, что делает его неполным и часто вводящим в заблуждение показателем производительности сети. Сеть может обрабатывать больше транзакций с более низкой вычислительной стоимостью, но TPS не смог бы отразить истинную мощность системы.

Принятие газа в секунду в качестве стандартной производительности обеспечивает более ясное и точное представление пропускной способности и эффективности блокчейна. Вы можете прочитать статью по ссылке @paramonowwпочемуTPS - глупая метрика.

Забота о газе важна, потому что она отражает, сколько работы сеть может обработать, предоставляя более ясное представление о масштабируемости и эффективности. Ценообразование на газ влияет на экономику сети, влияет на комиссии за транзакции и вознаграждения, что в свою очередь влияет на поведение пользователей и безопасность сети. Поэтому, хотя количество транзакций в секунду дает общую оценку, количество газа в секунду предлагает более глубокое понимание реальных возможностей блокчейна.

Теперь, когда мы понимаем газ, что такое гигагазы и гигагазовые роллапы в частности?

Что такое гигагас роллапы?

Gigagas измеряет пропускную способность в миллиардах газовых единиц в секунду, обеспечивая более надежное измерение мощности по сравнению с TPS. Роллапы Gigagas - это в основном роллапы, разработанные для управления пропускной способностью 1 гигагас в секунду, обрабатывающие 1 миллиард газовых единиц в секунду. Хотя концепция проста, ее реализация вызывает трудности. В настоящее время, даже с централизованной последовательностью, ни один роллап Ethereum не приближается к этому показателю, весь экосистема управляет только около 60 Mgas (60 миллионов газовых единиц) в секунду.

Источник:rollup.wtf

Роллапы Gigagas масштабировали пропускную способность, обрабатывая транзакции в гигагах, что позволяет обрабатывать огромные объемы транзакций или сложные операции быстро. Они повышают эффективность благодаря инновациям в сжатии данных, генерации доказательств и публикации данных главной цепи, стремясь к минимальным накладным расходам и максимальной пропускной способности.

Несколько команд активно разрабатывают гигагас роллапы. Например,@Abundance_xyz создает целый стек гигагаса роллапа, в то время как@rise_chainсосредотачивается на построении гигагасового роллапа, внедряя обширные модификации и оптимизации в EVM и за его пределами. Давайте погрузимся в то, как функционируют гигагасовые роллапы, с особым акцентом на RISE.

Как работают роллапы gigagas?

RISE - это платформа L2, разработанная для решения проблем производительности роллапов Ethereum. Несмотря на продвижение, текущие решения L2 не могут сравниться с скоростью Solana. RISE использует параллельную EVM, непрерывное выполнение и новую архитектуру состояния на RethSDK для увеличения пропускной способности. RISE стремится к пропускной способности более 1 гигагаза в секунду.

Архитектура RISE включает в себя полностью открытый параллельный движок выполнения EVM под названием pevm, который поддерживает непрерывное выполнение через конвейер блоков. Для доступа к состоянию RISE использует Versioned Merkle Trees для оптимизации производительности и пользовательскую базу данных RiseDB, настроенную для состояний EVM цепочки.

Стек RISE построен на Reth. Что касается доступности данных, архитектура требует высокой пропускной способности и модульна для поддержки различных решений доступности данных. RISE также использует базовую последовательность для децентрализации производства блоков. Если вы не знаете, что такое роллапы, вы можете посмотреть напервая статья в этой серии, который рассматривает его плюсы и минусы.

В типичных настройках Layer 2 только около 8% времени блока тратится на выполнение из-за последовательного процесса, включающего консенсус, выполнение и мерклизацию. Это становится неэффективным, поскольку консенсус может занимать 40-80%, а мерклизация до 60% оставшегося времени. Непрерывный блочный конвейер (CBP) RISE улучшает эту ситуацию с помощью параллельного выполнения, непрерывной обработки транзакций и параллельного вычисления корня состояния. Это позволяет практически на 100% использовать время блока для выполнения транзакций, значительно улучшая эффективность по сравнению с традиционными методами.

Ethereum использует двухуровневую систему состояния с Merkle Patricia Trie (MPT). MPT обеспечивает целостность данных, но приводит к высокой амплификации чтения и записи из-за своей структуры и природы базы данных LSM (Log-Structured-Merge) tree. Это приводит к многочисленным операциям ввода-вывода для запросов состояния. MPT использует расширительные узлы для уменьшения избыточности, но возникают проблемы неэффективного использования SSD, значительной накладной нагрузки на компактацию и недостаточного использования процессора во время ожидания ввода-вывода.

RISE решает эти проблемы, используя версионное дерево Меркля, которое повышает эффективность хранения с версионными ключами. Он также использует подход LETUS с дельта-кодированием и журнально-структурированными файлами, чтобы уменьшить эффект усиления. Это приводит к лучшему управлению хранением и более эффективному извлечению данных.

Станет ли каждый роллап гигагас-роллапом?

Есть много причин, по которым не каждый роллап станет гигагасовым роллапом. Не все приложения требуют такой высокой производительности, а сложность и стоимость, связанные с технологией гигагасов, могут быть не оправданы для проектов с меньшими потребностями в транзакциях или более простыми случаями использования.

Некоторые роллапы отдают предпочтение другим аспектам, таким как удобство использования, конфиденциальность или конкретные отраслевые приложения, вместо чистой пропускной способности. Также существует баланс между масштабируемостью и децентрализацией, где некоторые предпочитают поддерживать более децентрализованную структуру, а не стремиться к гигагамной производительности. Инкрементальная масштабируемость может быть более практичной, избегая необходимости обширных изменений в системе.

Переход на уровень gigagas может нарушить существующие интеграции или усложнить взаимодействие с пользователем без необходимости. Выбор становления гигагас-роллап зависит от ресурсов, стратегических целей и общей позиции цепочки.

Вывод

Роллапы Gigagas представляют собой значительный шаг вперед в области масштабируемости Ethereum, внедряя несколько улучшений в стек роллапов. С помощью этих новых функций роллапы Gigagas решают основные проблемы, такие как однопоточное выполнение, управление мерклизацией и неэффективность хранения состояния, с которыми сталкиваются традиционные L2-роллапы на данный момент.

Однако достижение производительности на уровне гигагазов требует относительно сложного и трансформационного архитектурного изменения. Кроме того, это включает компромиссы, такие как баланс между масштабируемостью и децентрализацией. В результате не обязательно, чтобы каждый роллап в экосистеме был роллапом Gigagas.

Кроме всего прочего, кажется, что роллапы gigagas предоставят отличные возможности сообществу Ethereum продемонстрировать истинную мощь Ethereum.

На протяжении этой серии роллапов мы провели глубокий анализ разных типов масштабирования Ethereum: от gate дона основе роллапов в части I кбустер роллапов во второй части,нативные роллапы в части III, и, наконец, гигагазовые роллапы в этой заключительной части. Эта статья завершает наше исследование роллапов, но это далеко не конец пути. Следите за новыми сериями и углубленными статьями о последних инновациях, формирующих будущее Ethereum!

Отказ от ответственности:

1. Эта статья взята из [Исследование 2077]. Все авторские права принадлежат оригинальному автору [2077 Исследование]. Если есть возражения против этой публикации, пожалуйста, свяжитесь с Gate Learnкоманда, и они быстро справятся с этим.
2. Отказ от ответственности: Взгляды и мнения, выраженные в данной статье, являются исключительно мнением автора и не являются инвестиционным советом.
3. Переводы статьи на другие языки выполняются командой gate Learn. Если не указано иное, копирование, распространение или плагиат переведенных статей запрещены.