Interpretación del CTO del paradigma: cómo lograr el gas de 1 GB por segundo

Autor: Georgios Konstantopoulos, Paradigm Research Partner & amp;

Comenzamos a construir Reth en 2022 para proporcionar la elasticidad de Ethereum L1 al resolver la expansión de la capa de ejecución en L2.

Hoy, nos complace compartir con usted cómo el plan Reth en 2024 logra el rendimiento del gas de 1 GB por segundo, y cómo podemos superar este objetivo para una hoja de ruta a largo plazo.

Invitamos a todo el ecosistema, junto con nosotros, para promover conjuntamente la vanguardia de rendimiento y la prueba de referencia estricta en el campo de cifrado.

1. ¿Hemos logrado la expansión de la escala?

Si las criptomonedas desean alcanzar la escala global y evitar el comportamiento especulativo (como el caso principal), hay una manera muy simple: las transacciones deben ser bajas y rápidas.

1.1 ¿Cómo medir el rendimiento?¿Cuál es la cantidad de gas por segundo?

El rendimiento generalmente se mide por «número de transacciones por segundo» (TPS).Especialmente para Ethereum y otras blockchains EVM, un estándar de medición más delicado y más preciso es la «cantidad de gas por segundo».Este indicador refleja la carga de trabajo informática que se puede procesar por segundo.

La cantidad por segundo se estandariza como un indicador de rendimiento para comprender mejor la capacidad y la eficiencia de la cadena de bloques.También ayuda a evaluar los efectos de costos del sistema y prevenir los ataques potenciales del servicio de rechazo (DOS).Este indicador ayuda a comparar el rendimiento de la máquina virtual Ethereum (EVM) y la cadena capaz.

Recomendamos que la comunidad EVM adopte la cantidad de gas por segundo como indicador estándar, y al mismo tiempo combinado con otras dimensiones de precios de gas para crear un estándar de rendimiento integral.

1.2 Nuestra etapa de desarrollo hoy

La cantidad de gas por segundo se determina eliminando el gas objetivo de cada bloque por tiempo de bloque.En la tabla a continuación, mostramos el rendimiento actual del gas y el retraso de las diferentes cadenas EVM L1 y L2 (no detalladas):

Hacemos hincapié en que la cantidad de gas por segundo se utiliza para evaluar de manera integral el rendimiento de la red EVM, al tiempo que captura los costos de cálculo y almacenamiento al mismo tiempo.Las redes como Solana, Sui o Aptos no están incluidas debido a sus modelos de costos únicos.Alentamos los modelos de costos de todas las redes blockchain para lograr una comparación integral y justa.

Estamos desarrollando un conjunto de herramientas de prueba de base no interrumpidas para que Reth copie la carga de trabajo real.Nuestros requisitos para los nodos están en línea con el TPC Benchmark.

2. ¿Cómo alcanza Reth Gas de 1 GB por segundo?Aún más alto?

Algunas de nuestras motivaciones para la creación de Reth en 2022 se deben a que necesitamos urgentemente un cliente para el encierro web.Creemos que nuestro camino hacia adelante está lleno de esperanza.

Durante la sincronización en tiempo real, Reth ha alcanzado el gas de 100-200 MB (incluida la recuperación del remitente, la transacción y el cálculo de cada bloque); expandido por 10 veces.

Con el desarrollo de Reth, nuestro plan de extensión debe encontrar un equilibrio entre escalabilidad y eficiencia:

• Expansión vertical: nuestro objetivo es maximizar el uso de cada «caja» para dar juego completo a su potencial.Al optimizar la forma de procesar las transacciones y los datos de cada sistema, podemos mejorar en gran medida el rendimiento general y, al mismo tiempo, hacer que los operadores de cada nodo sean más eficientes.

• Expansión horizontal: aunque optimizado, el volumen de transacción absoluta del tamaño de la web excede la capacidad de procesamiento de cualquier servidor.Para hacer frente a esta situación, consideramos implementar una arquitectura de expansión horizontal, que es similar al modelo Kubernetes del nodo blockchain.Esto significa que no hay nodos que puedan convertirse en cuellos de botella sin ningún nodo.

La optimización que se discute aquí no implicará soluciones de crecimiento del estado.La siguiente es una descripción general de nuestro plan para lograr este objetivo:

En toda la pila de tecnología, también optimizamos el IO y las CPU utilizando el modelo de actor.Finalmente, estamos evaluando activamente la base de datos alternativa, pero no se ha determinado.

2.1 RETH ROAD HOMA DE LA EXTENSIÓN VERTICA

Nuestro objetivo de extensión vertical es maximizar el rendimiento y la eficiencia del servidor o la computadora portátil que ejecuta Reth.

(1) Incluso (justo a tiempo) EVM y EVM antes de tiempo

En un entorno blockchain como Ethereum Virtual Machine (EVM), la ejecución de Bytecode se realiza a través del intérprete, y el intérprete maneja las instrucciones en orden.Este método traerá una cierta cantidad de gastos porque no se ejecuta directamente la instrucción de ensamblaje nativo, pero la operación realizada a través de la capa VM.

Compilación instantánea (JIT) para resolver este problema al convertir el código de byte en el código de la máquina nativa antes de ejecutar, mejorando así el rendimiento al omitir el proceso de interpretación de VM.Esta tecnología puede compilar el contrato en un código de máquina optimizado por adelantado, que se ha utilizado bien en otras máquinas virtuales como Java y WebAssembly.

Sin embargo, JIT puede ser fácilmente atacado por código malicioso.Reth compilará los requisitos más altos para la compilación (AOT) y los almacenará en el disco para evitar el proceso de no ser intentado para abusar de nuestro proceso de compilación de código nativo durante la ejecución de tiempo real.

Hemos estado desarrollando el compilador JIT/AOT para RevM, y actualmente estamos integrados con Reth.Abriremos el código inmediatamente después de completar la prueba de referencia en las próximas semanas.En promedio, aproximadamente el 50%del tiempo de ejecución se gasta en el intérprete EVM, por lo que debería requerir aproximadamente 2 veces que la mejora de la ejecución de EVM, pero cuando algunos requisitos de cálculo son mayores, el impacto puede ser mayor.En las próximas semanas, compartiremos nuestra prueba de referencia e integraremos nuestro propio JIT EVM en Reth.

(2) EVM paralelo

El concepto de máquina virtual Ethereum paralela (EVM paralela) admite múltiples transacciones al mismo tiempo, que es diferente del modelo tradicional de ejecución en serie EVM.Tenemos los siguientes dos caminos:

• Sincronización histórica: la sincronización de la historia puede calcular la mejor melodía paralela analizando transacciones históricas e identificando todos los conflictos estatales históricos.

• Sincronización de tiempo real: para la sincronización de tiempo real, podemos usar tecnologías similares a STM para inferir la ejecución sin ninguna información adicional (como la lista de acceso).Este algoritmo tiene un bajo rendimiento durante la competencia estatal severa, por lo que esperamos explorar el cambio entre la ejecución en serie y paralela de acuerdo con el estado de la carga de trabajo, y a qué ranura de almacenamiento se accederá para mejorar la calidad paralela.

Según nuestro análisis histórico, aproximadamente el 80%de la ranura de almacenamiento de Ethereum es independiente, lo que significa que el paralelo puede aumentar la eficiencia de la ejecución de EVM en 5 veces.

(3) Compromiso estatal optimizado

En el modelo Reth, calcular la raíz de estado es un proceso independiente de las transacciones, lo que permite el uso del almacenamiento estándar de KV que no necesita obtener información de TRIE.Esto actualmente requiere & GT;

Hemos determinado que los siguientes dos canales de «victorias fáciles» pueden aumentar el rendimiento de las raíces de estado en 2-3 veces sin ningún cambio de acuerdo:

• Raíz de estado completamente paralelo: ahora solo calculamos el árbol de almacenamiento que ha cambiado la cuenta, pero podemos ir más allá.

• Raíz de estado canalizado: durante el proceso de ejecución, se almacenan la ranura y la cuenta involucrada en el servicio de raíz estatal, y el nodo TRIE intermedio se hace previamente desde el disco.

Además, también podemos desviarnos de la actividad de la raíz de estado Ethereum L1 para explorar algunas rutas hacia adelante:

• Cálculo de raíces de estado de menor frecuencia: no calculó las raíces de estado en cada bloque, pero se calculó una vez cada bloque T.Esto reduce la proporción de tiempo total de raíces estatales en todo el sistema, que puede ser la solución más simple y efectiva.

• Roots de estado de seguimiento: en lugar de calcular la raíz de estado en el mismo bloque, es mejor dejar que se quede detrás de varios bloques.De esta manera, la ejecución se puede avanzar sin bloquear el cálculo raíz del estado.

• Reemplace el codificador RLP & amp;

• Trie más ancho: Agregue los sub-nodos de tasas N de árbol para reducir el IO ampliado debido a la profundidad de Trie’s Logn.

Hay varias preguntas aquí:

• ¿Cuáles son los cambios mencionados anteriormente en clientes ligeros, L2, puente, colaboradores y otros impactos secundarios de los protocolos que dependen de cuentas frecuentes y certificados de almacenamiento?

• ¿Podemos al mismo tiempo optimizar el compromiso de estado de la prueba de snark y la velocidad de ejecución nativa?

• Con nuestras herramientas existentes, ¿cuál es la promesa de estado más amplia que podemos obtener?¿Cuáles son los efectos secundarios sobre el testigo?

2.2 Hoja de ruta de expansión horizontal de Reth

Realizaremos los múltiples elementos mencionados anteriormente durante 2024 para lograr el objetivo de 1 GB de gas por segundo.

Sin embargo, las extensiones verticales eventualmente encontrarán restricciones físicas y prácticas.Ninguna máquina puede manejar las necesidades informáticas del mundo.Creemos que hay dos caminos aquí para apoyarnos para expandirnos introduciendo más caja después de que la carga se amplía:

(1) múltiples reth reth

La pila L2 de hoy debe ejecutar múltiples servicios para rastrear las cadenas: L1 CL, L1 El, L1 -y GT;Aunque esto es muy bueno para la modularización, la situación se volverá más complicada al ejecutar múltiples pilas de nodos.¡Imagina qué pasa si tienes que ejecutar 100 rollups!

Esperamos permitir el acurrucado simultáneamente durante el desarrollo de Reth, y reducir el costo operativo de miles de rollo a casi cero.

Lo hemos hecho en nuestros proyectos de expansión de implementación, y se avanzarán más en las próximas semanas.

(2) Yunyuan Reth

Los clasificadores de alto rendimiento pueden tener mucha demanda en una sola cadena, necesitan expandirse y una máquina no satisface sus necesidades.Esto es imposible implementar la implementación de un solonodo actual.

Esperamos poder admitir los nodos en la nube en ejecución, implementarlo como una pila de servicio, expandirlo automáticamente de acuerdo con los requisitos de cálculo y usar el almacenamiento de objetos en la nube aparentemente infinito para lograr un almacenamiento duradero.Esta es una arquitectura común en el proyecto de la base de datos del servidor (como Neondb, Cockrochdb o Amazon Aurora).

3. Perspectivas futuras

Esperamos lanzar gradualmente este mapa de ruta a todos los usuarios de Reth.Nuestra misión es permitir que todos obtengan una mayor velocidad de 1 GB de gas por segundo.Realizaremos pruebas optimizadas en Reth Alphanet, y esperamos que las personas usen Reth como SDK para construir nodos optimizados de alto rendimiento.

No hemos encontrado la respuesta.

• ¿Cómo ayuda Reth a mejorar el rendimiento de toda la ecología L2?

• ¿Cómo podemos medir adecuadamente algunas de nuestras peores situaciones que pueden ocurrir en general?

• ¿Cómo lidiamos con posibles diferencias entre L1 y L2?

Muchas de estas preguntas no tienen respuestas, pero tenemos muchas ideas iniciales con perspectivas brillantes, que pueden estar ocupadas por un tiempo.