深入探讨并行EVM及其生态系统

EVM与Solidity

智能合约开发是区块链工程师的基本技能。开发者通常使用Solidity等高级语言编写合约逻辑。然而，EVM无法直接解释Solidity代码，需要将其编译成虚拟机可执行的低级语言（操作码/字节码）。虽然有工具可以自动完成这一转换过程，但了解底层机制仍然很有价值。

转换过程会引入一些额外开销。具有低级编程经验的工程师可以直接在Solidity中使用操作码编写程序逻辑，以实现最高效率并降低gas消耗。例如，某些知名协议就广泛使用内联汇编来最小化用户的gas开销。

EVM性能的差异性

EVM作为"执行层"，是编译后的智能合约操作码最终执行的地方。EVM定义的字节码已成为行业标准。无论是用于以太坊Layer 2网络还是其他独立区块链，与EVM标准的兼容性使开发者能够在多个网络上高效部署智能合约。

尽管遵循EVM字节码标准使虚拟机成为EVM，但具体实现方式可能大相径庭。例如，以太坊的某些客户端用Go语言实现了EVM标准，而其他团队则维护C++实现。这种多样性允许不同的工程优化和定制实现。

并行EVM技术

历史上，区块链社区主要关注共识算法的创新，一些著名项目因其共识机制而闻名，而非执行层。尽管这些项目对执行层也有创新，但其性能常被误认为仅源自共识算法。

实际上，高性能区块链需要创新的共识算法和优化的执行层。仅改进共识算法的EVM区块链若要提升性能，往往需要更强大的节点配置。例如，某些区块链在高TPS下处理区块，需要比传统全节点高几倍的硬件配置。虽然有些网络理论上支持很高的TPS，但实际性能常常不及预期。

并行处理的需求

大多数区块链系统中，交易是按顺序执行的，类似单核CPU。这种方法虽然简单，但难以扩展到互联网级用户基础。转向多核CPU并行虚拟机可以同时处理多笔交易，大幅提高吞吐量。

并行执行带来了工程挑战，如处理并发交易写入同一智能合约的情况。需要设计新机制解决这些冲突。并行执行不相关的智能合约可以按并行处理线程数成比例提高吞吐量。

并行EVM的创新

并行EVM代表了一系列优化区块链系统执行层的创新。以某些项目为例，其关键创新包括：

• 并行交易执行：采用乐观并行执行算法，允许多个交易同时处理。
• 延迟执行：在共识机制中，节点先达成交易排序共识，然后再执行交易。
• 自定义状态数据库：通过直接将Merkle树存储在SSD上优化状态存储和访问。
• 高性能共识机制：改进现有共识机制，支持数百个全球分布节点间的高效同步。

并行EVM的技术挑战

并行执行引入了潜在的状态冲突，需要进行执行前或执行后的冲突检查。例如，当多个并行交易都与同一智能合约交互时，就可能发生冲突。这需要仔细的冲突检测和解决机制，以确保高效的并行处理。

除了实现并行EVM的技术差异外，各团队通常还需重新设计并增强状态数据库的读/写性能，并开发兼容的共识算法。

挑战与考量

并行EVM面临两个主要挑战：以太坊的长期工程价值捕获和节点集中化。虽然目前开发阶段可能尚未完全开源，但这些细节最终将在测试网和主网启动时披露。快速的生态系统发展将是保持竞争优势的关键。

节点集中化是所有高性能区块链的共同挑战，需要在去中心化、安全性和性能之间取得平衡。"每硬件需求的TPS"等指标可以帮助比较不同区块链在特定硬件条件下的效率。

并行EVM的格局

并行EVM格局包括多个Layer 1区块链和Layer 2解决方案。一些项目是通过技术升级支持并行EVM的现有网络，另一些则从一开始就采用并行执行技术。还有一些Layer 2网络采用非EVM并行执行技术，将EVM抽象为可插拔的执行模块。

项目概览

领先的并行EVM项目

该项目旨在通过优化EVM并行执行和流水线架构解决传统EVM的可扩展性问题，目标是达到10,000 TPS。近期完成大规模融资，成为融资最多、估值最高的并行EVM项目。创始团队包括来自知名交易机构的资深成员。内部测试网已启动，预计不久将向公众开放。

推出并行EVM网络的交易专注项目

最初专注于交易的Layer 1网络，现已升级为高性能并行EVM，将TPS提高到12,500。测试网已上线，支持EVM应用的一键迁移。主网预计今年上半年上线。该项目还推出了支持Layer 2和Rollup网络采用并行处理技术的开源框架。

双虚拟机增强执行层的项目

通过构建EVM++(EVM + WASM)，该项目旨在提升EVM区块链性能和网络执行效率。核心团队来自知名区块链项目。公测网已上线，生态系统激励计划正在进行中。

引入并行EVM技术的Cosmos生态项目

基于Cosmos SDK构建的EVM兼容Layer 1网络，专为DeFi应用设计。最近宣布了引入并行执行EVM技术的开发计划，旨在提升网络性能。

Solana EVM兼容性解决方案

建立在Solana网络上的并行EVM，是首个Solana EVM兼容性解决方案。支持Solidity和Vyper EVM开发者一键部署DApp到Solana，享受高吞吐量和低gas费。将EVM类交易封装成Solana交易执行，TPS超过2,000。

将SVM引入以太坊的项目

一个由Solana虚拟机(SVM)支持的Rollup Layer 2模块化解决方案。在以太坊上结算交易数据，使用ETH作为gas，但执行层在SVM环境中运行。近期完成大规模融资，主网即将向开发者开放。

模块化VM Layer 2项目

基于OP Stack构建的模块化VM Layer 2网络，是Optimism超链的一部分。旨在将高性能虚拟机引入现有的主要以太坊和比特币Layer 2网络。支持使用以太坊或比特币作为结算层，执行层可使用各种高性能虚拟机进行并行执行。

结语

随着区块链技术的发展，关注执行层与共识算法同等重要，以实现高性能。并行EVM等创新为提高吞吐量和效率提供了有前途的解决方案，使区块链更具可扩展性，能够支持广泛的用户群体。这些技术的发展和实施将塑造区块链生态系统的未来，推动该领域的进一步进步和应用。