Mejorar la tecnología para escalar blockchains requiere abordar problemas multifacéticos. Nuevos intentos de paralelizar la máquina virtual Ethereum (EVM) han ganado interés en las últimas semanas, a medida que los desarrolladores buscan posibilidades para aumentar el rendimiento de las transacciones.
El EVM es el entorno de ejecución que se ejecuta en Ethereum y sus paquetes acumulativos de capa 2, y también ha sido adoptado por otras redes de capa 1 como Avalanche, Binance Chain y muchas otras, que lo utilizan para procesar código de contrato inteligente.
En implementaciones típicas de EVM, las transacciones se procesan una tras otra en el orden en que llegan. Este enfoque very simple puede llevar a tiempos de procesamiento más largos y costos más altos cuando hay muchas transacciones, explica Marina Guryeva, directora ejecutiva de Neon Labs, que está implementando EVM como un contrato inteligente en Solana.
«Para Ethereum, el modelo tradicional de ejecución secuencial simplifica los requisitos de hardware, pero, por el contrario, crea limitaciones en el manejo del creciente volumen de transacciones», dijo Guryeva a Blockworks. «Esto empeora durante las horas pico de uso, lo que resulta en tiempos de espera de transacciones más largos, tarifas de gas más altas frente al aumento de la demanda y una experiencia de usuario fracturada en typical».
Guryeva dijo que gran parte del creciente interés en las EVM paralelas se debe a su capacidad para abordar estos desafíos en torno a la escalabilidad de blockchain, abordando cuestiones relacionadas con el trilema de blockchain.
«El enfoque de procesamiento paralelo aborda los desafíos de larga facts de escalabilidad y eficiencia del procesamiento de transacciones dentro de la crimson Ethereum», dijo Guryeva.
Se pueden procesar muchas transacciones al mismo tiempo, en lugar de secuencialmente, siempre que no dependan unas de otras.
Hay otras formas de lograr el procesamiento paralelo, como a nivel de base de datos con enfoques como la fragmentación, que esencialmente dividen el estado de Ethereum en «fragmentos» más pequeños, pero aún faltan años para la fragmentación completa.
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Sin embargo, los EVM paralelos, incluidos los de la pink Sei, Monad y Neon, ya están listos para la producción o casi. La crimson Sei lanzó su purple principal en agosto de 2023 y recientemente ha registrado un volumen de operaciones mensual de alrededor de $136 millones con un poco más de 29 mil usuarios activos de DEX, según datos compilados por Flipside Crypto.
Su token nativo, SEI, ha aumentado de alrededor de $,23 a principios de diciembre a alrededor de $,68 hoy, un salto de casi el 200%. Neon también ha experimentado un aumento significativo en el precio de su token, con NEON cotizando de $,50 el 1 de diciembre a aproximadamente $2,55 hoy.
Monad aún no se ha lanzado y aún no tiene su propio token.
Una mirada a los protocolos EVM paralelos populares
Gran parte del trabajo que se está realizando en Neon EVM es llevar las dapps de Ethereum al ecosistema de Solana, dijo Guryeva.
«Es un entorno Ethereum totalmente compatible en Solana y permite a los desarrolladores escalar las dapps de Ethereum utilizando Solana como capa de liquidación», dijo.
Guryeva señala que Ethereum sigue siendo la cadena de bloques dominante que admite contratos inteligentes y dapps, pero la tecnología Sealevel de Solana, que permite que las máquinas virtuales procesen múltiples transacciones simultáneamente mediante la distribución de la carga de trabajo de las transacciones entre múltiples subprocesos en el components de un validador, permite tarifas de gasoline más bajas y una mayor escalabilidad.
Jay Jog, cofundador de Sei Labs, comparte este sentimiento y señala que los paquetes acumulativos de Ethereum luchan por obtener más de 30 transacciones sostenidas por segundo, lo que limita el espacio de diseño en la cadena de bloques.
«Un EVM paralelizado le permite obtener lo mejor de Ethereum y Solana: el EVM y todas las herramientas/mente compartidas que lo rodean y el entorno de ejecución rápida que ofrece Solana», dijo.
La última versión de Sei tiene su EVM integrado en la cadena, añadió Jog.
“Sei utiliza Geth, la implementación Go de EVM, para obtener compatibilidad full con el código de bytes de EVM. Geth está muy probado en batalla y actualmente procesa ~85% de [Ethereum] bloques”, dijo.
Esto es diferente de su competidor Monad, que está creando una implementación EVM personalizada, señala Jog.
A pesar de estas diferencias, tanto Monad como Sei utilizan la ejecución paralela optimista para lograr el procesamiento paralelo.
Con esta técnica, las máquinas virtuales se ejecutan en paralelo en subprocesos separados dentro de la computadora de la purple. Cada hilo ejecutaría transacciones y generaría lo que Keone Hon, cofundador y director ejecutivo de Monad Labs, llama «resultados pendientes».
Estos resultados pendientes rastrean las entradas y salidas de las transacciones que luego se confirman nuevamente en su orden lineal first. Si algún resultado pendiente tiene entradas que han sido invalidadas, entonces se debe reprogramar una transacción.
«Esto significa que Monad todavía admite bloques lineales y transacciones lineales dentro de los bloques», dijo Hon a Blockworks. «Monad básicamente puede tomar formatos de transacción que son exactamente iguales a Ethereum y luego, bajo el capó, implementar el paralelismo sin ningún cambio desde la perspectiva del usuario».
La ejecución paralela optimista es diferente de lo que united states of america Solana, por ejemplo, donde las dapps tienen que especificar previamente las dependencias de las transacciones, dijo Hon, de manera análoga al enfoque de lista de acceso en Ethereum.
Los EVM paralelos son un trampolín
Es importante tener en cuenta, añade Hon, que la ejecución paralela es una pequeña fracción del panorama basic, ya que la misión más general de Monad se centra en acelerar la ejecución de EVM para que tenga el mayor rendimiento posible.
«El verdadero cuello de botella es en realidad el acceso del estado a que se ejecutan todas esas transacciones, todas dependen del estado, y ese estado vive en SSD (unidad de estado sólido)», dijo Hon.
La mayoría del trabajo de contratos inteligentes tiene un cálculo relativamente simple, dijo, y las mayores limitaciones para los contratos inteligentes suelen ser el componente de entrada/salida: el proceso de lectura del SSD y luego reescribir datos.
El paralelismo solo cut down una pequeña fracción de los costos, según Rachel Bousfield, líder tecnológica de Offchain Labs, porque la ejecución paralela rara vez es posible en la práctica en las dapps Net3 actuales.
Las cadenas de bloques similares a Ethereum generalmente utilizan bases de datos de productos básicos para leer y escribir datos. Estos tienen la ventaja de ser ampliamente accesibles y comprados “listos para usar”, pero no están optimizados para el problema de almacenar los datos del árbol Merkle, necesarios para el procesamiento paralelo en la cadena de bloques, señala Hon.
Esto significa que, fundamentalmente, para reducir los tiempos de procesamiento de transacciones y los precios del gas, la infraestructura alrededor de la foundation de datos tendrá que cambiar.
“Entonces, una de las otras cosas realmente importantes que Monad está construyendo es una foundation de datos de estado personalizada desde cero que admite el acceso paralelo, de modo que cuando hay muchos subprocesos ejecutándose en paralelo, tocar la base de datos (para obtener entradas o escribir datos internos en ella) estos pueden proceder en paralelo”, dijo Hon.
Monad no es el único que se centra en aliviar las dependencias estatales. Sei también está trabajando para realizar mejoras en esta área, señala Jog.
«Estamos trabajando mucho en la capa estatal para mejorar el acceso estatal, el compromiso estatal y el almacenamiento estatal», dijo.
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