并行不止EVM，高性能L1（Sui）大战以太坊L2？

• 时间：2024-02-10
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AltL1的竞争已经白热化，Near推出DA解决方案，Sui的TVL一路攀升，只有以太坊还在不紧不慢搞主网升级，L2浮现并行EVM和去中心化排序器两大竞争点。

在当下和未来，一个基本事实是以太坊的地位已经很难撼动，模块化的概念将会泛化，如果Vitalik对 Celestia 的打压不成功，那么市场会择优选择，组合和模块化不止发生于同一体系内，市场原则会促使项目方自由组装各要件，比如各公链、L2和比特币间组合可用性，BTCL2的火热即是明证。

如果Near能干DA的活，那么Aptos、Solana和Sui等高性能公链也就能被“L2化”，最终被以太坊兼容和吞并。

并行EVM可以被理解为并行化的EVM兼容链/L2，可以从区块链速度入手，理论上解决区块链运行缓慢只有两个办法：

• 加码硬件，不断调优。比如Solana的硬件配置独一档的高，“机房”的管理和配置可以让Solana享受超高网速和提升吞吐量；
• 多核并行，多线并发。硬件提升后，多核心便可真正实现多任务，此外，不断将任务切分细化也可提升效率，这也是计算机通用做法。

默认硬件利用已经达到极致，那么并行EVM可以从以下三个层次去进行分类和理解：

1. 并行是计算机领域的通用做法，任意公链和L2都可使用。比如Aptos、Sui和Solana等AltL1，或者Sei这个宣称自己是第一个兼容EVM的L1，以及Scroll（2024路线图）、Lumio、Eclipse等以太坊L2项目，还有NeonEVM等异构链上的兼容EVM解决方案，NeonEVM就属于Solana生态，也宣称自己是第一个兼容EVM的。
2. 并行EVM狭义上指能够兼容EVM的L1/L2，理论上以太坊自己也可以实行并行化改造，这是最符合定义的并行EVM，但是动作太大几乎不可能存在；
3. 并行EVM广义上可以扩展，任意并行计算链，无论自身是否兼容EVM，只要可以打通和EVM的链接，就可以归属在内，比如将Aptos作为以太坊的“加速器”。

考察非EVM兼容的AltL1也具备特殊意义，它们可以被接入EVM生态，此外，Aptos所开创的Block-STM方案也成为众多新兴并行EVM方案事实上的模版和思路来源，下文会详述。

前置：线程、进程、并行和并发和EVM的通俗说明

我沿着并行EVM拆解的思路将其归类，但是对并行概念说明仍不完备，如果接下来直接讲项目实现的逻辑，会让人不得其解，简直是以其昭昭使人昏昏。

同样，诸如“进程是资源分配的最小单位，线程是CPU调度的最小单位”之类的解释虽然专业，但也对大多数人不甚友好，我想以买瓜为例来说明这个过程。

先铺垫一下，我们的计算机最底层是物理硬件，其上才是操作系统和各类应用，计算机在处理任务时，就是根据优先级将软硬件资源分配出去，我们以华强买瓜来说明这个过程：

线程、进程、并行和并发的关系

1. 华强骑车要去买一个西瓜，这是个单一行为，也是最小单位，是一个线程，一个西瓜此时就是能调用的物理硬件资源，多了没有；
2. 两个华强要一起去买一个西瓜，这是个复合行为，因为有两个华强要吃瓜，但是要注意，此时仍然只有一个西瓜，多了也没有。并且两个华强约好了一起去砍西瓜，谁不去谁就不是兄弟，那么此时两个华强买瓜就是一个进程，每个华强吃瓜仍然是一个线程，因此一个进程里包括了两个线程。

这个时候，只有一个西瓜但是要多个人吃的情况就是并发，这里的重点是大家一起吃西瓜，要保证每个人都能最起码吃上一口，因为不论吃瓜的人有多少，他们之间如何分座位、先后，都不影响一瓜多吃的最终结果。

聪明的你一定看出问题来了，为啥非得这么多人一起吃西瓜，开西瓜摊的老板本质上是水果店老板，你还可以吃香蕉啊，说的对，这就是需要供给侧改革的原因，现在老板宣布，香蕉也上市了，那么此时物理资源（水果）就增加了，华强可以分为两列分别取吃不同的水果，这就是并行，两行并列，各吃所爱。

（防杠声明：上面的解释比较通俗但不专业，如有争议，以程序员认知为准，我是半吊子出身）

下一步将它们和EVM组合到一起，组装出并行EVM的真正涵义。

EVM虽然经常被提起，但是其真正指向却含混不清，尤其是虚拟机（VM，virtualmachine）总是给人一种脱实向虚的感觉，其实，不较真的说，虚拟机就是特化的操作系统，程序员不需要面向物理实体搞开发，只需要在软件层面适配就行。

简化一下EVM的作用就是交易，用户提交指令，随后EVM会按照用户的需求，如转账、SWAP、质押还是其他需要和智能合约交互的行为都会被一一执行。这里的重点是指令和一一执行，EVM可以理解用户的需求，但是执行需要排队，不能随意改变顺序。

所以并行EVM本质上就是改变了执行顺序，允许多个智能合约（指令）同时进行，相当于挂摊老板雇工，他卖西瓜，小弟卖香蕉，最终挣钱了还是老板的。

EVM说明

最典型的就是我前一篇文章提到的BTCL2们，现在的BTCL2基本上都是想给比特币接入EVM生态，其实他们自己就是个比特币上的虚拟机，开发者面向他们开发，就不需要考虑比特币自身架构和编程语言的限制，可以用熟悉的EVM开发流程一步到位。

EVM与此同理，极端一点说，如果你是个前端，那么甚至可以在完全不了解硬件、操作系统原理、以太坊原理的基础上面向文档开发，只需要看懂EVM开发工具和接口的说明，比如写出某个DEX的前端界面（只做理论说明，实际上非常复杂）。

一言以蔽之，虚拟机（VM）是摒除硬件和原理后的加工作坊，比如是华强买瓜要做西瓜汁，那么虚拟机就是榨汁机，一杯西瓜汁只需要三步：开盖、放入西瓜、榨汁，完事。

同理，EVM就是以太坊的榨汁机，兼容EVM就是L1/L2买的拼多多平替榨汁机，虽然存在一些瑕疵，但是也能用，而并行EVM就是多个榨汁机一起工作。

不是手工用不起，而是榨汁机更有性价比。

最后，并行EVM概念重出江湖，本质上是以太坊只能依次处理单笔交易带来的速度限制，其主网TPS只能稳定在10左右，BNBChain（BSC）等较为中心化的EVM兼容链也只能提到到200左右，在物理硬件没有革命性突破，以及以太坊自身无法改造为并行机制的前提下，并行EVM赛道将长期火热，毕竟，没有人会嫌速度快。

现状：乐观验证成为共识，Move系渐有救驾之势

并行和VM的概念早已有之，但是引入到区块链，尤其是并行EVM概念，其实是以2022年为起点，Aptos发布了《Block-STM:ScalingBlockchainExecutionbyTurningOrderingCursetoaPerformanceBlessing》的论文，随后PolygonPoS链便在当年底尝试加入了该功能，不仅如此，Aptos在这篇论文中提出的诸多方案和思路也成为行业共同选择，需要予以介绍。

并行EVM相关项目及分类

梦想起点：Block-STM

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可以这样说，Aptos是区块链并行化的集大成者，虽然Solana、Near已经有所探索，但是Aptos在区块链中应用的的STM（软件事务内存，SoftwareTransactionalMemory）重新对交易进行排序，核心思路是先假设排序后的交易都是对的，并行执行后发现有不对的，单独解决个别不对的，按照二八定律，这样大部分的交易都可以得到加速执行，此所谓乐观验证机制，和Rollup中的乐观验证机制思路基本一致。

Block-STM

具体而言，Block-STM将区块链的执行过程分为两个阶段：排序阶段和执行阶段。

• 排序阶段，Block-STM使用STM来对交易进行排序，以确保交易的顺序性；
• 执行阶段，Block-STM利用排序结果来并行执行交易，从而提高执行效率。

自此之后的并行EVM基本上都与此类似，只不过排序和执行上存在实现差别，以及要增加对EVM的兼容，比如NeonEVM和PolygonPoS都属于此类。

Sui改造：一切皆对象

Sui和Aptos师出同门，二者高度相似，但是最大差别在于Sui以对象（Object）为核心，比如在Alice给Bob的转账流程中，作用方式如下：

• Aptos：Alice账户减去1USDT，Bob账户加上1USDT，涉及到两个账户的记账信息和余额变动；
• Sui：1USDT保持不变，只改变其所有权属性，将所有权由Alice变动为Bob，这样只涉及1USDT的信息改动；

如你所见，Sui的出发点不是考察交易双方的账户，而是涉及对象的属性变化，由此推广，不仅是代币转移，也可以是NFT等资产。

再延伸一下，如果一个资产只涉及点对点之间的属性变化，其实并不需要同步全节点，只要双方认可该交易即可，如此一来，此类交易都可并行处理。

当然，二者的具体实现要复杂的多，并行也会带来很多问题，但是了解到此处已经足够。

Solana和NeonEVM：借壳上市

Solana本身的并行处理是通过SeaLevel机制来实现，和Block-STM类似（其实应该颠倒，SeaLevel提出于2019年，Block-STM提出于2022年），都是需要对交易排序，然后再执行。

Solana的“创新”在于对硬件资源的专项优化，理论上不仅可以对所有指令进行排序，并且优化后的多线程可以发挥处理器的全部效能，达到高并发的效果，TPS理论值5万，实测高峰可达5千左右。

那么这和NeonEVM的关系在哪里呢？

NeonEVM花费

Neon要做的就是同步EVM的交易信息，然后用Solana来运算，这样既可以利用EVM生态的dApp丰富度和安全保障，也可以利用Solana来提速降费，相较于以太坊主网的昂贵和缓慢，Neon的授权、转账、存借基本上在0.1甚至0.01美元以下。

不太恰当的说，Neon把Solana变成了以太坊的另类L2，触类旁通，L1/L2EVM不仅可以自己实现并行，其实也可以当中介，自身只负责兼容EVM或者只做L1/L2，而把剩下的部分外包出去。

这也是开头我说，泛化的模块化的真正含义，L1/L2并行EVM完全可以是三个项目的组合产物，甚至是跨链组合，如此一来，玩法就多种多样了。

SeiV2和Monad：一起开心，字节兼容

从技术实现上而言，SeiV2和Monad非常相似，两者都是对以太坊的字节级兼容EVM，其实在并行思路上，都不约而同选择了熟悉的乐观验证，先排序，能执行的就执行，出错了，再单独解决依赖项。

SeiV2并行方案说明

当然，成熟的产品和思路大家都能用，但是要注意，如同BTCL2一样，真正的技术创新并不多，仍然是以“组合”为主，Solana是唯一大规模实践并行，并且软硬件搭配跑出高并发效果的L1，其他的更多是“兼容EVM 并行”的套餐装。

大家肯定能想到，既然Solana能被当做加速器，那么Aptos等也可以，事实上，Lumio也是这么想的，只要自己作为中介，一面兼容EVM，一面实现并行，那么都可以被称为并行EVM，故此，不对Lumio再做过多说明。

并行EVM的困境

在本文中，我着重强调的是并行EVM的核心是硬件资源的调配和任务的排序执行，两者缺一不可，软件优化的上限是物理硬件的参数限制，毕竟博尔特也没法超越光速，但是并行EVM目前主要都是对Aptos的Block-STM的改造和模仿，这也是基本事实。

此外，目前不需要过度探索以太坊L2上的并行实践，它们更需要解决排序器的中心化问题，效率已经足够高。

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