什么是并行执行 以 Aptos、Sui、Linera 和 Fuel 为例给你讲透

本文旨在通过 Aptos、Sui、Linera 和 Fuel 来阐明并行执行技术的原理，以及这些项目之间的异同和面临的挑战。

当观察区块链技术的发展时，我们可以看到一个强大的趋势，即新的 L1 侧重于并行执行。这一想法并不新鲜，比如目前在 Solana 的 Sealevel 执行环境中就使用了并行执行。然而，上一轮牛市中，DeFi 和 NFT 令人印象深刻的表现表明了对改进的迫切需求。目前采用并行执行理念的一些知名项目有 Aptos、Sui、Linera 和 Fuel。

 

本文讨论了这些项目之间的异同，以及它们面临的挑战。

问题所在

智能合约平台能够创建广泛的去中心化应用。为了执行这些应用，需要一个共享的计算引擎。网络中的每个节点都会运行这个计算引擎，并执行应用程序以及用户与应用程序的交互。当节点从执行中得到相同的结果时，他们就会达成共识，并推动链的发展。

以太坊虚拟机是最主要的智能合约 (SC) 执行引擎，有大约 20 种不同的实现方式。自从 EVM 发明以来，它已经被开发人员广泛采用。除了以太坊和以太坊的 L2 外，Polygon、BNB Smart Chain 和 Avalanche c Chain 等其他几个链都采用了 EVM 作为执行引擎，并致力于改变共识机制以提高网络吞吐量。

EVM 的一个主要限制特性是顺序的顺序执行。EVM 本质上每次执行一个交易都会将所有其他交易置于暂停状态，直到交易执行完成，区块链状态被更新。即使两个交易是独立的，例如，从 Alice 到 Bob 的付款和从 Carol 到 Dave 的另一个付款，EVM 也不能并行执行这些交易。虽然该执行模式允许使用闪电贷等有趣的用例，但它既不高效，也不可扩展。

交易的这种顺序执行是网络吞吐量的主要瓶颈之一。首先，它导致区块中的交易执行时间变长，从而限制了区块时间。此外，它还限制了可以添加到区块中的交易数量。以太坊的平均吞吐量约为 17 tx/ 秒。这种低吞吐量意味着在高活动时期，网络矿工 / 验证者不能处理所有的交易，并会引发确保交易优先执行而推高交易费用的费用竞标战。以太坊的平均费用在某些点超过 0.2 ETH( 约 800 美元 )，让许多用户望而却步。顺序执行的第二个问题是网络节点的低效。顺序指令的执行不能从多核处理器中受益，这会导致硬件利用率低，效率低下。这阻碍了可扩展性，并导致了不必要的能源消耗。

并行执行可以解决这个问题？

EVM 结构的基本限制为专注于并行执行 (PE) 的 L1 新领域奠定了基础。并行允许在多个处理器核心之间划分交易处理，提高了硬件利用率，从