Parallele Ausführung und parallelisierte EVMs erklärt

Was bedeutet Parallelausführung in der Kryptowirtschaft?

Die parallele Ausführung in der Kryptowirtschaft ist eine fortschrittliche Skalierungslösung, die es Blockchains ermöglicht, mehrere Transaktionen gleichzeitig zu verarbeiten. Durch die Kategorisierung von Transaktionen als unabhängig oder abhängig ermöglicht dieser Ansatz die gleichzeitige Ausführung von nicht konkurrierenden Transaktionen auf mehreren Knoten, wodurch die Nutzung der Netzwerkressourcen optimiert wird.

Die parallele Ausführung beschleunigt den Durchsatz, indem unabhängige Transaktionen parallel ausgeführt werden, während abhängige Transaktionen, die auf gemeinsame Konten oder Verträge zugreifen, sequentiell abgewickelt werden, so dass der Netzwerkkonsens erhalten bleibt. Diese Architektur ist zwar kompliziert, aber der Schlüssel zum Erreichen der Hochgeschwindigkeits-Transaktionsfunktionen, die für skalierbare Anwendungen benötigt werden.

Netzwerke wie Solana, Aptos und Sui nutzen die parallele Ausführung und erreichen Transaktionsgeschwindigkeiten, die bis zu 100-mal höher sind als bei herkömmlichen Blockchains. Das Bild unten zeigt, wie der Sealevel-Konsens von Solana die Ausführung von Single-Thread auf Multi-Thread verlagert, um die Geschwindigkeit zu erhöhen.

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Sequentielle Ausführung vs. parallele Ausführung

In Blockchain-Netzwerken sind Transaktionsausführungsmodelle für die Geschwindigkeit, Effizienz und Skalierbarkeit des Netzwerks von entscheidender Bedeutung. Die beiden derzeit führenden Modelle sind die sequentielle und die parallele Ausführung, die jeweils unterschiedliche Vorteile und Kompromisse aufweisen.

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Vorteile und Nachteile der sequenziellen Ausführung

Bei der sequentiellen Ausführung, wie sie von Netzwerken wie Ethereum verwendet wird, werden die Transaktionen nacheinander in einer strikten Reihenfolge verarbeitet, was die Konsistenz im gesamten Netzwerk gewährleistet. Dieses Modell ist ideal für komplexe Operationen, da es Konflikte minimiert, indem das Hauptbuch Schritt für Schritt aktualisiert wird.

Die Hauptbeschränkung liegt jedoch in der Skalierbarkeit; die sequentielle Verarbeitung schränkt den Durchsatz ein, was bei Nachfragespitzen zu Überlastung und erhöhten Gebühren führt.

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Vorteile und Nachteile der parallelen Ausführung

Die parallele Ausführung, die von Netzen wie Solana genutzt wird, ermöglicht die gleichzeitige Verarbeitung nicht konkurrierender Transaktionen über mehrere Knoten, was die Geschwindigkeit und Effizienz erheblich steigert.

Dieses Modell entschärft Engpässe und ist hoch skalierbar, führt aber zu zusätzlicher Komplexität, da fortschrittliche Synchronisationsmechanismen zur Vermeidung von Datenkonflikten erforderlich sind.

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Parallelisierte Blockchains

Mehrere Blockchains der nächsten Generation nutzen die parallele Ausführung, um die Transaktionsgeschwindigkeit zu erhöhen, die Kosten zu senken und eine hohe Nachfrage zu bewältigen:

• Sei: Durch Twin-Turbo-Konsens und marktoptimierte Parallelisierung ist Sei für schnelle Handels- und DeFi-Anwendungen konzipiert und ermöglicht eine nahezu sofortige Transaktionsbestätigung.
• Sui: Die parallele Ausführung von Sui verarbeitet mehrere Zustände gleichzeitig und sorgt so für Zuverlässigkeit und schnelle Leistung, auch im großen Maßstab.
• Aptos: Mit seiner Block-STM-Engine erreicht Aptos einen hohen Durchsatz durch die parallele Verarbeitung von Transaktionen und überwindet so die Grenzen der sequentiellen Verarbeitung.
• Solana: Als Pionier auf dem Gebiet der Parallelisierung ermöglicht die Sealevel-Laufzeitumgebung von Solana die Multithreading-Ausführung, wodurch die Bestätigungszeiten reduziert und die Netzwerkeffizienz maximiert werden.

Diese Plattformen zeigen einzigartige Implementierungen der parallelen Ausführung zur Skalierung der Blockchain-Leistung, zur Verbesserung der Transaktionsabwicklung und der gesamten Netzwerkkapazität.

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Was sind parallelisierte EVMs?

Parallelisierte EVMs sind Blockchains, die die Ethereum Virtual Machine (EVM) beschleunigen, indem sie die gleichzeitige Verarbeitung von Transaktionen ermöglichen. Im Gegensatz zum Single-Thread-Setup von Ethereum, das Transaktionen sequentiell abwickelt, erhöhen parallelisierte EVMs die Skalierbarkeit und den Durchsatz, sodass dApps mehr Nutzer ohne Überlastung unterstützen können.

Sei v2, MegaETH und Monad sind die bekanntesten Beispiele für parallelisierte EVMs, die entweder in Betrieb oder in der Betaphase sind.

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Unterm Strich

Die parallele Ausführung stellt eine schrittweise Erhöhung der Skalierbarkeit der Blockchain dar und ermöglicht es den Netzwerken, mehrere Transaktionen gleichzeitig zu verarbeiten und die Beschränkungen sequenzieller Modelle wie Ethereum zu überwinden.

Durch die Möglichkeit der parallelen Transaktionsverarbeitung bieten Layer-1-Systeme der nächsten Generation wie Solana und Sui eine erheblich höhere Geschwindigkeit und Effizienz, was für Anwendungen mit hohem Bedarf entscheidend ist.

Parallelisierte EVMs wie Sei v2 und Monad bringen diesen Ansatz für das Ethereum-Ökosystem voran und zeigen das transformative Potenzial der parallelen Ausführung für die Unterstützung von Onchain-Anwendungen im großen Maßstab.