並行不只EVM，高性能L1 Sui大戰以太坊L2 ？

上期影片已經做好囉：一口氣了解BTC L2 的發展典範～

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Alt L1 的競爭已經白熱化，Near 推出DA 解決方案，Sui 的TVL 一路攀升，只有以太坊還在不緊不慢搞主網升級，L2 浮現並行EVM 和去中心化排序器兩大競爭點。

在當下和未來，一個基本事實是以太坊的地位已經很難撼動，模組化的概念將會泛化，如果Vitalik 對Celestia 的打壓不成功，那麼市場會擇優選擇，組合和模組化不止發生於同一體系內，市場原則會促使專案方自由組裝各要件，例如各公鏈、L2 和比特幣間組合可用性，BTC L2 的火熱即是明證。

如果Near 能幹DA 的活，那麼Aptos、Solana 和Sui 等高性能公鏈也就能被“ L2 化”，最終被以太坊兼容和吞併。

平行EVM 可以被理解為平行化的EVM 相容鏈/L2，可以從區塊鏈速度入手，理論上解決區塊鏈運行緩慢只有兩個方法：

• 加碼硬件，不斷調優。例如Solana 的硬體配置獨一檔的高，「機房」的管理與配置可以讓Solana 享受超高網速和提升吞吐量；

• 多核心並行，多線並發。硬體提升後，多核心可真正實現多任務，此外，不斷將任務切分細化也可提升效率，這也是電腦通用做法。

預設硬體利用已經達到極致，那麼並行EVM 可以從以下三個層次去進行分類與理解：

1. 並行是電腦領域的通用做法，任意公鍊和L2 都可使用。例如Aptos、Sui 和Solana 等Alt L1，或是Sei 這個宣稱自己是第一個相容EVM 的L1，以及Scroll（2024 路線圖）、Lumio、Eclipse 等以太坊L2 項目，還有Neon EVM 等異構鏈上相容的EVM 解決方案，Neon EVM 就屬於Solana 生態，也宣稱自己是第一個與EVM 相容的。

2. 並行EVM 狹義上指能夠相容於EVM 的L1/L2，理論上以太坊自己也可以實行並行化改造，這是最符合定義的並行EVM，但是動作太大幾乎不可能存在；

3. 並行EVM 廣義上可以擴展，任意並行計算鏈，無論自身是否兼容EVM，只要可以打通和EVM 的鏈接，就可以歸屬在內，比如將Aptos 作為以太坊的“加速器”。

考察非EVM 相容的Alt L1 也具備特殊意義，它們可以被連接到EVM 生態，此外，Aptos 所開創的Block-STM 方案也成為眾多新興並行EVM 方案事實上的模版和思路來源，下文會詳述。

前置：線程、進程、並行和並發和EVM 的通俗說明

我沿著並行EVM 拆解的思路將其歸類，但是對並行概念說明仍不完備，如果接下來直接講項目實現的邏輯，會讓人不得其解，簡直是以其昭昭使人昏昏。

同樣，諸如“進程是資源分配的最小單位，線程是CPU調度的最小單位”之類的解釋雖然專業，但也對大多數人不甚友好，我想以買瓜為例來說明這個過程。

先鋪墊一下，我們的電腦最底層是實體硬件，其上才是操作系統和各類應用，電腦在處理任務時，就是根據優先級將軟硬體資源分配出去，我們以華強買瓜來說明這個過程：

執行緒、進程、並行和並發的關係

1. 華強騎車要去買一個西瓜，這是個單一行為，也是最小單位，是一個線程，一個西瓜此時就是能調用的物理硬體資源，多了沒有；
2. 兩個華強要一起去買一個西瓜，這是個複合行為，因為有兩個華強要吃瓜，但是要注意，此時仍然只有一個西瓜，多了也沒有。而且兩個華強約好了一起去砍西瓜，誰不去誰就不是兄弟，那麼此時兩個華強買瓜就是一個進程，每個華強吃瓜仍然是一個線程，因此一個進程裡包括了兩個線程。

這時候，只有一個西瓜但是要多個人吃的情況就是並發，這裡的重點是大家一起吃西瓜，要保證每個人都能最起碼吃上一口，因為不論吃瓜的人有多少，他們之間如何分座位、先後，都不影響一瓜多吃的最終結果。

聰明的你一定看出問題來了，為啥非得這麼多人一起吃西瓜，開西瓜攤的老闆本質上是水果店老闆，你還可以吃香蕉啊，說的對，這就是需要供給側改革的原因，現在老闆宣布，香蕉也上市了，那麼此時物理資源（水果）就增加了，華強可以分為兩列分別取吃不同的水果，這就是並行，兩行並列，各吃所愛。

下一步將它們和EVM 組合在一起，組裝出並行EVM 的真正涵義。

EVM 雖然經常被提起，但其實指向卻含混不清，尤其是虛擬機（VM，virtual machine）總是給人一種脫實向虛的感覺，其實，不較真的說，虛擬機就是特化的作業系統，程式設計師不需要面向物理實體搞開發，只需要在軟體層面適配就行。

簡化EVM 的作用就是交易，使用者提交指令，隨後EVM 會依照使用者的需求，如轉帳、SWAP、質押或其他需要和智慧合約互動的行為都會被一一執行。這裡的重點是指令和一一執行，EVM 可以理解使用者的需求，但執行需要排隊，不能隨意改變順序。

所以並行EVM 本質上就是改變了執行順序，允許多個智能合約（指令）同時進行，相當於掛攤老闆僱工，他賣西瓜，小弟賣香蕉，最終賺錢了還是老闆的。

EVM 說明

最典型的就是我前一篇文章提到的BTC L2 們，現在的BTC L2 基本上都是想給比特幣接入EVM 生態，其實他們自己就是個比特幣上的虛擬機，開發者面向他們開發，就不需要考慮比特幣自身架構和程式語言的限制，可以用熟悉的EVM 開發流程一步到位。

EVM 與此同理，極端一點說，如果你是個前端，那麼甚至可以在完全不了解硬體、作業系統原理、以太坊原理的基礎上面向文件開發，只需要看懂EVM 開發工具和介面的說明，例如寫出某個DEX 的前端介面（只做理論說明，其實非常複雜）。

一言以蔽之，虛擬機（VM）是摒除硬體和原理後的加工作坊，例如是華強買瓜要做西瓜汁，那麼虛擬機就是榨汁機，一杯西瓜汁只需要三步：開蓋、放入西瓜、榨汁，完事。

同理，EVM 就是以太坊的榨汁機，兼容EVM 就是L1/L2 買的拼多多平替榨汁機，雖然存在一些瑕疵，但是也能用，而並行EVM 就是多個榨汁機一起工作。

不是手工用不起，而是果汁機更有性價比。

最後，並行EVM 概念重出江湖，本質上是以太坊只能依序處理單筆交易帶來的速度限制，其主網TPS 只能穩定在10 左右，BNB Chain（BSC） 等較為中心化的EVM 相容鏈也只能提到到200 左右，在實體硬體沒有革命性突破，以及以太坊本身無法改造為平行機制的前提下，並行EVM 賽道將長期火熱，畢竟，沒有人會嫌速度快。

現況：樂觀驗證成為共識，Move 系漸有救駕之勢

並行與VM 的概念早已有之，但是引入到區塊鏈，尤其是並行EVM 概念，其實是以2022 年為起點，Aptos 發布了《Block-STM: Scaling Blockchain Execution by Turning Ordering Curse to a Performance Blessing》的論文，隨後Polygon PoS 鏈便在當年底嘗試加入了該功能，不僅如此，Aptos 在這篇論文中提出的諸多方案和思路也成為行業共同選擇，需要予以介紹。

平行EVM相關專案及分類夢想起點：Block-STM

可以這樣說，Aptos 是區塊鏈並行化的集大成者，雖然Solana、Near 已經有所探索，但是Aptos 在區塊鏈中應​​用的的STM（軟體事務內存，Software Transactional Memory）重新對交易進行排序，核心思路是先假設排序後的交易都是對的，並行執行後發現有不對的，單獨解決個別不對的，按照二八定律，這樣大部分的交易都可以得到加速執行，此所謂樂觀驗證機制，和Rollup 中的樂觀驗證機制思路基本一致。

Block-STM

具體而言，Block-STM 將區塊鏈的執行過程分為兩個階段：排序階段和執行階段。

• 排序階段，Block-STM 使用STM 來對交易進行排序，以確保交易的順序性；
• 執行階段，Block-STM 利用排序結果來並行執行交易，從而提高執行效率。

自此之後的平行EVM 基本上都與此類似，只不過排序和執行上存在實現差別，以及要增加對EVM 的兼容，例如Neon EVM 和Polygon PoS 都屬於此類。

Sui 改造：一切皆對象

Sui 和Aptos 師出同門，二者高度相似，但是最大差別在於Sui 以物件（Object）為核心，例如在Alice 給Bob 的轉帳流程中，作用方式如下：

• Aptos：Alice 帳戶減去1 USDT，Bob 帳戶加上1 USDT，涉及到兩個帳戶的記帳資訊和餘額變更；
• Sui：1 USDT 保持不變，只改變其所有權屬性，將所有權由Alice 變動為Bob，這樣只涉及1 USDT 的資訊改變；

如你所見，Sui 的出發點不是考察交易雙方的帳戶，而是涉及對象的屬性變化，由此推廣，不僅是代幣轉移，也可以是NFT 等資產。

再延伸一下，如果一個資產只涉及點對點之間的屬性變化，其實並不需要同步全節點，只要雙方認可該交易即可，如此一來，此類交易都可並行處理。

當然，二者的具體實現要複雜的多，並行也會帶來很多問題，但是要了解這裡已經足夠。

Solana 和Neon EVM：借殼上市

Solana 本身的平行處理是透過Sea Level 機制來實現，和Block-STM 類似（其實應該顛倒，Sea Level 提出於2019 年，Block-STM 提出於2022 年），都是需要對交易排序，然後再執行。

Solana 的「創新」在於硬體資源的專案最佳化，理論上不僅可以對所有指令進行排序，優化後的多執行緒可以發揮處理器的全部效能，達到高並發的效果，TPS 理論值5 萬，實測高峰可達5 千左右。

那麼這和Neon EVM 的關係在哪裡呢？

Neon EVM 花費

Neon 要做的就是同步EVM 的交易訊息，然後用Solana 來運算，這樣既可以利用EVM 生態的dApp 豐富度和安全保障，也可以利用Solana 來提速降費，相較於以太坊主網的昂貴和緩慢，Neon 的授權、轉帳、存借基本上在0.1 甚至0.01 美元以下。

不太恰當的說，Neon 把Solana 變成了以太坊的另類L2，觸類旁通，L1/L2 EVM 不僅可以自己實現並行，其實也可以當中介，自身只負責兼容EVM 或者只做L1/L2，而把剩下的部分外包出去。

這也是開頭我說，泛化的模組化的真正意義，L1/L2 並行EVM 完全可以是三個項目的組合產物，甚至是跨鏈組合，如此一來，玩法就多種多樣了。

Sei V2 和Monad：一起開心，位元組相容

從技術實現上而言，Sei V2 和Monad 非常相似，兩者都是對以太坊的字節級兼容EVM，其實在並行思路上，都不約而同選擇了熟悉的樂觀驗證，先排序，能執行的就執行，出錯了，再單獨解決依賴項。

Sei V2 平行方案說明

當然，成熟的產品和思路大家都能用，但是要注意，如同BTC L2 一樣，真正的技術創新並不多，仍然是以“組合”為主，Solana 是唯一大規模實踐並行，並且軟硬件搭配跑出高並發效果的L1，其他的更多是「相容EVM+並行」的套餐裝。

大家一定能想到，既然Solana 能被當做加速器，那麼Aptos 等也可以，事實上，Lumio 也是這麼想的，只要自己作為中介，一面兼容EVM，一面實現並行，那麼都可以被稱為並行EVM，故此，不對Lumio 再做過多說明。

結論：並行EVM 的困境

在本文中，我著重強調的是平行EVM 的核心是硬體資源的調配和任務的排序執行，兩者缺一不可，軟體最佳化的上限是物理硬體的參數限制，畢竟博爾特也沒法超越光速，但並行EVM 目前主要都是對Aptos 的Block-STM 的改造和模仿，這也是基本事實。

此外，目前不需要過度探索以太坊L2 上的平行實踐，它們更需要解決排序器的中心化問題，效率已經足夠高。

並行EVM 並不神秘，我在行文中省去了各項目的讀寫機制設計、TPS 對比、數據記錄和狀態同步等技術細節，普通人完全沒必要了解這些東西，牢牢記住當前處於樂觀驗證打滿全場，樂觀驗證就是先執行再排錯的想法即可，如果有更新，我會為大家及時補充。

參考文獻：

Sealevel — Parallel Processing Thousands of Smart Contracts

awesome-parallel-blockchain

Parallel Computing

Introduction to Parallel Computing Tutorial

Sei v2 – The First Parallelized EVM Blockchain

https://docs.monad.xyz/

MT Capital: Understanding Parallel EVM: Project Overview and Future Perspectives

Parallel Power Unlocked

https://neonevm.org/whitepaper.pdf

Block-STM: Scaling Blockchain Execution by Turning Ordering Curse to a Performance Blessing

https://github.com/MystenLabs/sui/blob/main/doc/paper/sui.pdf

Built for Speed: Under the Hoods of Aptos and Sui

Innovating the Main Chain: a Polygon PoS Study in Parallelization