毛EVM吸引了多個頂尖創投的關注，推動區塊鏈技術的升級和效能優化。其核心在於多執行緒處理，可同時執行多項交易，提升交易速度與效率。在面對生態建設、市場接受度和安全性等挑戰時，毛EVM尚需創新解決方案以確保穩定運作。專案如MegaETH、Artela和BNB鏈在填充EVM方面取得了顯著進展，改善了交易執行和資料存取。然而，隨著技術的進步，安全隱患和系統複雜性也日益突出，需謹慎應對。未來則預示著DeFi領域的蓬勃發展。
撰文：0xNatalie
總結
毛EVM吸引了頂尖創投的關注，引人注目的計畫紛紛開始探索這個方向，例如Monad、MegaETH、Artela、BNB、Sei Labs、Polygon 等。 填充EVM不僅為了實現填充化處理，還涉及對EVM各個組件的全面性能優化。透過這些優化，為更複雜和的區塊鏈應用提供支援。 填充EVM需要在生態中實現開源差異化，同時平衡中心化和高效能的需求，需要解決潛在的安全問題和市場接受度的挑戰。由於引入了多執行緒程式設計的複雜性，填充EVM面臨著協調多個交易同時進行的問題，因此必須找到有效的解決方案，以確保系統的穩定性和安全性。 未來，毛絨EVM 將推動鏈上中央限價訂單簿（CLOB）和高效中央限價訂單簿（pCLOB）的實現，這將大幅增強DeFi 活動的效率，預計DeFi 生態將顯著增長。 透過將其他高效能虛擬機器（AltVM）引入以太坊生態系統，效能和安全性將會顯著提升，這種整合能夠充分利用各個虛擬機器的優勢，推動以太坊的進一步發展。
今年，物件EVM 吸引了諸如Paradigm、Dragonfly 等頂尖風投公司的押注，引起了市場的廣泛關注。物件EVM 是傳統EVM 的最佳化升級。傳統的EVM 是串行處理的，蟒交易必須一個接一個地順序執行。這種方式在交易高峰期很容易導致交易擁擠和處理延遲，影響用戶體驗。任務EVM則透過引入任務處理技術，允許多個獨立的交易同時執行，從而大幅提升交易處理速度。隨著全鏈遊戲、帳戶抽象錢包等複雜應用的出現，對區塊鏈效能的高效需求不斷增加。為了支援更廣泛的用戶，區塊鏈網路必須具備快速處理大量交易的能力。因此， EVM作為解決方案，對於Web3的不斷發展應用至關重要。
然而，實施毛髮EVM面臨以下共同挑戰，這些挑戰需要精確的技術解決方案來確保系統的穩定運作：
資料一致性：在設備EVM中，由於多個交易同時發生，多個操作可能需要同時讀取或帳戶的資訊。為了確保每個修改操作都能正確地反映在最終的狀態中，需要採用有效的鎖定機製或交易處理機制，以確保在狀態修改時保持資料的一致性。 狀態存取效率：EVM需要能夠快速存取和更新狀態，這要求系統有效率地具有狀態儲存和檢索機制。透過優化儲存結構和存取路徑，例如採用更先進的資料索引技術和儲存策略，可以顯著減少資料存取的延遲，並提高整體的系統效能。 交易衝突偵測：在裝置執行中，多個交易可能依賴相同的資料狀態，交易的順序和依賴關係管理變得複雜。因此，必須設計複雜的調度演算法來識別和管理設備交易之間的依賴關係，偵測潛在衝突，並決定如何處理，確保執行的交易結果與串列執行一致。
例如，MegaETH交易執行任務從全節點中解耦合，將不同的任務分配給專業化節點，以優化關係整體系統效能；Artela透過預測性樂觀執行和非同步預載技術，利用AI分析交易之間的依賴關係，並提前將所需的交易狀態載入到記憶體中，以提高狀態存取效率；BNB鏈開發了專用的衝突機制偵測器與重新執行，提升系統對交易關係依賴的管理能力，減少不必要的重新執行，等等。
為深入了解EVM的發展方向，以下精選九篇有關此主題的優質文章，提供了不同鏈的具體實施方案、生態綜合研究、未來前景等全方位視角。
MegaETH：揭開第一個即時區塊鏈的面紗
作者：MegaETH，日期：2024年6月27日
MegaETH是EVM相容的Layer 2，旨在實現接近Web2伺服器的即時效能。其目標是推動以太坊L2的性能達到硬體極限。 MegaETH提供高交易吞吐量、即時的運算能力和毫秒級回應時間，允許開發者建立和組合複雜的應用程序，而不受效能限制。
MegaETH透過將交易執行任務從全節點中分離並引入吸附處理技術來提升效能。其架構由三個主要角色組成：定序器、驗證者和全節點。
定序器（Sequencer）： 定序器的職責是對使用者提交的交易進行排序和執行。定序器執行交易後，會透過點對點（p2p）網路將交易的狀態變化（狀態差異）傳送給全部節點。 全節點（Full Node）：全節點接收到狀態差異後，直接應用這些差異來更新自己本地的區塊鏈狀態，而不需要重新執行交易。這大大減少了計算資源的消耗，並提高了系統的整體提高效率。 驗證者（Prover）：驗證者使用無狀態驗證方案對區塊進行驗證。不需要依序逐次驗證，而是可以同時驗證多個驗證區塊。這種方法進一步提高了效率和速度。
節點專業化的設計允許不同類型的節點根據各自的功能需求設定獨立的硬體要求。例如，定序需要GPU伺服器來處理大量交易，而全節點和驗證器則可以使用相對低配置的硬體。
介紹Artela 可擴展性白皮書– 並行執行堆疊和彈性塊空間
作者：Artela，日期：2024年6月20日
Artela透過引入關鍵技術，大幅提升了區塊鏈的執行效率和整體效能：
任務執行：透過預測交易依賴文件交易進行分組，利用多個CPU核心任務處理，提升運算效率。 大量儲存：最佳化儲存層，支援批次資料處理，避免儲存上限，提升系統整體效能。 彈性運算：支援多台電腦良好工作，實現彈性運算節點和區塊空間，為dApps提供更高的交易吞吐量和可預測的效能。
具體來說，Artela 的預測性儲存執行利用AI 智慧分析交易與合約之間的依賴關係，預測關係可能發生衝突的交易，將其分組，從而減少衝突和重複執行。系統動態地上漲並歷史交易的狀態存取信息，以提供預測演算法的使用。透過非同步預加載，系統將所需的交易狀態提前載入到記憶體中，避免在執行過程中出現I/O瓶頸。同時，透過將狀態承諾與儲存連接到儲存操作分離，優化了默克爾化和I/O效能。這種分離處理方式使毛髮與非毛髮操作能夠獨立管理，進一步提升了系統的毛髮化效率。
另外，Artela 基於彈性運算建構了彈性區塊空間（EBS）。傳統區塊鏈中，所有dApp 共享同一個區塊空間，導致dApp 之間的高流量資源競爭，造成Gas 費用不穩定和預測的不可預測彈性區塊空間為dApp 提供獨特且動態的可擴展的區塊空間，確保性能的可預測性。 dApp 可依需求申請專屬區塊空間，隨著區塊空間的增加，驗證者可透過增加彈性執行節點擴展處理能力，確保資源高效利用，適應不同的交易量。
邁向高性能之路：BNB 鏈的平行EVM
作者：BNB鏈，日期：2024年2月16日
在BNB鏈上，團隊採取了多個步驟來實現玩具EVM，以提高交易處理能力和可擴展性。以下是BNB鏈在實現玩具EVM過程中所做的主要工作：
在他EVM v1.0
2022年初，BNB鏈社群推動了EVM的重要執行，核心包括組件：
調度器：負責將事務分配到不同執行緒進行資源執行，從而優化吞吐量。 任務執行引擎：利用任務處理在專用執行緒上獨立執行交易，大幅減少處理時間。 本地狀態資料庫：每個執行緒（獨立執行指令的基本單位）維護自己的「執行緒本地」狀態資料庫，以有效率地記錄執行期間的狀態存取資訊。 衝突偵測與重新執行：確保資料完整性，透過偵測和管理交易依賴關係，發生衝突時重新執行交易以確保結果準確。 狀態提交機制：一旦交易執行完成，結果將無縫提交到全域狀態資料庫，更新區塊鏈的整體狀態。 在他EVM v2.0
在吸附EVM 1.0的基礎上，BNB鏈社群引入了一系列性能提升的創新：
串流媒體管道：提高執行效率，使交易在毛髮引擎中平穩處理。 通用未確認狀態存取：透過優化狀態資訊存取，在某筆交易執行完畢但未正式確認之前，允許其他交易臨時使用其結果，減少交易間的等待時間。 衝突偵測器2.0：增強了衝突偵測，提高了效能和準確性，確保資料完整性，同時減少不必要的機制的重新執行。 調度器增強：調度器現在利用靜態和動態調度策略，更有效率地分配工作負載和最佳化資源利用。 記憶體優化：透過共享記憶體礦池和輕量複製技術，大幅減少記憶體佔用，進一步提升系統效能。 在他EVM v3.0
在埃德蒙頓EVM 2.0取得效能提升後，BNB鏈社區積極開發埃德蒙頓EVM 3.0，目標如下：
減少或提示消除重新執行：透過引入基於（提示）的調度器，利用外部提示提供者分析交易並產生潛在狀態存取衝突的預測。透過這些提示，可以更好地安排交易，減少衝突，從而減少重新執行執行的需要。 預設：將程式碼串聯為獨立模組，提高可維護性並適應不同的環境。 程式碼庫重構：對接最新的BSC/opBNB程式碼庫，確保相容性並簡化整合。 徹底的測試和驗證：在各個場景和工作負載下進行廣泛的測試，確保解決方案的穩定性和可靠性。
Sei 的平行堆疊
作者：Sei，日期：2024年3月13日
Sei Labs 創建了一個名為Parallel Stack 的開源框架，旨在建立支援木材處理技術的Layer 2 解決方案。 Parallel Stack 的核心優勢在於其木材處理能力，利用現代硬體的進步來降低交易費用。該框架採用分層設計，允許開發者根據特定需求添加或修改模組功能，從而適應不同的應用場景和效能要求。並行堆疊能夠與現有的以太坊坊生態系統無縫整合。使用平行堆疊的應用和開發者消耗做大量的修改或適應工作，可以直接利用以太坊現有的基礎設施和工具。
為了確保交易和智慧合約的安全執行，Parallel Stack引入了多種安全協定和驗證機制，包括交易簽章驗證、智慧合約稽核和異常交易偵測系統。為了方便開發者在Parallel Stack上建置部署應用，Sei實驗室提供了一套完整的開發者工具和API，旨在支援開發者充分利用平行堆疊的效能和可擴展性，推動以太坊生態系統的進一步發展。
創新主鏈：平行化的Polygon PoS 研究
作者：Polygon Labs，日期：2022年12月1日
Polygon PoS 鏈透過引入玩具EVM 升級，交易處理速度提高一倍，這得益於最小化元資料法。
Polygon 收集了Aptos Labs 開發的Block-STM 引擎的原理，開發了最小元資料方法滿足Polygon 的需求。 Block-STM 引擎是一種創新的瘋狂執行機制，它假設所有交易之間不存在衝突。在交易執行過程中，Block-STM 引擎監控每個交易的記憶體操作，識別並標記依賴關係，並重新安排有衝突的交易進行驗證，確保結果的正確性。
最小元資料方法在區塊中所有交易的依賴關係，並儲存在有向無環圖（DAG）中。區塊提議者和驗證者先執行交易，記錄依賴關係記錄將其附加為元資料。當區塊傳播到網路中的其他節點時，依賴關係資訊已包含在內，減少了驗證的計算和I/O重新負擔，提高了驗證效率。透過最小元資料方法，記錄依賴關係也優化了交易執行路徑，最大限度地減少了衝突。
EVM 的玩具化有什麼意義？或是EVM 霸權下的終局？
作者：ChainFeeds創辦人潘志雄，日期：2024年3月28日
好毛EVM技術受到了包括Paradigm、Jump和Dragonfly在內的一些嚴格風險資本的重視和投資。這些資本看好毛EVM突破現有區塊鏈技術的效能限制，實現更有效率的事務處理和更廣泛的應用可能性。
玩具EVM 雖然字面意思只代表了「玩具化」，但實際上它核心的技術改進遠遠不止。玩具EVM 不僅讓多個交易或任務可以同時進行處理，還包括對以太坊EVM 的各個部分組件進行深入的性能優化。例如提高資料存取速度、提高運算效率、最佳化狀態管理等多個面向。因此，它的努力很可能代表EVM標準下的性能極限。
除了技術上的挑戰，配件EVM還面臨生態建設和市場接受度的難題。需要在開源生態中創造差異化，在去中心化和性能之間找到適當的需要的平衡。市場接受度方面，向行業內外證明其毛化能力真正帶來了性能提升和成本效益，特別是在現有的大量以太坊應用和智能合約已經穩定運行的背景下，轉向新平台的誘因需要非常突出。此外，毛化EVM推廣還需要解決潛在的安全問題和可能出現的新的技術缺陷，確保系統的穩定性和使用者資產的安全，這些都是推動新技術廣泛應用的重要因素。
死亡、稅收和EVM 並行化
作者：Reforge Research，日期：2024年4月1日
隨著毛絨EVM的推出，鏈上中央限價訂單簿（Central Limit Order Books, CLOB）的吸力得到了提升，預計DeFi 活動將顯著增加。
在CLOB 中，訂單根據價格和時間優先排序，確保市場的公平性和透明性。然而，在以太坊等區塊鏈平台上實現CLOB 時，由於平台處理和速度的限制，往往會導致能力高延遲和高交易成本。引入EVM 後，大幅增強了網路的高效處理能力和效率，使得DeFi 交易平台能夠實現更快速和更多的訂單匹配和執行。 CLOB 極大互聯。
在此基礎上，快速中央限價訂單簿（pCLOB）進一步擴展了CLOB 的功能。 pCLOB 不僅提供基本的買賣訂單配對功能，還允許開發人員在訂單的提交和執行過程中嵌入自訂的智慧合約這些自訂邏輯可以用於額外的驗證、執行條件的判定、以及交易費用的動態調整。透過在訂單簿中嵌入智慧合約，pCLOB提供了更高的靈活性和安全性，支援更複雜的交易策略和金融產品。透過利用CPU EVM所提供的高效能和高CPU處理能力，pCLOB能夠在去中心化環境中實現類似傳統金融交易平台的複雜性和高效的交易功能。
然而，儘管剩餘EVM 為區塊鏈效能帶來了顯著提升，現有的以太坊虛擬機（EVM）和智慧合約的安全性仍有不足，很容易受到駭客攻擊。為了解決這些問題，作者建議採用雙股虛擬機器（雙VM）架構。在這種架構中，除了EVM之外，還引入一個獨立的虛擬機器（如CosmWasm），用於即時監控EVM智能合約的執行情況。這個獨立虛擬機器的功能類似於作業系統中的防毒軟體，能夠進行進階偵測和防護，從而減少駭客攻擊的風險。在未來，像Arbitrum Stylus和Artela這樣的新興解決方案被認為有望成功實現這種雙虛擬機器架構。透過這種架構，這些新系統可以從一開始就更好地嵌入即時保護和其他關鍵的安全功能。
在保持EVM 相容性的同時，增強可擴展性的下一步是什麼？
作者：SevenX Ventures 研究員Grace Deng，日期：2024.4.5
新的Layer 1 如Solana 和Sui 透過使用全新的虛擬機器（VM）和程式語言，並採用執行緒執行、新的決策機制和資料庫設計，從而提供了比傳統Layer 2 和Layer 1 更高的效能。 ，這些系統不相容於EVM，導致流動性不足和使用者及開發者面臨更高的頻寬。但像BNB和AVAX這樣的EVM相容於Layer 1區塊鏈，雖然在思想層面進行了改進，但執行引擎的修改如此一來，性能提升有限。
補充EVM 可以在不犧牲EVM 相容性的前提下提升效能。例如，Sei V2 透過採用樂觀並發控制（OCC）和引入新的狀態樹（IAVL trie）來提高讀寫器效率；Canto Cyclone 透過使用最新的Cosmos SDK 和ABCI 2.0 技術以及記憶體中的IAVL 狀態樹來優化狀態管理系統；而Monad 則提出了一個結合高吞吐量、去中心化和EVM 相容性的全新Layer 1 方案，採用OCC、新的資源存取資料庫並基於Hotstuff 的MonadBFT 共識機制。
除此之外，還可以考慮將其他效能虛擬機（AltVM）整合到以太坊生態系統中，特別是那些支援Rust 開發的虛擬機，例如Solana 的Sealevel 或Near 的基於WASM 的VM。這樣不僅可以解決EVM不相容的弊端，還可以將Rust開發人員引入以太坊生態系統，提升整體效能和安全性，同時開拓新的技術可能性。
萬字解讀工具EVM：如何突破區塊鏈效能瓶頸？
作者：Gryphsis Academy，日期：2024年4月5日
空閒EVM主要是對執行層的效能最佳化。分為第1層解決方案和第2層解決方案兩種。第1層的解決方案引入交易空閒執行機制，讓交易在虛擬機器中使用空閒執行。第2層的解決方案本質上是利用已經完全化的Layer 1虛擬機器來實現一定的鏈下執行+鏈上結算。未來，Layer 1外側可能會形成菲爾非EVM的四分之一陣列，Layer 2隊列初步朝著區塊鏈虛擬機器模擬器或升級區塊鏈的方向發展。
執行機制主要分為以下三類：
訊息傳遞模型：每個執行者（參與者）只能存取自己的數據，需要時透過訊息傳遞存取其他數據。 共享記憶體模型：採用記憶體鎖來控制共享資源的訪問，劃分記憶體鎖定模型和樂觀負載化。 嚴格狀態存取清單：基於UTXO模型，事先計算每筆交易要存取的帳戶地址，形成存取清單。
不同的專案在實現任務執行時採取了不同的策略：
Sei v2：由記憶體鎖定模型轉向樞軸化模型，優化潛在的資料爭用。 Monad：引進超標量預設技術和改進的樂觀空閒機制，實現高達10000 TPS 的效能。 Canto：採用Cyclone EVM引入樂觀產能化，並在去中心化金融基礎設施上進行創新。 Fuel：作為以太坊的rollup作業系統，採用UTXO模型和樂觀的瘋狂機制，提高交易吞吐量。 Neon、Eclipse 和Lumio：透過整合多個Layer 1 鏈的能力提供跨生態效能提升，採用雙虛擬機器支援的策略。
雖然毛絨EVM提供了一種有效的解決方案，但同時也帶來了新的安全挑戰。毛絨執行引入了多線程編程，增加了系統的複雜性。多執行緒程式設計容易出現競態條件、死鎖（死鎖）、活鎖（live lock）和飢餓（starvation）等問題，影響系統的穩定性和安全性。同時引入了新的安全隱患，如惡意交易可能利用系統的死鎖執行機制，製造資料不一致或發起競爭。
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