작성자: Zhixiong Pan, 출처: 작성자 블로그
TL;DR
패러다임, 점프, 드래곤플라이 등 여러 대표 VC들이 병렬 EVM 컨셉에 베팅하고 있으며, 대표적인 프로젝트는 모나드이며, 그 외에도 세이, 메가ETH, 폴리곤, 네온 EVM, BSC 등이 있습니다.
대표적인 프로젝트는 모나드이며, 그 외에도 세이, 메가ETH, 폴리곤, 네온 EVM, BSC 등이 있습니다. 이들 중 일부는 L1, 일부는 L2이며 팀 간의 구체적인 차이점에 대한 완전한 공개 정보는 없습니다.
병렬 EVM은 말 그대로 "병렬화"를 의미하지만, 실제로는 EVM의 각 구성 요소의 성능을 특별히 최적화한 것이므로 그 노력은 아마도 EVM 표준의 성능 한계를 나타낼 것입니다.
어려움: 전체 기술 스택을 리팩토링하는 것 외에도 병렬 트랜잭션의 충돌 여부를 사전에 예측하는 방법과 충돌 발생 후 재실행 효율을 높이는 방법.
과제: 오픈소스 생태계에서 차별화를 구축하는 방법과 탈중앙화와 성능 사이의 균형을 찾는 방법.
합의 알고리즘, DA(데이터 레이어), 영지식 증명 기술 모두 광범위하게 연구되고 반복되어 왔으며, 차세대 하드코어 기술로 각광받고 있는 것이 바로 Parallel EVM이며, 자본 시장에서는 수억 달러를 투자하여 여러 유니콘급 스타트업이 탄생했습니다.
2023년 말, 2024년 트렌드를 살펴보던 중 우연히 패러렐 EVM에 대한 커뮤니티의 관심이 커지기 시작한 것은 2023년 말, 패러다임의 CTO인 조지오스 콘스탄토풀로스와 드래곤플라이의 하시브 쿠레시가 우연히 같은 키워드를 언급하면서부터입니다. 그러나 이 주제에 대한 자세한 설명은 많지 않았고, 많은 사람들이 새로운 개념이 아니라고 주장합니다. EVM과 병렬화된 컴퓨팅은 각각 비교적 성숙한 개념이기 때문에 두 용어의 결합이 왜 중요한 트렌드가 될 수 있느냐는 것입니다.
그러나 이것은 여전히 많은 연구 기관의 연간 요약 및 트렌드 예측을 보면 병렬 EVM에 대한 언급이 없을 정도로 매우 틈새 주제이므로 아직 대규모 공감대를 형성하지 못한 새로운 개념입니다. 게다가 이 개념은 순전히 기술과 관련된 합의 알고리즘, DA 및 기타 주제와 유사하기 때문에 이에 주목하는 사람들의 수는 더욱 적습니다.
Paralle EVM의 가장 직접적인 장점은 기존의 탈중앙화 애플리케이션이 인터넷 수준의 성능을 달성할 수 있게 해준다는 것입니다. 패러렐 EVM은 (많은 수의 성숙한) 기존 스마트 콘트랙트를 활용하면서 동시에 고성능의 병렬화된 퍼블릭 체인 처리량을 구현할 수 있는 유일한 신기술이라고 주장할 수도 있습니다.
패러다임은 오랫동안 시장에 뛰어들기를 기다려왔고, 점프는 큰 베팅을 하고 있습니다.
포춘에 따르면, 패러다임은 모나드의 최신 라운드에서 30억 달러의 가치로 2억 달러를 모금할 계획입니다. 모나드에 투자할 계획인 병렬 EVM 콘셉트 팀은 이번이 처음이지만, 실제로는 수년 전부터 이 기술을 검토해 왔으며, 2021년에 조지오스 콘스탄토풀로스(Paradigm의 CTO)가 이 용어를언급한 바 있습니다.
모나드라는 단어의 유래도 흥미롭습니다. 철학자 라이프니츠의 철학 체계에서 모나드는 우주를 구성하는 기본 요소로, 물리적으로 영향을 받지 않는 분할 불가능한 개체이며, 각각의 모나드는 전체 우주를 반영하는데, 이는 한때 중국어로 '모나드'로 번역되기도 했습니다.
컴퓨터 과학에서 모나드는 함수형 프로그래밍 언어의 디자인 패턴으로, 프로그래머가 현실 세계의 복잡성을 거의 수학적 순수성으로 처리하여 코드를 보다 모듈화하고 이해하기 쉽고 유지 관리할 수 있도록 도와줍니다.
또 한 가지 흥미로운 점은 모나드와 노마드가 서로의 '애너그램'이라는 점인데, 노마드는 유목민을, 디지털 노마드는 디지털 유목민/디지털 목동이라는 뜻입니다.
조지오스는 모나드 외에도 세이와 폴리곤에 대해서도 언급했는데, 그가 패러렐 EVM을 낙관하는 주된 이유 중 하나는 이들이 Rust로 구현된 고성능 이더리움 실행 레이어 클라이언트로 자리매김하고 있으며, 이제 막 베타 버전에 진입한 매우 빠른 개발이 진행되고 있는 이더리움 클라이언트인 Reth를 개발했기 때문입니다. Reth는 매우 빠른 속도로 개발되고 있으며 이제 막 베타 버전에 진입했습니다. 모나드는 Reth에 직접 Parallel EVM을 구현하는 것을 고려할 수도 있지만, 작업량을 고려할 때 다른 팀에 투자하여 Parallel EVM을 추진하는 것이 더 나은 선택일 수 있습니다. 모나드의 문서에 따르면 엔지니어링에는 주로 C++와 Rust를 사용하고 있다고 합니다.
Georgios는 Reth는 다른 클라이언트의 포크가 아니며, 코드가 다른 클라이언트에서 나온 것이 아니라 실제로 Geth, Erigon, Akula에서 영향을 받고 영감을 받았다고 답했습니다. .(https://thedefiant.io/paradigm-accused-copying-code)
또 다른 핵심 참여자는 점프 트레이딩과 점프 캐피탈입니다. 모나드의 설립자는 점프 트레이딩 출신으로 고빈도 거래에 대한 풍부한 경험을 가지고 있으며, 세이의 투자자는 점프 캐피탈이고, 점프는 인프라 및 프로젝트 등 솔라나 생태계에 깊이 관여해 왔습니다.
모나드의 초기 투자자인 드래곤플라이 역시 관련 트랙에 주목해 샤딩 기술에 중점을 둔 NEAR를 비롯해 앱토스, 아발란체, 네르보스 및 기타 퍼블릭 체인에 투자한 바 있습니다.
합의 알고리즘 업그레이드만으로는 충분하지 않다, 이제 실행 레이어의 차례입니다.
지난 몇 번의 퍼블릭 체인 전쟁에서 실행 레이어는 무시된 영역이었으며, 솔라나, 아발란체, 이오스 등 합의 알고리즘의 혁신에 대해서만 거의 독점적으로 이야기했습니다. 실행 레이어에서 많은 것을 제공하지만 합의 알고리즘의 혁신에 대해 이야기하기에는 충분하지 않습니다. 실행 레이어에서 많은 혁신을 이루었지만, 커뮤니티는 그들이 사용한 합의 알고리즘을 더 많이 기억하고 있으며, 커뮤니티 전체는 이러한 고성능 퍼블릭 체인이 합의 알고리즘 혁신에서 그 성능을 얻는다고 가정합니다.
그러나 실제로 고성능 퍼블릭 체인을 얻으려면 합의 알고리즘과 실행 레이어가 일치해야 하며, 이는 배럴 쇼트 보드 효과와도 일치합니다. EVM을 기반으로 합의 알고리즘만 개선한 퍼블릭 체인의 경우, 성능 향상을 위해 더 강력한 노드가 필요합니다. 예를 들어, BSC는 블록이 처리할 수 있는 가스 양을 2000 TPS로 제한하기 때문에 풀 이더넷 노드보다 몇 배 더 큰 머신 구성이 필요하지만, 폴리곤은 이론적으로 1000 TPS에 도달할 수 있지만 일반적으로 수십에서 수백 개에 불과합니다.
BSC 아카이브 노드에는최소 16코어의 CPU와 128G의 RAM이 필요하지만, 이더 노드에는최소 4코어의 CPU와 16G의 RAM이 필요합니다.
BSC 팀은 이러한 문제를 오랫동안 인지해 왔으며, NodeReal과 협력하여 병렬 EVM 기술을 개발하고 있습니다. 이는 블록당 처리할 수 있는 트랜잭션 수를 더욱 늘려 더 많은 트랜잭션을 병렬로 실행할 수 있고 TPS 한도를 높일 수 있는 유일한 방법입니다.
병렬 처리: 싱글 코어에서 멀티 코어 CPU까지
대부분의 블록체인 시스템에서 트랜잭션은 완전히 순차적인 방식으로 실행되며, 이는 현재 계산이 완료되어야 다음 계산을 수행할 수 있는 싱글코어 CPU로 생각할 수 있습니다. 이 접근 방식은 느리지만 단순하고 시스템 복잡성이 낮다는 장점이 있습니다.
그러나 미래의 블록체인 시스템이 인터넷 수준의 사용자 규모에 접근해야 한다면, 싱글코어 CPU로는 충분하지 않습니다. 따라서 멀티코어 CPU를 갖춘 병렬화된 가상 머신으로 업그레이드하면 여러 트랜잭션을 동시에 처리하여 처리량을 늘릴 수 있습니다. 그러나 이는 엔지니어링 구현에 많은 어려움이 있습니다. 예를 들어 동시에 처리되는 두 개의 트랜잭션이 동일한 스마트 컨트랙트에 데이터를 기록하는 경우 어떻게 해야 할까요? 이러한 모순을 해결하기 위해서는 새로운 메커니즘을 설계해야 합니다. 전혀 관련이 없는 다른 스마트 컨트랙트의 병렬 실행에 대해서는 병렬로 처리되는 스레드 수에 따라 처리량을 확장하여 처리량을 향상시킬 수 있을 것입니다.
또한, 병렬 EVM은 병렬성을 향상시킬 뿐만 아니라 단일 스레드에서 실행의 효율성을 최적화합니다."라고 모나드 CEO 케오네 혼은 말했습니다. (EVM의) 진짜 병목 현상은 사물을 처리할 때 상태를 자주 읽고 쓰는 것입니다..."라고 말했습니다. 그는 또한 병렬 실행은 로드맵의 일부일 뿐이며, 모나드의 더 큰 임무는 이를 중심으로 EVM을 최대한 효율적으로 만드는 것이라고 말했습니다.
따라서 병렬 EVM은 말 그대로 "병렬화"를 의미하지만, 실제로는 EVM의 다양한 구성 요소의 성능을 전문적으로 최적화한 것이므로, 그 노력은 아마도 EVM 표준의 성능 한계를 나타낼 것입니다.
EVM은 솔리디티와 동일하지 않습니다
스마트 콘트랙트 작성은 대부분의 블록체인 개발자에게 필수적인 기술입니다. 엔지니어는 비즈니스 요구사항에 따라 스마트 콘트랙트를 위한 로직 구현을 솔리디티 또는 기타 고급 언어로 작성할 수 있습니다. 그러나 EVM은 솔리디티의 로직을 직접 읽을 수 없으며, 가상 머신에서 실행하기 전에 기계가 이해할 수 있는 저수준 언어(옵코드/바이트코드)로 번역(컴파일)해야 합니다. 이 번역 프로세스는 이미 성숙한 툴이 있기 때문에 솔리디티 개발자가 이해할 필요가 없습니다.
결국 '번역'이므로 약간의 오버헤드가 있습니다. 기본 코드에 대한 경험이 있는 엔지니어의 경우 솔리디티에서 직접 로직을 작성하여 최고의 성능, 즉 사용자가 트랜잭션할 때 가스를 절약할 수 있습니다(예: 오픈씨에서 도입한 시포트 프로토콜은 스마트 컨트랙트에서 인라인 어셈블리를 많이 사용하여 사용자의 가스 지출을 최대한 줄입니다).
따라서 병렬 EVM이 최종적으로 구현되면 병렬화 기능뿐만 아니라 전체 EVM 스택의 성능도 최적화할 수 있습니다. 기본 VM이 이미 차이를 완화할 수 있을 만큼 충분히 강력하기 때문에 일반 애플리케이션 개발자는 약간의 가스를 절약하기 위해 최적화에 엄청난 노력을 기울일 필요가 없습니다.
가상 머신 성능은 다양하며 '표준'과 '엔지니어링 관행'은 다릅니다.
"'실행 레이어'라고도 할 수 있는 '가상 머신'은 스마트 컨트랙트가 바이트코드로 컴파일된 후 궁극적으로 이를 연산하고 처리하는 엔진입니다. 이더리움 가상머신(EVM)이 정의한 '바이트코드'는 이제 업계 표준이 되었습니다. 이더리움 기반의 2계층 네트워크든 다른 독립적인 퍼블릭 체인이든, 모두 먼저 EVM 표준과 직접적이고 완벽하게 호환되기를 원하기 때문에 개발자는 스마트 콘트랙트를 한 번 작성하고 여러 네트워크에 배포할 수 있어 매우 비용 효율적입니다.
따라서 EVM "바이트코드" 표준과 완벽하게 호환되는 한, EVM이라고 할 수 있지만 구현은 매우 다를 수 있습니다. 예를 들어, EVM 표준은 이더넷 클라이언트 Geth에서 Go 언어로 구현됩니다. 그러나 이더넷 재단의 실행 계층 연구팀인 입실론은 다른 이더넷 클라이언트에서 직접 호출하여 EVM으로 실행할 수 있는 독립 실행형 EVM을 C++로 구현하고 있습니다.
예를 들어, 산업적으로 생산되는 많은 제품에는 자체적인 국제 표준이 있는데, 예를 들어 특정 값 미만의 콜로니 수를 충족해야만 공장에서 판매할 수 있는 제품이 '표준'으로 지정되어 있습니다. 그러나 각 공장은 이 표준을 충족하기 위해 수십 가지 살균 방법 중에서 선택할 수 있으며 일부 공장은 이 요구 사항을 충족하기 위해 더 비용 효율적인 방법을 찾을 수 있는데, 이를 "관행"이라고 합니다.
EVM은 다양한 구현이 가능하기 때문에 다른 구현도 가능합니다. 따라서 이 예제에서 EVM의 기준은 '바이트코드'의 기본적인 작동 방식(예: 더하기, 빼기, 곱하기 등 가장 기본적인 연산 지원)을 정의하고 각 바이트코드가 확실한 입력이 있을 때 확실한 출력을 갖도록 하는 것입니다. 이 기준이 충족되면 구현(사례)은 매우 다양하며 사용자 지정 및 엔지니어링 최적화의 여지가 많습니다.
병렬 EVM의 유사점과 차이점
병렬 EVM 회로에는 가장 인기 있는 모나드 외에도 세이, 메가ETH, 폴리곤, 네온 EVM, BSC 등이 있으며, 병렬화를 구현하고자 하는 패러다임의 Reth 클라이언트도 있습니다.
포지셔닝 측면에서 모나드, 세이, 폴리곤, BSC는 모두 레이어 1 블록체인이며, 메가이더스는 레이어 2, 네온 EVM은 솔라나 네트워크에 기반하고 있습니다. 또한, 레스는 오픈 소스 클라이언트이며, 메가이더스는 부분적으로 레스의 엔지니어링을 기반으로 계속 개발될 것입니다.
물론 이들 팀 간에는 여전히 경쟁이 있으며, 모든 기술적 세부 사항과 엔지니어링 문서를 완전히 공개하지 않았기 때문에 더 많은 비교는 점차 공개될 때까지 기다려야 할 것입니다. 어쩌면 이것은 BTC 레이어 2, 리스타킹, 이더 레이어 2와 같이 기술(및 오픈소스)의 미묘한 차이가 있는 군비 경쟁과 같지만, 더 중요한 것은 생태계의 독창성을 어떻게 구축할 것인가입니다.
병렬 EVM의 기술적 어려움
순차적으로 실행되는 트랜잭션의 경우 병목 현상은 CPU와 상태 읽기 및 쓰기 프로세스입니다. 하지만 이 접근 방식은 오류가 없을 정도로 간단하고 모든 트랜잭션이 단계별로 실행된다는 장점이 있습니다. 병렬로 실행되는 가상 머신의 경우 상태 충돌이 발생할 수 있으므로 실행 전 또는 후에 이 부분을 추가해야 합니다.
간단한 예로 가상 머신이 병렬로 실행되는 4개의 스레드를 지원하고 각 스레드가 동시에 트랜잭션을 처리할 수 있는 경우, 4개의 트랜잭션이 모두 유니스왑의 동일한 트랜잭션 풀에 있는 경우 각 트랜잭션 이후 이 풀의 트랜잭션 가격에 영향을 주기 때문에 병렬로 계산할 수 없습니다. 그러나 이 네 개의 스레드가 동시에 완전히 관련이 없는 네 가지 작업을 처리하는 경우에는 문제가 없습니다.
관련된 여러 팀에서 설계 및 엔지니어링 구현이 이루어지겠지만, 최소한 병렬 실행 후 충돌을 감지하고 충돌이 발생하면 다시 실행하는 모듈이 필요하다는 것 정도는 보장할 수 있습니다. 물론 충돌 가능성이 있는 트랜잭션을 미리 예측하고 선별할 수 있다면 전체 VM의 병렬 효율성을 높일 수 있습니다.
병렬 EVM을 VM으로 구현하는 엔지니어링의 차이점 외에도, 팀은 일반적으로 상태 데이터베이스의 읽기 및 쓰기 성능을 재설계하고 향상하며, Monad에서 설계한 MonadDb 및 MonadBFT와 같은 합의 알고리즘을 함께 설계하기도 합니다.
도전 과제
병렬 EVM에는 두 가지 잠재적인 도전 과제가 있습니다: 이더넷이 장기적인 엔지니어링 가치를 포착할 수 있을지 여부와 노드의 중앙 집중화입니다.
아직 병렬 EVM 기술의 개발 및 테스트 단계에 있기 때문에 아직 모든 엔지니어링 세부 사항을 오픈소스화하지 않은 팀들이 있으며, 이는 현재로서는 해자 중 하나입니다. 그러나 테스트 네트워크와 메인 네트워크에 들어가면 이러한 엔지니어링 파일은 공개될 것이며 이더나 다른 퍼블릭 체인에 흡수될 수도 있습니다. 따라서 그 시점에서는 생태적 건설을 더 빨리 진행하고 더 많은 생태적 수준의 해자를 건설해야 할 것입니다.
그러나 이 문제는 그렇게 심각하지 않은데, 한편으로는 암호화폐 개발자들이 선택할 수 있는 오픈소스 라이선스(예: 코드를 공개할 수 있지만 상업 프로젝트에 포크하는 것은 허용하지 않는 Uniswap의 라이선스)가 더 많아졌고, 다른 한편으로는 모나드의 포지셔닝이 이더와 본질적으로 다르다는 점 때문입니다. 이더가 향후 단일 슬롯 완결성(SSF)을 달성하더라도 거래 완결성은 여전히 최소 12초로, 빈도가 높은 애플리케이션 시나리오에는 충분하지 않습니다.
모든 고성능 퍼블릭 체인에 공통적인 또 다른 과제는 사용자의 기본적인 무허가, 무신뢰 요구사항인 탈중앙화를 충족하기 위해 어떻게 더 많은 노드를 배치할 것인가 하는 것입니다. 이는 "TPS를 노드의 하드웨어 요구사항으로 나눈 값"과 같은 지표로 정량화할 수 있으며, 이를 통해 주어진 하드웨어 요구사항 기준에 대해 어떤 퍼블릭 체인/클라이언트의 TPS가 더 높은지 비교할 수 있는 제어 변수가 될 수 있을 것입니다. 결국, 노드의 하드웨어 요구사항이 낮을수록 더 많은 노드를 보유할 가능성이 높습니다.
저희는 병렬 EVM 프로젝트의 진행 상황을 계속 지켜보면서 기술과 차이점에 대해 더 자세히 논의할 것입니다.
