Artelaホワイトペーパー解説：独自の並列実行スタック＋エラスティック・ブロックスペース

By ChainFeeds 

EVM++ は AI モデルでトランザクションの依存関係を正確に予測します。並列実行の競合を減らし、弾力性のあるブロック空間で安定したdAppパフォーマンスを維持します。

スケーラブルなL1ブロックチェーンネットワークのArtelaは3月、次世代EVM実行レイヤー技術のアップグレードであるEVM++を発表しました。 EVM++の最初の「+」は「Extensibility」（アスペクト技術による拡張性）を意味し、開発者はEVMと連携できるWebAssembly（WASM）環境でオンチェーンのカスタマイズを作成し、高性能でカスタマイズされたアプリケーション固有の拡張機能をdAppsに提供できる。2つ目の「+」は「スケーラビリティ」を意味し、並列実行技術と弾力性のあるブロック空間の設計により、ネットワーク処理能力と効率が大幅に向上しています。

WebAssembly（WASM）は、Webブラウザでネイティブに近い実行速度を実現する非常に効率的なバイナリコード形式であり、AIやビッグデータなどの計算集約的なタスクに特に適しています。特に、AIやビッグデータ処理などの計算集約的なタスクに適しています。

昨日、Artelaはホワイトペーパーを発表し、並列実行スタックの開発と弾力的な計算に基づく弾力的なブロック空間の導入を通じて、ブロックチェーンのスケーラビリティをどのように強化しているかを詳しく説明しました。

並列処理の重要性

従来のイーサリアム仮想マシン（EVM）では、すべてのスマートコントラクトの操作と状態遷移はネットワーク全体で一貫していなければなりません。このため、すべてのノードが同じトランザクションを同じ順序で実行する必要がある。その結果、特定のトランザクション間に実質的な依存関係がない場合でも、ブロックに表示された順番に次々と実行する、つまりシリアルに処理する必要がある。このアプローチは不必要な待ち時間を生むだけでなく、非効率的でもある。

並列処理では、複数のプロセッサまたはコアが複数の計算タスクの実行またはデータの処理を同時に行い、処理効率を大幅に改善し、特に複数の独立したタスクに分解できる複雑または大規模な計算問題の実行時間を短縮できます。並列EVMは、複数のスマートコントラクトまたはコントラクト関数呼び出しを同時に実行できる、従来のイーサネット仮想マシンの拡張または改良であり、ネットワーク全体のスループットと効率を大幅に向上させます。さらに、シングルスレッド実行時の効率を最適化することもできる。並列EVMの最も直接的な利点は、既存の分散型アプリケーションがインターネット級のパフォーマンスを達成できるようになることです。

Artela Networks with EVM++

Artelaは、EVMの柔軟性とパフォーマンスを統合するEVM実行レイヤー技術のアップグレードであるEVM++の導入により、EVMのスケーラビリティとパフォーマンスを向上させるL1です。EVM++は、EVMの実行レイヤ技術のアップグレードであり、EVMの柔軟性とWASMの高性能機能を統合しています。この強化された仮想マシンは、並列処理と効率的なストレージをサポートし、Artela上でより複雑でパフォーマンス要求の高いアプリケーションを実行できるようにします。 EVM++は、従来のスマートコントラクトをサポートするだけでなく、オンチェーンコプロセッサとして独立して実行したり、オンチェーンゲームに直接参加したりできるAIエージェントなど、高性能モジュールを動的に追加してオンチェーンで実行することも可能にし、真にプログラマブルなNPCを作り出します。

Artelaは並列実行で設計されており、ネットワークノードの計算能力が必要に応じて柔軟に拡張できるようになっています。さらに、バリデータノードは水平スケーリングをサポートしており、ネットワークは現在の負荷や需要に基づいて計算ノードのサイズを自動的に調整することができます。このスケーリングプロセスは、コンセンサスネットワーク内の十分な計算リソースを確保するために、エラスティック・プロトコルによって調整されます。エラスティック-コンピューティングを通じて、ネットワークノードの演算スケーラブルであることを確認し、最終的に弾力的なブロック空間の実現は、大規模なdAppは、独立したブロック空間のアプリケーションの特定のニーズに応じて可能にするだけでなく、パブリックブロック空間を拡大する必要性を満たしていないだけでなく、大規模なアプリケーションのパフォーマンスと安定性を保証します。

Artelaの並列実行アーキテクチャの説明

1.予測的最適化実行1.実行

予測最適化実行は、Artelaのコア技術の1つであり、SeiやMonadなどの他の並列EVMと異なる特徴の1つです。楽観的実行とは、初期状態のトランザクション間に競合がないことを前提とした並列実行戦略のことである。このメカニズムでは、各トランザクションはその状態のプライベートバージョンを保持し、変更を記録するが、すぐに確定しない。トランザクションが実行された後、検証フェーズが実行され、同じ期間に他の並列トランザクションによって引き起こされたグローバル状態の変更との競合がチェックされる。競合が検出されると、トランザクションは再実行される。予測とは、特定のAIモデルを通じて過去のトランザクションデータを分析し、今後のトランザクション間の依存関係を予測すること、すなわち、どのトランザクションが同じデータにアクセスする可能性が高いかを予測し、それに応じてトランザクションをグループ化して実行順序を並べることで、実行の競合や重複を減らすことを意味する。対照的に、予測のために、Sei は開発者が事前に定義したトランザクション依存関係のファイルに依存し、Monad はトランザクション依存関係のファイルを生成するためにコンパイラー レベルの静的解析を使用しますが、どちらも EVM と同等ではなく、どちらも Artela の動的 AI ベースの予測モデルの適応能力に欠けています。

2.非同期プリロード

非同期プリロードは、入出力 (I/O) ボトルへのステートフルなアクセスによって引き起こされる問題を解決するために設計されています。Artelaは、トランザクションが実行される前に、予測モデルに基づいて、必要な状態データを低速ストレージ (ハード ドライブなど) から高速ストレージ (メモリなど) に事前にロードします。必要なデータを事前にロードすることで、実行時のI/O待ち時間が短縮される。データが事前にロードされキャッシュされると、複数のプロセッサまたは実行スレッドが同時にこのデータにアクセスできるため、実行の並列性がさらに高まります。

3.並列ストレージ

並列実行の導入により、トランザクション処理を並列化できますが、データの読み取り、書き込み、更新が同時に行われない場合、処理を並列化することはできません。データの読み取り、書き込み、更新の速度が同期していないことは、システム全体のパフォーマンスを制限する重要な要因となるため、システムのボトルネックは徐々にストレージレベルに移行している。MonadDBやSeiDBなどのソリューションは、ストレージの最適化に焦点を当ててきました。Artelaは、実績のある伝統的なデータ処理技術の数々を活用して統合し、並列ストレージを開発することで、並列処理の効率をさらに向上させます。

並列ストレージシステムは、ストレージの並列処理を可能にし、データベースへのデータ状態の効率的な記録能力を向上させるという、主に2つの問題に対処するために設計されています。データ・ストレージにおける一般的な問題には、データを書き込む際の肥大化や、データベース処理への負荷の増大などがあります。これらの問題に効果的に対処するため、Artelaはステートコミットメント（SC）とステートストレージ（SS）の分離戦略を採用している。この戦略では、ストレージタスクを2つのパートに分割します。1つのパートは高速処理オペレーションを担当し、複雑なデータ構造を保持しないため、スペースを節約し、データの重複を減らします。もう1つのパートは、すべての詳細なデータ情報の記録を担当します。さらに、パフォーマンスを損なうことなく大量のデータを処理するために、Artelaは小さなデータチャンクを大きなデータチャンクにマージする方法を採用し、データ保持の複雑さを軽減しています。

4. Elastic Block Space (EBS)

ArtelaのEBSは、レジリエント・コンピューティングのコンセプトに基づいています。ネットワークの混雑状況に基づいて、ブロックが保持できるトランザクション数を自動的に調整します。

エラスティック・コンピューティング（Elastic Computing）とは、クラウド・コンピューティングのサービス・モデルの1つで、システムが自動的に計算リソースの割り当てを調整し、負荷需要の変化に適応できるようにするものです。追加の計算能力を迅速に提供します。

EBSは、dAppsの特定のニーズに基づいてブロックリソースを動的に調整し、需要の高いdAppsに独立したスケーリングブロックスペースを提供しますこれは、アプリケーションによって大きく異なるブロックチェーンのパフォーマンス要件に対応するように設計されています。EBSの中核的な利点は「予測可能なパフォーマンス」、つまりdAppsに予測可能なTPSを提供できることである。その結果、独立したブロック空間を持つdAppsは、パブリックブロック空間が混雑しているかどうかにかかわらず、安定したTPSを得ることができる。さらに、dAppsは並列処理をサポートするコントラクトを記述すれば、さらに高いTPSを得ることができる、EBSはイーサ、ソラナなどの従来のブロックチェーンプラットフォームよりも安定した環境を提供すると言える。これらの従来のプラットフォームは、碑文ブームやDeFi活動のピーク時など、ネットワーク混雑時にdAppのパフォーマンス低下に悩まされることがよくありますが、Artelaはカスタマイズされ最適化されたリソース管理によって効果的に解決します。

要約すると、Artelaは並列実行スタックと弾力性のあるブロックスペースによって、非常にスケーラブルで予測可能なネットワークパフォーマンスを実現しています。この並列実行アーキテクチャは、AIモデルによってトランザクションの依存関係を正確に予測し、競合や重複実行を削減します。また、大規模なアプリケーションは必要に応じて処理能力とリソースを割り当てることができるため、ネットワーク負荷が高い場合でも一貫したパフォーマンスを確保できます。これにより、Artelaネットワークは、リアルタイムのビッグデータ処理や複雑な金融取引など、より複雑なアプリケーションシナリオをサポートすることができます。