撰文：0xNatalie

TLDR

并行EVM 吸引了顶尖创投的关注，不少计画纷纷开始探索这个方向，例如Monad、MegaETH、Artela、BNB、Sei Labs、Polygon 等。并行EVM 不仅是为了实现并行化处理，还涉及对EVM 各个组件的全面性能优化。透过这些优化，为更复杂和高效的区块链应用提供支援。并行EVM 需要在开源生态中实现差异化，同时平衡去中心化和高效能的需求，还要解决潜在的安全问题和市场接受度的挑战。由于引入了多执行绪程式设计的复杂性，并行EVM 面临着协调多个交易同时进行的难题，因此必须找到有效的解决方案，以确保系统的稳定性和安全性。未来，并行EVM 将推动链上中央限价订单簿CLOB和可编程中央限价订单簿pCLOB的实现，这将大大增强DeFi 活动的效率，预计DeFi 生态将显着增长。透过将其他高效能虚拟机器AltVM引入以太坊生态系统，效能和安全性将会显着提升，这种整合能够充分利用各个虚拟机器的优势，推动以太坊的进一步发展。

今年，并行EVM 吸引了诸如Paradigm、Dragonfly 等顶尖风投公司的押注，引起了市场的广泛关注。并行EVM 是对传统EVM 的最佳化升级。传统的EVM 是串列处理的，也就是交易必须一个接一个地顺序执行。这种方式在交易高峰期容易导致交易拥挤和处理延迟，影响使用者体验。并行EVM 则透过引入平行处理技术，允许多个独立的交易同时执行，从而大幅提升交易处理速度。随着全链游戏、帐户抽象钱包等复杂应用的出现，对区块链效能的需求不断增加。为了支援更广泛的用户，区块链网路必须具备快速且有效率地处理大量交易的能力。因此，并行EVM 作为解决方案，对于不断发展的Web3 应用至关重要。

然而，实施平行EVM 面临以下的共通性挑战，这些挑战需要精确的技术解决方案来确保系统的稳定运作：

例如，MegaETH 将交易执行任务从全节点解耦，将不同任务分配给专业化节点，以优化整体系统效能；Artela 透过预测性乐观执行和非同步预载技术，利用AI 分析交易之间的依赖关系，并提前将所需的交易状态载入到记忆体中，以提高状态存取效率；BNB 链开发了专用的冲突侦测器与重新执行机制，提升系统对交易依赖关系的管理能力，减少不必要的重新执行，等等。

为深入了解并行EVM 的发展方向，以下精选九篇关于此主题的优质文章，提供了不同链的具体实施方案、生态综合研究、未来前景等全面视角。

MegaETH Unveiling the First RealTime Blockchain

作者：MegaETH，日期：2024627

MegaETH 是EVM 相容的Layer 2，旨在实现接近Web2 伺服器的即时效能。其目标是推动以太坊L2 的性能达到硬体极限。 MegaETH 提供高交易吞吐量、充足的运算能力和毫秒级回应时间，允许开发者建立和组合复杂的应用程序，而不受效能限制。

MegaETH 透过将交易执行任务从全节点中分离并引入平行处理技术来提升效能。其架构由三个主要角色组成：定序器、验证者和全节点。

这种节点专业化的设计允许不同类型的节点根据各自的功能需求设定独立的硬体要求。例如，定序器需要高效能伺服器来处理大量交易，而全节点和验证者则可以使用相对低配置的硬体。

Presenting Artela Scalability Whitepaper Parallel Execution Stack and Elastic Block Space

作者：Artela，日期：2024620

Artela 透过引入多项关键技术，大幅提升了区块链的平行执行效率和整体效能：

具体而言，Artela 的预测性乐观执行利用AI 智慧分析交易与合约之间的依赖关系，预测可能发生冲突的交易，并将其分组，从而减少冲突和重复执行。系统动态地累积并储存历史交易的状态存取讯息，以供预测演算法使用。透过非同步预加载，系统将所需的交易状态提前载入到记忆体中，避免在执行过程中出现I/O 瓶颈。同时，并行储存透过将状态承诺与储存作业分离，优化了Merkelization 和I/O 效能。这种分离处理方式使并行与非平行操作能够独立管理，进一步提升了系统的平行化效率。

此外，Artela 基于弹性运算建构了弹性区块空间EBS。传统区块链中，所有dApp 共享同一个区块空间，导致高流量dApp 之间资源竞争，造成不稳定的gas 费用和不可预测的效能。弹性区块空间为dApp 提供专属且动态可扩展的区块空间，确保效能的可预测性。 dApp 可依需求申请专属区块空间，随着区块空间的增加，验证者可透过增加弹性执行节点扩展处理能力，确保资源高效利用，适应不同的交易量。

Road to High Performance Parallel EVM for BNB Chain

作者：BNB Chain，日期：2024216

在BNB 链上，团队采取了多个步骤来实现并行EVM，以提高交易处理能力和可扩展性。以下是BNB 链在实现并行EVM 过程中所做的主要工作：

并行EVM v10

在2022 年初，BNB 链社群推动了并行EVM 的执行，核心组件包括：

并行EVM v20

在并行EVM 10 的基础上，BNB 链社群引入了一系列效能提升的创新：

并行EVM v30

在并行EVM 20 取得效能提升之后，BNB 链社群积极开发并行EVM 30，目标如下：

Sei#39s Parallel Stack

作者：Sei，日期：2024313

Sei Labs 创建了一个名为Parallel Stack 的开源框架，旨在建立支援平行处理技术的Layer 2 解决方案。 Parallel Stack 的核心优势在于其平行处理能力，利用现代硬体的进步来降低交易费用。该框架采用模组化设计，允许开发者根据特定需求添加或修改功能模组，从而适应不同的应用场景和效能要求。 Parallel Stack 能够与现有的以太坊生态系统无缝整合。使用Parallel Stack 的应用和开发者无需做大量的修改或适应工作，就能直接利用以太坊现有的基础设施和工具。

为了确保交易和智慧合约的安全执行，Parallel Stack 引入了多种安全协定和验证机制，包括交易签章验证、智慧合约稽核和异常交易侦测系统。为了方便开发者在Parallel Stack 上建置和部署应用，Sei Labs 提供了一套完整的开发者工具和API，旨在支援开发者充分利用Parallel Stack 的高效能和可扩展性，推动以太坊生态系统的进一步发展。

Innovating the Main Chain a Polygon PoS Study in Parallelization

作者：Polygon Labs，日期：2022121

Polygon PoS 链透过引入平行EVM 升级，使其交易处理速度提高了一倍，这得益于最小化元资料法。

Polygon 借鉴了Aptos Labs 开发的BlockSTM 引擎的原理，开发了最小元资料方法以满足Polygon 的需求。 BlockSTM 引擎是一种创新的平行执行机制，它假设所有交易之间不存在冲突。在交易执行过程中，BlockSTM 引擎监控每个交易的记忆体操作，识别并标记依赖关系，并重新安排有冲突的交易进行验证，确保结果的正确性。

最小元资料方法在区块中记录所有交易的依赖关系，并储存在有向无环图DAG中。区块提议者和验证者先执行交易，记录依赖关系并将其附加为元资料。当区块传播到网路中的其他节点时，依赖关系资讯已包含在内，减少了重新验证的计算和I/O 负担，提高了验证效率。透过最小元资料方法，记录依赖关系也优化了交易执行路径，最大限度地减少了冲突。

EVM 的平行化有何意义？或是EVM 霸权下的终局？

作者：ChainFeeds 创办人Zhixiong Pan，日期：2024328

并行EVM 技术受到了包括Paradigm、Jump 和Dragonfly 在内的一些顶级创投的重视和投资。这些资本看好并行EVM 突破现有区块链技术的效能限制，实现更有效率的事务处理和更广泛的应用可能性。

并行EVM 虽然字面意思仅代表了并行化，但实际上它涵盖的技术改进远不止于此。并行EVM 不仅是让多个交易或任务可以同时进行处理，还包括对以太坊EVM 的各个元件进行深入的效能最佳化。例如改善资料存取速度、提高运算效率、最佳化状态管理等多个面向。因此，它的努力很可能代表EVM 标准下的性能极限。

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除了技术上的挑战，并行EVM 也面临生态建构和市场接受度的难题。需要在开源生态中创造差异化，在去中心化和高效能之间找到适当的平衡。市场接受度方面，需要向行业内外证明其并行化能力真正带来的性能提升和成本效益，特别是在现有的大量以太坊应用和智能合约已经稳定运行的背景下，转向新平台的诱因需要非常突出。此外，并行EVM 的推广还需要解决潜在的安全问题和可能出现的新的技术缺陷，确保系统的稳定性和使用者资产的安全，这些都是推动新技术广泛采纳的重要因素。

Death Taxes and EVM Parallelization

作者：Reforge Research，日期：202441

随着并行EVM 的推出，链上中央限价订单簿Central Limit Order Books CLOB的可行性得到了提升，预计DeFi 活动将显着增加。

在CLOB 中，订单根据价格和时间优先顺序排序，确保市场的公平性和透明性。然而，在以太坊等区块链平台上实现CLOB 时，由于平台处理能力和速度的限制，往往会导致高延迟和高交易成本。引入并行EVM 后，大大增强了网路的处理能力和效率，使得DeFi 交易平台能够实现更快速和更有效率的订单匹配和执行。 CLOB 也就变成可行。

在此基础上，可程式中央限价订单簿pCLOB进一步扩展了CLOB 的功能。 pCLOB 不仅提供基本的买卖订单配对功能，还允许开发者在订单的提交和执行过程中嵌入自订的智慧合约逻辑。这些自订逻辑可以用于额外的验证、执行条件的判定、以及交易费用的动态调整。透过在订单簿中嵌入智慧合约，pCLOB 提供了更高的灵活性和安全性，支援更复杂的交易策略和金融产品。透过利用平行EVM 所提供的高效能和高平行处理能力，pCLOB 能够在去中心化环境中实现类似传统金融交易平台的复杂和高效的交易功能。

然而，尽管并行EVM 为区块链效能带来了显着提升，现有的以太坊虚拟机EVM和智慧合约的安全性仍有不足，容易受到骇客攻击。为了解决这些问题，作者建议采用双虚拟机器dual VM架构。在这种架构中，除了EVM 之外，还引入一个独立的虚拟机器如CosmWasm，用于即时监控EVM 智慧合约的执行情况。这个独立虚拟机器的功能类似于作业系统中的防毒软体，能够进行进阶侦测和防护，从而减少骇客攻击的风险。在未来，像Arbitrum Stylus 和Artela 这样的新兴解决方案被认为有望成功实现这种双虚拟机器架构。透过这种架构，这些新系统可以从一开始就更好地嵌入即时保护和其他关键的安全功能。

What will be the next step towards enhanced scalability while maintaining EVM compatibility

作者：SevenX Ventures 研究员Grace Deng，日期：202445

新的Layer 1 如Solana 和Sui 透过使用全新的虚拟机器VM和程式语言，并采用平行执行、新的共识机制和资料库设计，从而提供了比传统Layer 2 和Layer 1 更高的效能。然而，这些系统不相容于EVM，导致流动性不足和使用者及开发者面临更高的门槛。但像BNB 和AVAX 这样的EVM 相容于Layer 1 区块链，尽管在共识层面进行了改进，但执行引擎的修改较少，因此性能提升有限。

并行EVM 可以在不牺牲EVM 相容性的前提下提升效能。例如，Sei V2 透过采用乐观并发控制OCC和引入新的状态树IAVL trie来提高读写效率；Canto Cyclone 透过使用最新的Cosmos SDK 和ABCI 20 技术以及记忆体中的IAVL 状态树来优化状态管理系统；而Monad 则提出了一个结合高吞吐量、去中心化和EVM 相容性的全新Layer 1 方案，采用OCC、新的平行存取资料库和基于Hotstuff 的MonadBFT 共识机制。

除此之外，还可以考虑将其他高效能虚拟机AltVM整合到以太坊生态系统中，特别是那些支援Rust 开发的虚拟机，如Solana 的Sealevel 或Near 的WASMbased VM。这样不仅可以解决EVM 不相容的弊端，还可以将Rust 开发人员引入以太坊生态系统，提升整体效能和安全性，同时开拓新的技术可能性。

万字解读并行EVM ：如何突破区块链效能瓶颈？

作者：Gryphsis Academy，日期：202445

并行EVM 主要是对执行层的效能最佳化。分为Layer 1 解法和Layer 2 解法两种。 Layer 1 的解决方案引入交易并行执行机制，让交易在虚拟机器中尽量并行执行。 Layer 2 的解决方案本质上是利用已经并行化的Layer 1 虚拟机器实现某种程度上的链下执行 链上结算。未来，Layer 1 赛道可能形成并行EVM 和并行非EVM 的两大阵营，Layer 2 赛道则会朝着区块链虚拟机器模拟器或模组化区块链的方向发展。

平行执行机制主要分为以下三类：

不同专案在实作并行执行机制时采取了不同的策略：

虽然并行EVM 提供了有效的解决方案，但同时也带来了新的安全挑战。并行执行引入了多线程编程，增加了系统的复杂性。多执行绪程式设计容易出现竞态条件、死锁dead lock、活锁live lock和饥饿starvation等问题，影响系统的稳定性和安全性。同时引入了新的安全隐患，如恶意交易可能利用系统的平行执行机制，制造资料不一致或发动竞争攻击。