Thực Thi Song Song (Parallel Execution) Là Gì? Ưu, Nhược điểm & Cơ Chế Hoạt Động Của Parallel Execution

Thực Thi Song Song (Parallel Execution) là gì? Thực Thi Song Song là một giải pháp được nổi bật lên thời gian gần đây khi mà phần nào đó đã giải quyết được vấn đề nan giải về mở rộng của các blockchain nền tảng. Vậy Thực Thi Song Song có gì khác biệt mọi người cùng mình tìm hiểu trong bài viết dưới đây nhé.

Để hiểu hơn về Thực Thi Song Song, mọi người có thể tham khảo một số các bài viết dưới đây:

Thực Thi Song Song Là Gì?

Tổng quan về Thực Thi Song Song

Thực thi song song trong blockchain có nghĩa là quá trình phân loại các giao dịch độc lập và thực hiện nhiều giao dịch trong cùng một thời điểm. Điều này giúp Blockchain giải quyết được vấn đề mở rộng vốn tồn đọng nhiều năm nay mà chưa được giải quyết một cách dứt điểm.

Trong các blockchain cũ như Bitcoin, Ethereum,.... thì sẽ xử lý giao dịch một cách tuần từ hay còn gọi là Sequential Execution có nghĩa là mỗi giao dịch sẽ được xác thực bởi cả mạng lưới và cứ mỗi giao dịch được xác thực thì mới được đưa lên blockchain. Điều đó làm lãng phí năng lượng và công sức của các thợ đào hay validator.

Ưu điểm của thực thi song song

Thực thi song song khi được áp dụng vào các blockchain nền tảng sẽ mang lại một số những ưu điểm như sau:

Khả năng mở rộng: Thực thi song song cho phép nhiều giao dịch trên Blockchain được xử lý tại cùng một thời điểm giúp cho khả năng mở rộng của mạng lưới được tăng theo cấp số nhân.
Sự minh bạch: Thực thi song song vẫn giữ nguyên được đặc tính cơ bản của Blockchain, các giao dịch được xử lý một cách công khai và minh bạch.

Nhược điểm của thực thi song song

Bên cạnh những ưu điểm thì thực thi song song cũng tồn tại nhiều những vấn đề và nhược điểm tiềm ẩn như:

Sự phức tạp: Việc thực hiện nhiều giao dịch cùng một lúc khiến các node phải liên tục update thông tin mới nhất hình dung đơn giản là khi giao dịch nhanh hơn thì các node cũng phải update nhanh hơn theo cấp số nhân.
Phi tập trung: Thực thi song song phải đi kèm với một lượng node lớn hơn nhiều so với các blockchain sử dụng Sequential Execution để giữ cho mạng lưới được phi tập trung.

Về bản chất của Thực Thi Song Song chúng ta vẫn cần phải đánh đổi một chút các yếu tố về Phi Tập Trung để giải quyết được bài toán về Mở Rộng cho các Blockchain. Hướng đi của Thực Thi Song Song có nhiều nét tương đồng với Sharding ở trên Near Protocol.

Có lẽ rằng trong tương lai, nếu muốn một blockchain vừa nhanh và vừa rẻ thì bắt buộc chúng ta phải chấp nhận những đánh đổi về sự phi tập trung. Ngay cả những Layer 2 ngày này cũng chưa thật sự phi tập trung và cần nhiều thời gian để tiếp tục xây dựng.

Một Số Các Dự Án Áp Dụng Cơ Chế Thực Thi Song Song

Aptos - Dự án xây dựng bởi DIEM Team

Aptos là một blockchain mới nổi đã kêu gọi hàng trăm triệu đô với mức định giá lên đến $4B tại vòng kêu gọi vốn gần đây nhất. Như nhiều blockchain nền tảng khác thì Aptos ra đời với mục đích là cải thiện về khả năng mở rộng trên Ethereum. Vậy Aptos đã làm như thế nào?

Aptos sử dụng một thuật toán là Block-STM thì quá trình thực thi các giao dịch trên Aptos sẽ được diễn ra như sau:

Bước 1: Các giao dịch vào trạng thái pre-odered được sắp xếp vào trong block và được giả định các giao dịch là độc lập, không liên quan tới nhau.
Bước 2: Các giao dịch sẽ được phân chia để được thực thi song song.
Bước 3: Sau khi thực thi hoàn thành thì các kết quả giao dịch sẽ được xác thực.
Bước 4: Trong quá trình xác thực nếu như một giao dịch có vấn đề thì sẽ bị loại bỏ và kết quả bị xóa.
Bước 5: Giao dịch đó sẽ phải quay lại bước 1.

5 bước trên sẽ được lặp đi lặp lại cho tới khi tất cả giao dịch đều được xác thực thành công. Với thuật Block-STM của mình Aptos kì vọng tốc độ của mạng lưới có thể đạt tới con số 160.000 TPS.

Sui - Đối thủ lớn nhất của Aptos

Tương tự như Aptos, Sui cũng đã kêu gọi thành công hàng trăm triệu đô thời gian gần đây với mức định giá thời gian gần nhất là $2B tuy nhiên Sui cũng gặp nhiều khó khăn ngoài lề hơn so với Aptos. Quay lại với thực thi song song thì Sui có cách tiếp cận khác so với Aptos.

Sui có cách tiếp cận thực thi song song tương đồng với Solana. Solana chia tránh thái blockchain thành nhiều chunk, mỗi chunk được phân phối cho những node khác nhau để xử lý gia dịch trên node đó và node phải có trách nhiệm đối với chunk của mình.

Tuy nhiên, sự tương đồng ở chỗ Solana sẽ coi mỗi đơn vị của bộ nhớ máy tính là một Account và khi một giao dịch bị sửa bởi một Account nào đó thì nó phải lưu lại thông tin là nó từng bị sửa đổi bởi Account nào trong khi đó Aptos không yêu cầu các các giao dịch phải chỉ ra điều này. Thông qua cách nào Sui có thể xác định được tính phụ thuộc giữa các giao dịch.

Với sự thay đổi của Sui thì việc thực thi song song trở nên nhẹ nhàng hơn so với Aptos nhưng lại tăng thêm gánh nặng cho những nhà phát triển xây dựng các dự án trên hệ sinh thái của Sui.

Monad - Blockchain được xây dựng bởi đội ngũ cũ của Jump Trading

638507cb1447e808a78ad915_Monad opengraph

Monad là một EVM Blockchain đã kêu gọi thành công $19M từ nhiều quỹ đầu tư lớn như Dragonfly. Dự án cũng không che giấu về việc sử dụng thực thi song song để giải quyết bài toán mở rộng và Monad sẽ là EVM BLockchain đầu tiên áp dụng thực thi song song.

Tuy nhiên, dự án chưa nói rõ vàng về việc sử dụng thực thi song song để đạt được 10.000 TPS và mục tiêu dài hạn là 400.000 TPS nên chúng ta vẫn cần phải chờ đợi và quan sát thêm.

Linea - Layer 2 được xây dựng bởi Consensys

Linea là một nền tảng zkRollup được xây dựng và phát triển bởi Consensys công ty mẹ của Metamask, Infura,... đã được đầu từ bởi A16Z. Linea cũng sẽ áp dụng việc thực thi song song dựa trên giao thức FastPay - được phát triển tại Facebook. FastPay ra đời như sự nâng cấp của hệ thống thanh toán theo thời gian thực được sử dụng giữa các ngân hàng và tổ chức tài chính.

Tuy nhiên, việc áp dụng FastPay vào công nghệ Blockchain vẫn đang là một dấu chấm hỏi khá lớn.

Tổng Kết

Thực thi song song là một trong nhiều phương pháp giải quyết bài toán mở rộng trên các blockchain nền tảng. Tuy nhiên, việc thực thi song song cũng còn nhiều nhược điểm tồn đọng như việc Solana đã áp dụng thực thi song song nhưng vẫn gặp vấn đề về mạng lưới tất nhiều có nhiều lí do khác.

Vậy nên chúng ta vẫn cần quan sát sự phát triển của các blockchain mới áp dung thực thi song song. Mong rằng qua bài viết này mọi người có thể hiểu được Thực Thi Song Song là gì?