ผู้เขียนต้นฉบับ: คาเรน, Foresight News

ที่การประชุม Solana Breakpoint เมื่อสัปดาห์ที่แล้ว บรรยากาศมีชีวิตชีวา มีการเปิดตัวผลิตภัณฑ์เชิงนิเวศน์ตามมาทีหลัง และกิจกรรมต่อพ่วงสีสันสดใสต่างๆ ก็กลายเป็นเค้ก ในงานฉลองนี้ จุดเด่นที่สะดุดตาเป็นพิเศษคือ Firedancer ไคลเอ็นต์ตัวตรวจสอบความถูกต้องของ Solana เวอร์ชันแรกได้ลงจอดบนเครือข่ายหลักอย่างเป็นทางการ ก้าวกระโดดโดยหลีกเลี่ยงความเสี่ยงของการหยุดทำงานของเครือข่ายที่เกิดจากความผิดพลาดของไคลเอ็นต์เดียวบน Solana

กระบวนการพัฒนาของ Firedancer สามารถย้อนกลับไปในปี 2021 ถึง 2022 ในฐานะไคลเอนต์ตรวจสอบความถูกต้องตัวที่สองของ Solana ที่พัฒนาโดย Jump Trading Group (ไคลเอนต์ดั้งเดิม Agave ได้รับการพัฒนาโดย Anza) การออกแบบดั้งเดิมคือการกำจัดอันตรายที่ซ่อนอยู่ในจุดเดียวของ ความล้มเหลว ปรับปรุงความแข็งแกร่งและความยืดหยุ่นโดยรวมของเครือข่าย ต่างจากเครื่องมือตรวจสอบความถูกต้องที่ใช้ Rust ดั้งเดิม Firedancer เขียนด้วยภาษา C และไม่มีรหัส Rust ตัวเลือกนี้ช่วยลดผลกระทบของช่องโหว่ที่อาจเกิดขึ้นกับเครือข่ายทั้งหมดได้อย่างมาก และเพิ่มแนวป้องกันที่แข็งแกร่งอีกประการหนึ่งให้กับความปลอดภัยของ Solana

Firedancer ทำงานอย่างไร?

จากการสาธิตของ Kevin Bowers หัวหน้าฝ่ายวิทยาศาสตร์ของ Jump Crypto ในการประชุม Solana Breakpoint นั้น Firedancer แสดงให้เห็นถึงความสามารถในการประมวลผลธุรกรรมมากกว่า 1 ล้านธุรกรรมต่อวินาที ซึ่งเกินขีดจำกัดทางทฤษฎีของ Solana ในปัจจุบันซึ่งก็คือ TPS นับหมื่นรายการ Kevin Bowers ยังเปรียบเทียบความสำเร็จนี้กับการขยาย "ถนนในชนบท" ให้กว้างขึ้นเป็น "ทางหลวงระหว่างรัฐ" ซึ่งเป็นการประกาศถึงการเพิ่มประสิทธิภาพทั้งด้านต้นทุนและความจุของเครือข่าย

Liam Heeger วิศวกรหลักของ Jump Trading แบ่งปันความคืบหน้าของ Firedancer ในเครือข่ายทดสอบ ลูกค้าประสบความสำเร็จในการผลิตบล็อกมากกว่า 20,000 บล็อกและได้รับอัตราส่วนคำมั่นสัญญา 1%

การสาธิตของวิศวกรอีกคน Aryaman Jain เปิดเผยประสิทธิภาพของ Firedancer ภายใต้เงื่อนไขเฉพาะ ตัวอย่างเช่น ในสภาพแวดล้อมเครื่องมือตรวจสอบ 10 รายการ TPS ของมันสามารถเข้าถึงหนึ่งล้านระดับ ประมวลผลหน่วยประมวลผลมากกว่า 1.2 พันล้านครั้งต่อวินาที ในขณะที่สาธิตความสามารถของ Blockspace 3.5 Gbps และการดำเนินการ VM ประสิทธิภาพ 500,000 TPS

Firedancer ทำงานอย่างไร?

Firedancer สร้างขึ้นโดยมีองค์ประกอบหลัก 3 ส่วน ได้แก่ สแต็กการประมวลผลประสิทธิภาพสูงและสแต็กเครือข่าย กลไกรันไทม์และความเห็นพ้องต้องกัน กุญแจสำคัญในความสามารถของ Firedancer ในการเพิ่มประสิทธิภาพของเครือข่าย Solana เป็น 1 ล้าน TPS (ข้อจำกัดระดับโปรโตคอลในปัจจุบันจำกัดประสิทธิภาพไว้ที่ประมาณ 81,000 TPS) อยู่ที่การออกแบบสถาปัตยกรรมที่เป็นนวัตกรรมและการเพิ่มประสิทธิภาพการไหลของข้อมูล

เครื่องมือตรวจสอบใช้โมเดลการทำงานพร้อมกันเพื่อทำงานที่หลากหลายผ่านเธรดจำนวนเล็กน้อย โดยแต่ละเธรดจะมุ่งเน้นไปที่งานเฉพาะ เช่น การประมวลผลแพ็กเก็ตเครือข่าย การตรวจสอบธุรกรรม บล็อกแพ็คเกจ ฯลฯ การออกแบบนี้ช่วยเพิ่มการใช้ทรัพยากรให้เกิดประโยชน์สูงสุดและเพิ่มความเร็วในการประมวลผลธุรกรรมอย่างมาก

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง แต่ละเธรดจะดำเนินการหนึ่งใน 11 งานที่แตกต่างกัน งานบางงานต้องการเธรดเดียวเท่านั้นจึงจะเสร็จสมบูรณ์ แต่งานบางงานต้องใช้หลายเธรดเพื่อทำงานเดียวกันแบบขนาน นอกจากนี้ แต่ละเธรดยังมีคอร์ CPU ที่จะรัน และเธรดจะเป็นเจ้าของคอร์นั้น: เธรดจะไม่มีวันเข้าสู่โหมดสลีปหรือปล่อยให้ระบบปฏิบัติการใช้เพื่อวัตถุประสงค์อื่น

Firedancer ยังแนะนำสถาปัตยกรรมที่เรียกว่า "ไทล์" แต่ละไทล์แสดงถึงงานและเธรดที่ทำงานอยู่และคอร์ CPU ที่จัดสรร การผสมผสานนี้ทำให้การปรับแต่งประสิทธิภาพมีความยืดหยุ่นและมีประสิทธิภาพ ตัวอย่างเช่น net และ quic สามารถรองรับ >1 ล้าน TPS ต่อไทล์ ในขณะที่การตรวจสอบและไทล์ธนาคารมุ่งเน้นไปที่การตรวจสอบธุรกรรมและการดำเนินการบล็อก แม้ว่าความเร็วการประมวลผลจะค่อนข้างต่ำ แต่ก็เพียงพอที่จะตอบสนองความต้องการของสถานการณ์การทำงานพร้อมกันสูง

เอกสารอย่างเป็นทางการของ Firedancer แสดงรายการไทล์ 11 ประเภท ได้แก่:

• net: ส่งและรับแพ็กเก็ตเครือข่ายจากอุปกรณ์เครือข่าย (สามารถรองรับ >1 ล้าน TPS ต่อไทล์)

• Quic: รับธุรกรรมจากไคลเอนต์ ดำเนินการจัดการการเชื่อมต่อและการประมวลผลแพ็คเก็ตทั้งหมดเพื่อจัดการและบังคับใช้โปรโตคอล QUIC (สามารถรองรับ >1 ล้าน TPS ต่อไทล์)

• ตรวจสอบ: ตรวจสอบลายเซ็นที่เข้ารหัสของธุรกรรมขาเข้าและกรองธุรกรรมที่ไม่ถูกต้อง (แต่ละไทล์สามารถรองรับ 200,000-40,000 TPS)

• dedup: ตรวจสอบและกรองธุรกรรมขาเข้าที่ซ้ำกัน

• แพ็ค: เมื่อเป็นผู้นำ ให้แพ็คธุรกรรมที่เข้ามาและกำหนดเวลาการดำเนินการอย่างชาญฉลาด

• ธนาคาร: ดำเนินธุรกรรมที่จัดเตรียมไว้ (แต่ละไทล์สามารถรองรับ 200,000-40,000 TPS)

• poh: เป็นกลไกที่ดำเนินการแฮชอย่างต่อเนื่องในเบื้องหลัง โดยผสมค่าแฮชที่สร้างขึ้นกับธุรกรรมที่ดำเนินการ ดังนั้นจึงเป็นการพิสูจน์ลำดับและเวลา

• shred: เมื่อเป็นผู้นำ ให้กระจายข้อมูลบล็อกไปยังเครือข่าย เมื่อไม่ใช่ผู้นำ ให้รับและส่งข้อมูลบล็อกอีกครั้ง (ปริมาณงานส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับขนาดคลัสเตอร์ ในการทดสอบเกณฑ์มาตรฐาน หากขนาดคลัสเตอร์มีขนาดเล็ก 1 ไทล์สามารถจัดการได้ > 1 ล้านทีพีเอส)

• ร้านค้า: รับข้อมูลบล็อกเมื่อเป็นผู้นำ หรือรับข้อมูลบล็อกจากโหนดอื่นเมื่อโหนดอื่นเป็นผู้นำ และจัดเก็บไว้ในฐานข้อมูลบนดิสก์ภายในเครื่อง

• ตัวชี้วัด: รวบรวมข้อมูลการตรวจสอบเกี่ยวกับไทล์อื่น ๆ และมอบให้กับตำแหน่งข้อมูล HTTP

• ลงชื่อ: เก็บคีย์ส่วนตัวของผู้ตรวจสอบ และรับและตอบสนองต่อคำขอลายเซ็นจากไทล์อื่น

เป็นที่น่าสังเกตว่าก่อนที่ Firedancer จะเติบโต Frankendancer เวอร์ชันเปลี่ยนผ่านของมันจะเข้าสู่ Mainnet ของ Solana ก่อน Frankendancer เป็นการผสมผสานระหว่าง Firedancer และ Agave โดยผสมผสานจุดแข็งของ Firedancer ในด้านสแต็กเครือข่ายและการผลิตบล็อก ขณะเดียวกันก็รักษาความสามารถในการดำเนินการและความเห็นพ้องต้องกันของ Agave Firedancer ถูกสร้างขึ้นใหม่ทั้งหมดตั้งแต่ต้นและไม่มีโค้ด Agave ใดๆ

Firedancer มีผลกระทบอย่างไร?

ไม่ต้องสงสัยเลยว่าการเปิดตัว Firedancer มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อระบบนิเวศของ Solana ซึ่งจะเพิ่มความหลากหลายของเครื่องมือตรวจสอบความถูกต้องอย่างมาก ลดผลกระทบของความล้มเหลวจุดเดียวต่อความเสถียรของเครือข่าย และสร้างป้อมปราการที่แข็งแกร่งยิ่งขึ้นเพื่อความน่าเชื่อถือของเครือข่าย Solana

นอกจากนี้ Firedancer ยังรักษาความเข้ากันได้แบบย้อนหลังกับโปรโตคอลที่มีอยู่ เพื่อให้มั่นใจว่าการเปลี่ยนแปลงของระบบนิเวศเป็นไปอย่างราบรื่น โดยไม่ต้องให้นักพัฒนาและผู้ใช้ DApp ทำการปรับเปลี่ยนที่สำคัญ

แม้ว่า Firedancer จะยังอยู่ในโหมดไม่ลงคะแนนเสียง และจำเป็นต้องได้รับการเพิ่มประสิทธิภาพและการตรวจสอบอย่างต่อเนื่อง แต่นี่ถือเป็นพิมพ์เขียวที่มีแนวโน้มมากขึ้นสำหรับการพัฒนาเครือข่าย Solana ในอนาคต

อ้างถึง:

1. https://www.youtube.com/watch?v=InGI7BDUeX4&list=PLilwLeBwGuK4eY3nT0vvvJ4GmcJLImcQE&index=14

2. https://firedancer-io.github.io/firedancer/guide/tuning.html

3. https://solanacompass.com/learn/Validated/firedancer-w-kevin-bowers