Du stockage du passé au calcul du futur : ordinateur hyperparallèle AO

Auteur : Zeke, chercheur chez YBB Capital

Préface

Les deux conceptions d'architecture blockchain traditionnelles que Web3 a maintenant différenciées ont inévitablement provoqué une certaine fatigue esthétique.Qu'il s'agisse de la chaîne publique modulaire rampante ou du nouveau L1 qui met toujours l'accent sur les performances mais ne parvient pas à refléter les avantages en termes de performances, on peut dire que son écologie est.. Il s’agit d’une réplique ou d’une légère amélioration de l’écosystème Ethereum. L’expérience extrêmement homogène a déjà fait perdre aux utilisateurs leur sentiment de fraîcheur. Le dernier protocole AO proposé par Arweave est accrocheur, permettant un calcul ultra-haute performance sur la chaîne publique de stockage et réalisant même une expérience quasi-Web2. Cela semble être extrêmement différent des méthodes d’expansion et de la conception architecturale que nous connaissons actuellement. Alors, qu’est-ce que l’AO exactement ? D’où vient la logique qui soutient sa performance ?

Comment comprendre l'AO

Le nom d'AO vient de l'abréviation d'Actor Oriented, un paradigme de programmation dans le modèle informatique concurrent Actor Model. Son idée de conception globale est dérivée de l'extension de Smart Weave et suit également le message transmis comme concept de base d'Actor Model. En termes simples, nous pouvons comprendre AO comme un « ordinateur hyper-parallèle » fonctionnant sur le réseau Arweave via une architecture modulaire. Du point de vue du plan de mise en œuvre, l'AO n'est pas réellement la couche d'exécution modulaire que nous voyons couramment aujourd'hui, mais un protocole de communication qui standardise la transmission des messages et le traitement des données. L'objectif principal du protocole est de réaliser la collaboration de différents « rôles » au sein du réseau via le transfert d'informations, créant ainsi une couche informatique dont les performances peuvent être superposées à l'infini, permettant finalement à Arweave, le « disque dur géant », de disposer d'un autorité dans un environnement de confiance décentralisé. Vitesse au niveau du cloud, puissance de calcul évolutive et évolutivité.

Architecture AO

Le concept d'AO semble être quelque peu similaire à la segmentation et à la recombinaison « Core Time » proposées par Gavin Wood lors de la conférence Polkadot Decoded de l'année dernière. Les deux atteignent ce qu'on appelle le « monde haute performance » grâce à la planification et à la coordination des calculs. ressources.ordinateur". Mais il existe en réalité quelques différences entre les deux. L'Exotic Scheduling est la déconstruction et la réorganisation des ressources spatiales des blocs de chaîne de relais. Cela n'a pas beaucoup changé l'architecture de Polkadot. Bien que les performances informatiques aient dépassé celles du plug-in. La limite d'une seule parachain sous le modèle de slot est toujours limitée par le nombre maximum de cœurs inactifs de Polkadot. En théorie, AO peut fournir une puissance de calcul presque illimitée (dans les situations réelles, cela devrait dépendre du niveau d'incitation du réseau) et un degré plus élevé de liberté grâce à l'expansion horizontale des nœuds. Sur le plan architectural, AO standardise les méthodes de traitement des données et les expressions de messages. , et complète le tri, la planification et le calcul des informations à travers trois unités de réseau (sous-réseaux). Sa méthode de normalisation et les fonctions des différentes unités peuvent être résumées comme les points suivants selon l'analyse des données officielles :

• Processus : un processus peut être considéré comme un ensemble d'instructions d'exécution dans AO. Lorsqu'un processus est initialisé, il peut définir l'environnement informatique dont il a besoin, y compris les machines virtuelles, les planificateurs, les besoins en mémoire et les extensions nécessaires. Ces processus maintiennent un état « holographique » (chaque donnée de processus peut être stockée indépendamment dans le journal des messages d'Arweave. L'état holographique sera expliqué en détail dans la section « Problèmes vérifiables » ci-dessous). L'état holographique signifie que le processus peut fonctionner de manière indépendante, et l'exécution est dynamique et peut être effectuée par des unités informatiques appropriées. En plus de recevoir des messages des portefeuilles des utilisateurs, les processus peuvent également transmettre des messages d'autres processus via l'unité de messagerie ;

• Message : Chaque interaction entre un utilisateur (ou un autre processus) et le processus est représentée par un message. Le message doit être conforme aux éléments de données natifs ANS-104 d'Arweave pour maintenir une structure native cohérente et faciliter le stockage des informations par Arweave. D'un point de vue plus compréhensible, le message est quelque peu similaire à l'ID de transaction (TX ID) dans la blockchain traditionnelle, mais les deux ne sont pas exactement identiques ;

• Messenger Unit (MU) : MU relaie les messages via un processus appelé « démarrage » et est responsable de la transmission des communications dans le système pour garantir une interaction transparente. Une fois qu'un message est envoyé, la MU l'achemine vers la destination appropriée (SU) au sein du réseau, coordonnant l'interaction et traitant de manière récursive tous les messages de boîte d'envoi résultants. Ce processus se poursuit jusqu'à ce que tous les messages aient été traités. En plus du relais de messages, MU fournit une variété de fonctions, notamment la gestion des abonnements aux processus et la gestion des interactions cron planifiées ;
• Unité de planification (SU) : lorsqu'un message est reçu, la SU lance une série d'opérations clés pour maintenir la continuité et l'intégrité du processus. À la réception d'un message, la SU attribue un incrément unique pour garantir l'ordre par rapport aux autres messages du même processus. Ce processus d'allocation est formalisé au travers de signatures cryptographiques, garantissant l'authenticité et l'intégrité des séquences. Pour améliorer encore la fiabilité du processus, SU télécharge les attributions de signatures et les messages dans la couche de données Arweave. Cela garantit la disponibilité et l'immuabilité des messages et empêche la falsification ou la perte de données ;
• Unité de calcul (CU) : les CU sont en concurrence sur un marché informatique peer-to-peer pour compléter le service des utilisateurs et SU résolvant l'état du processus informatique. Une fois le calcul de l'état terminé, CU renvoie un certificat signé avec le résultat du message spécifique à l'appelant. De plus, CU peut également générer et publier des certificats d'état de signature que d'autres nœuds peuvent charger, bien sûr, cela nécessite également de payer un certain pourcentage de frais.

Système d'exploitation AOS

AOS peut être considéré comme le système d'exploitation ou l'outil de terminal dans le protocole AO, qui peut être utilisé pour télécharger, exécuter et gérer des threads. Il fournit un environnement dans lequel les développeurs peuvent développer, déployer et exécuter des applications. Sur AOS, les développeurs peuvent utiliser le protocole AO pour développer et déployer des applications et interagir avec le réseau AO.

Exécuter la logique

Actor Model prône une vision philosophique appelée « tout est acteur ». Tous les composants et entités de ce modèle peuvent être considérés comme des "acteurs". Chaque acteur a son propre état, comportement et boîte aux lettres. Ils communiquent et collaborent via une communication asynchrone, permettant à l'ensemble du système de fonctionner de manière distribuée et de s'organiser et de fonctionner de manière distribuée. de manière concurrente. Il en va de même pour la logique de fonctionnement du réseau AO. Les composants et même les utilisateurs peuvent être abstraits en tant qu'« acteurs » et communiquer entre eux via la couche de transmission de messages, de sorte que les processus soient liés les uns aux autres. être calculé en parallèle et n'a aucun état partagé est entrelacé.

Voici une brève description des étapes de l'organigramme de transfert d'informations :

1. Lancement du message :

• Les utilisateurs ou processus créent des messages pour envoyer des demandes à d'autres processus. *MU (Messenger Unit) reçoit le message et l'envoie à d'autres services à l'aide d'une requête POST.

• Traitement et transfert des messages : *MU gère les requêtes POST et transmet les messages à SU (Scheduling Unit). *SU interagit avec le stockage ou la couche de données Arweave pour stocker les messages.

• Récupérer les résultats en fonction de l'ID du message :

• CU (Compute) reçoit la requête GET, récupère les résultats en fonction de l'ID du message et évalue l'état du message sur le processus. Il peut renvoyer des résultats basés sur un seul identifiant de message.

• Récupérer des informations : *SU reçoit une requête GET et récupère les informations du message en fonction de la plage de temps donnée et de l'ID de processus.

• Messages push de la boîte d'envoi :

• La dernière étape consiste à envoyer tous les messages de la boîte d'envoi.
• Cette étape consiste à vérifier le message et à générer dans l'objet résultat.
• En fonction des résultats de cette vérification, les étapes 2, 3 et 4 peuvent être répétées pour chaque message ou build pertinent.

Qu'est-ce qui a changé dans AO ? "1"

Différences par rapport aux réseaux courants :

1. Capacités de traitement parallèle : contrairement aux réseaux tels qu'Ethereum, où la couche de base et chaque Rollup s'exécutent en fait comme un seul processus, AO prend en charge un nombre illimité de processus exécutés en parallèle tout en garantissant que la vérifiabilité des calculs reste intacte. De plus, ces réseaux fonctionnent dans un état globalement synchronisé, tandis que les processus AO conservent leur propre état indépendant. Cette indépendance permet au processus AO de gérer un plus grand nombre d'interactions et une évolutivité informatique, ce qui le rend particulièrement adapté aux applications nécessitant des performances et une fiabilité élevées ;
2. Reproductibilité vérifiable : bien que certains réseaux décentralisés, tels qu'Akash et le système peer-to-peer Urbit, fournissent une puissance de calcul à grande échelle, contrairement à l'AO, ils ne fournissent pas de reproductibilité vérifiable des interactions, ou s'appuient sur un stockage non persistant. solutions pour sauvegarder leurs journaux d’interaction.

Les différences entre le réseau de nœuds d'AO et les environnements informatiques traditionnels :

• Compatibilité : AO prend en charge diverses formes de threads, qu'ils soient basés sur WASM ou EVM, et peut être connecté à AO via certains moyens techniques.
• Projets de co-création de contenu : AO prend également en charge les projets de co-création de contenu. Vous pouvez publier du NFT atomique sur AO, télécharger des données et les combiner avec UDL pour créer du NFT sur AO.
• Composabilité des données : NFT sur AR et AO peut atteindre la composabilité des données, permettant à un article ou à un contenu d'être partagé et affiché sur plusieurs plateformes tout en conservant la cohérence et les attributs d'origine de la source de données. Lorsque le contenu est mis à jour, le réseau AO peut diffuser ces statuts de mise à jour à toutes les plateformes concernées pour assurer la synchronisation du contenu et la diffusion du dernier statut.
• Commentaires sur la valeur et propriété : les créateurs de contenu peuvent vendre leurs œuvres sous forme de NFT et transférer les informations de propriété via le réseau AO pour obtenir un retour sur la valeur du contenu.

Accompagnement du projet :

1. Construit sur Arweave : AO exploite les fonctionnalités d'Arweave pour éliminer les vulnérabilités associées aux fournisseurs centralisés, telles que les points de défaillance uniques, les fuites de données et la censure. Les calculs sur AO sont transparents et vérifiables grâce à des fonctionnalités décentralisées de minimisation de la confiance et des journaux de messages reproductibles stockés sur Arweave ;
2. Fondation décentralisée : la fondation décentralisée d’AO aide à surmonter les limitations d’évolutivité imposées par l’infrastructure physique. N'importe qui peut facilement créer un processus AO à partir de son terminal, sans avoir besoin de connaissances, d'outils ou d'infrastructures spécialisés, garantissant ainsi que même les individus et les entités à petite échelle peuvent avoir une portée et une participation mondiales.

Questions vérifiables de l'AO

Une fois que nous avons compris le cadre et la logique de l’AO, une question commune se pose généralement. AO ne semble pas avoir les caractéristiques globales des protocoles ou chaînes décentralisés traditionnels. Peut-il atteindre la vérifiabilité et la décentralisation simplement en téléchargeant certaines données sur Arweave ? ? En fait, c’est le mystère de la conception AO. AO lui-même est une implémentation hors chaîne et ne résout pas le problème de la vérifiabilité ni ne modifie le consensus. L'idée de l'équipe AR est de séparer les fonctions d'AO et d'Arweave puis de les connecter de manière modulaire. AO n'effectue que la communication et le calcul, et Arweave assure uniquement le stockage et la vérification. La relation entre les deux ressemble plus à une cartographie. AO doit seulement s'assurer que le journal d'interaction est stocké sur Arweave, et son état peut être projeté sur Arweave pour créer un hologramme. Cette projection d'état holographique garantit la cohérence et la fiabilité de la sortie lorsque calculer l'état, le sexe, la certitude. De plus, le processus AO peut être déclenché de manière inverse pour effectuer des opérations spécifiques via le journal des messages sur Arweave (il peut se réveiller tout seul selon des conditions et des horaires prédéfinis et effectuer les opérations dynamiques correspondantes).

Selon ce que Hill et Outprog ont partagé, si la logique de vérification est plus simple, alors AO peut être imaginé comme un cadre de calcul d'inscription basé sur un indexeur super-parallèle. Nous savons tous que l'indexeur d'inscription Bitcoin doit extraire les informations JSON de l'inscription pour vérifier l'inscription, enregistrer les informations de solde dans la base de données hors chaîne et terminer la vérification via un ensemble de règles d'indexation. Bien que l'indexeur soit vérifié hors chaîne, les utilisateurs peuvent vérifier l'inscription en modifiant plusieurs indexeurs ou en exécutant l'index eux-mêmes, il n'y a donc pas lieu de s'inquiéter du fait que l'indexeur fasse du mal. Nous avons mentionné ci-dessus que les données telles que le tri des messages et l'état holographique du processus sont téléchargées sur Arweave. Il suffit ensuite de les baser sur le paradigme SCP (paradigme de consensus de stockage. Ici, on peut simplement comprendre que SCP est l'indexeur des règles d'indexation sur la chaîne. De plus, il convient de noter que SCP est apparu beaucoup plus tôt que l'indexeur), et n'importe qui peut restaurer AO ou n'importe quel thread sur AO via les données holographiques sur Arweave. Les utilisateurs n'ont pas besoin d'exécuter l'ensemble du nœud pour vérifier l'état de confiance. Tout comme pour modifier l'index, les utilisateurs n'ont qu'à envoyer des requêtes à un ou plusieurs nœuds CU via SU. Arweave a une capacité de stockage élevée et un faible coût, donc dans cette logique, les développeurs AO peuvent implémenter une couche de supercalcul qui dépasse de loin les fonctions des inscriptions Bitcoin.

AO et ICP

Utilisons quelques mots-clés pour résumer les caractéristiques de l'AO : disque dur natif géant, parallélisme illimité, calcul illimité, architecture globale modulaire et processus d'état holographique. Tout cela semble très bien, mais les amis qui connaissent divers projets de chaîne publique dans la blockchain peuvent trouver qu'AO est particulièrement similaire à un projet « Death-level », qui est l'ICP « Internet Computer » autrefois populaire.

ICP était autrefois salué comme le dernier projet de niveau roi dans le monde de la blockchain et était très favorisé par les plus grandes institutions. Il a également atteint une FDV de 200 milliards de dollars au cours des 21 années de taureaux fous. Mais à mesure que la vague reculait, la valeur symbolique d’ICP a également chuté. Jusqu'au marché baissier de 2023, la valeur des jetons ICP avait chuté de près de 260 fois par rapport à son sommet historique. Cependant, si la performance du prix du Token n'est pas prise en compte, même si l'ICP est réexaminé à ce stade, ses caractéristiques techniques présentent encore de nombreuses caractéristiques uniques. De nombreux avantages et fonctionnalités étonnants de l'AO aujourd'hui étaient également possédés par l'ICP à l'époque. Alors, l'AO échouera-t-elle comme l'ICP ? Commençons par comprendre pourquoi les deux sont si similaires. ICP et AO sont tous deux conçus sur la base du modèle d'acteur et se concentrent sur des blockchains exécutées localement, de sorte que les caractéristiques des deux présentent de nombreuses similitudes. La blockchain du sous-réseau ICP est formée d'un certain nombre de périphériques matériels hautes performances (machines à nœuds) détenus et contrôlés de manière indépendante qui exécutent le protocole informatique Internet (ICP). Le protocole informatique Internet est implémenté par un certain nombre de composants logiciels qui, en tant qu'ensemble, sont des répliques dans la mesure où ils reproduisent l'état et le calcul sur tous les nœuds d'une blockchain de sous-réseau.

L'architecture de réplication d'ICP peut être divisée en quatre couches de haut en bas :

Couche réseau Peer-to-Peer (P2P) : utilisée pour collecter et annoncer les messages des utilisateurs, d'autres nœuds de leur blockchain de sous-réseau et d'autres blockchains de sous-réseau. Les messages reçus par la couche homologue sont répliqués sur tous les nœuds du sous-réseau pour garantir la sécurité, la fiabilité et la résilience ;

Couche de consensus : sélectionne et ordonne les messages reçus des utilisateurs et des différents sous-réseaux pour créer des blocs de blockchain qui peuvent être notariés et finalisés via un consensus byzantin tolérant aux pannes qui forme la blockchain en évolution. Ces morceaux finalisés sont transmis à la couche de routage des messages ;

Couche de routage des messages : utilisée pour acheminer les messages générés par l'utilisateur et le système entre les sous-réseaux, gérer les files d'attente d'entrée et de sortie du Dapp et planifier l'exécution des messages ;

Couche d'environnement d'exécution : calcule les calculs déterministes impliqués dans l'exécution des contrats intelligents en traitant les messages reçus de la couche de routage des messages.

Blockchain de sous-réseau

Un sous-réseau est un ensemble de répliques en interaction exécutant des instances distinctes du mécanisme de consensus afin de créer sa propre blockchain sur laquelle un ensemble de « conteneurs » peut s'exécuter. Chaque sous-réseau peut communiquer avec d'autres sous-réseaux et est contrôlé par le sous-réseau racine, qui utilise la cryptographie à clé de chaîne pour déléguer ses autorisations à des sous-réseaux individuels. ICP utilise des sous-réseaux pour lui permettre de s'étendre indéfiniment. Le problème avec les blockchains traditionnelles (et les sous-réseaux individuels) est qu'elles sont limitées par la puissance de calcul d'une machine à nœud unique, puisque chaque nœud doit exécuter tout ce qui se passe sur la blockchain afin de participer à l'algorithme de consensus. L’exécution de plusieurs sous-réseaux indépendants en parallèle permet à ICP de franchir cette barrière d’une seule machine.

Pourquoi cela a échoué

Comme mentionné ci-dessus, l'objectif que l'architecture ICP souhaite atteindre est simplement un serveur cloud décentralisé. Il y a quelques années, cette idée était aussi choquante que celle d’AO, mais pourquoi a-t-elle échoué ? Pour le dire simplement, cela signifie que si vous ne réussissez pas au haut niveau, vous ne vous installerez pas au bas niveau. Vous n'avez pas trouvé un bon équilibre entre le Web3 et vos propres idées, ce qui conduit finalement à l'embarrassant situation où le projet n'est ni Web3 ni aussi simple à utiliser que le cloud centralisé. En résumé, il y a trois problèmes. Premièrement, le système de programme Canister d'ICP, le "conteneur" mentionné ci-dessus, est en fait quelque peu similaire à AOS et aux processus d'AO, mais ils ne sont pas identiques. Les programmes ICP sont implémentés par encapsulation Canister et ne sont pas visibles du monde extérieur. Ils doivent accéder aux données via des interfaces spécifiques. La communication asynchrone est très peu conviviale pour contracter des appels dans les protocoles DeFi, donc dans DeFi Summer, ICP n'a pas capturé la valeur financière correspondante.

Le deuxième point est que les exigences matérielles sont extrêmement élevées, ce qui fait que le projet n'est pas décentralisé. L'image ci-dessous est le schéma de configuration matérielle minimale du nœud donné par ICP à l'époque. Même maintenant, il est très exagéré, dépassant de loin celui de Solana. configuration, et même les besoins de stockage sont supérieurs aux besoins de stockage.La chaîne publique est encore élevée.

Le troisième point est le manque d’écologie : aujourd’hui encore, ICP reste une chaîne publique très performante. S’il n’y a pas d’applications DeFi, qu’en est-il des autres applications ? Désolé, ICP n'a pas produit d'application qui tue depuis sa création. Son écosystème n'a capturé ni les utilisateurs Web2 ni les utilisateurs Web3. Après tout, avec si peu de décentralisation, pourquoi ne pas simplement utiliser des applications centralisées riches et matures ? Mais en fin de compte, il est indéniable que la technologie d'ICP est toujours de premier ordre et que ses avantages en matière de gaz inversé, de compatibilité élevée et d'expansion illimitée sont toujours nécessaires pour attirer le prochain milliard d'utilisateurs. bon dans Il peut être possible de se retourner en utilisant ses propres avantages structurels.

Revenons donc à la question ci-dessus : AO échouera-t-il comme ICP ? "Personnellement, je pense qu'AO ne répétera pas les mêmes erreurs. Les deux derniers points qui ont conduit à l'échec d'ICP ne sont pas des problèmes pour AO. Arweave a déjà de bonnes bases écologiques. La projection d'état holographique résout également le problème de la centralisation. En termes de compatibilité, AO est également plus flexible. D’autres défis pourraient se concentrer sur la conception du modèle économique, la prise en charge de DeFi et un problème vieux d’un siècle : dans les domaines non financiers et du stockage, quelle forme devrait prendre le Web3 ?

Le Web3 ne doit pas s'arrêter au récit

Le mot qui apparaît le plus fréquemment dans le monde du Web3 doit être « narratif », et nous avons même pris l'habitude d'utiliser des perspectives narratives pour mesurer la valeur de la plupart des tokens. Cela vient naturellement du dilemme selon lequel la plupart des projets Web3 ont une grande vision mais sont très embarrassants à utiliser. En comparaison, Arweave dispose déjà de nombreuses applications entièrement implémentées, et elles ciblent toutes une expérience de niveau Web2. Par exemple, Mirror et ArDrive. Si vous avez utilisé ces projets, il sera difficile de sentir la différence avec les applications traditionnelles. Cependant, Arweave a encore de grandes limites en matière de capture de valeur en tant que chaîne publique de stockage, et le calcul pourrait être la seule voie à suivre. Surtout dans le monde extérieur d'aujourd'hui, l'IA est devenue une tendance générale, et il existe encore de nombreux obstacles naturels à l'intégration du Web3 à ce stade. Nous en avons également parlé dans des articles précédents. Désormais, l'AO d'Arweave utilise une architecture de solution modulaire non Ethereum, offrant à Web3 x AI une bonne nouvelle infrastructure. De la Bibliothèque d’Alexandrie aux ordinateurs super-parallèles, Arweave suit un paradigme qui lui est propre.

Article de référence

1. Démarrage rapide AO : Introduction aux ordinateurs super parallèles : Démarrage rapide - Introduction aux ordinateurs super parallèles-088ebe90e12f
2. Record d'événements X Space | AO est-il le tueur d'Ethereum ? Comment va-t-il promouvoir le nouveau récit de la blockchain ? ：Activity Record-ao-Est-ce un tueur d'Ethereum-Comment va-t-il promouvoir le nouveau récit de blockchain-bea5a22d462c
3. Livre blanc du PCI :
4. Livre de recettes AO：_ao.arweave.dev/concepts/tour.html
5. AO - Un ordinateur super-parallèle que vous ne pouvez pas imaginer : un ordinateur super-parallèle que vous ne pouvez pas imaginer - 1949f5ef038f
6. Analyser les raisons du déclin de l'ICP sous plusieurs angles : technologie unique et écosystème mince :