Від зберігання минулого до розрахунку майбутнього: гіперпаралельний комп’ютер AO

Автор: дослідник YBB Capital Зік

Передмова

Дві мейнстрімні конструкції архітектури блокчейнів, які зараз розрізняє Web3, неминуче спричинили деяку естетичну втому.Незалежно від того, чи це нестримний модульний публічний ланцюг, чи новий L1, який завжди наголошує на продуктивності, але не відображає переваг у продуктивності, можна сказати, що його екологічність... . Це копія або невелике вдосконалення екосистеми Ethereum. Надзвичайно однорідний досвід вже змусив користувачів втратити відчуття свіжості. Останній протокол AO, запропонований Arweave, привертає увагу, він забезпечує надвисоку продуктивність обчислень у загальнодоступному ланцюзі зберігання даних і навіть забезпечує квазі-Web2. Здається, це дуже відрізняється від методів розширення та архітектурного дизайну, з якими ми зараз знайомі.То що ж таке AO? Звідки береться логіка підтримки його продуктивності?

Як розуміти АО

Назва AO походить від абревіатури Actor Oriented, парадигми програмування в моделі паралельних обчислень Actor Model. Його загальна ідея дизайну походить від розширення Smart Weave, а також відповідає передаванню повідомлень як основної концепції Actor Model. Простіше кажучи, ми можемо розуміти AO як «гіперпаралельний комп’ютер», що працює в мережі Arweave через модульну архітектуру. З точки зору плану впровадження, AO насправді не є модульним рівнем виконання, який ми зазвичай бачимо сьогодні, а комунікаційним протоколом, який стандартизує передачу повідомлень і обробку даних. Основна мета протоколу полягає в тому, щоб реалізувати співпрацю різних «ролей» у мережі за допомогою передачі інформації, таким чином досягаючи обчислювального рівня, продуктивність якого можна нескінченно накладати, що зрештою дозволяє Arweave, «гігантському жорсткому диску», мати центральний повноваження в децентралізованому довірчому середовищі Швидкість на рівні хмари, масштабована обчислювальна потужність і масштабованість.

Архітектура AO

Концепція AO, здається, дещо схожа на сегментацію та рекомбінацію "основного часу", запропоновану Гевіном Вудом на минулорічній конференції Polkadot Decoded. Обидва вони досягають так званого "високопродуктивного світу" за допомогою планування та координації обчислень. ресурси. комп’ютер». Але по суті між ними є деякі відмінності. Екзотичне планування — це деконструкція та реорганізація ресурсів блокового простору ланцюга реле. Воно не змінило архітектури Polkadot. Хоча обчислювальна продуктивність перевищила продуктивність плагіна. ліміт одного парачейну в моделі слота все ще обмежений максимальною кількістю неактивних ядер Polkadot. Теоретично AO може забезпечити майже необмежену обчислювальну потужність (у реальних ситуаціях це має залежати від рівня мережевих стимулів) і вищий ступінь свободи завдяки горизонтальному розширенню вузлів. Архітектурно AO стандартизує методи обробки даних і вирази повідомлень. , і завершує сортування, планування та обчислення інформації через три мережеві одиниці (підмережі). Його метод стандартизації та функції різних блоків можна узагальнити як наступні моменти згідно з офіційним аналізом даних:

• Процес: процес можна розглядати як набір інструкцій виконання в AO. Коли процес ініціалізовано, він може визначити потрібне обчислювальне середовище, включаючи віртуальні машини, планувальники, вимоги до пам’яті та необхідні розширення. Ці процеси підтримують «голографічний» стан (кожні дані процесу можуть незалежно зберігатися в журналі повідомлень Arweave. Голографічний стан буде детально описано в розділі «Проблеми, які можна перевірити» нижче). Голографічний стан означає, що процес може працювати незалежно, а виконання є динамічним і може виконуватися відповідними обчислювальними блоками. Окрім отримання повідомлень із гаманців користувачів, процеси також можуть пересилати повідомлення від інших процесів через блок обміну повідомленнями;

• Повідомлення: кожна взаємодія між користувачем (чи іншим процесом) і процесом представлена повідомленням. Повідомлення має відповідати власним елементам даних ANS-104 Arweave, щоб підтримувати узгоджену рідну структуру та сприяти зберіганню інформації Arweave. З більш зрозумілої точки зору, повідомлення дещо схоже на ідентифікатор транзакції (TX ID) у традиційному блокчейні, але вони не зовсім однакові;

• Повідомляючий блок (MU): MU передає повідомлення за допомогою процесу, який називається «запуск», і відповідає за доставку повідомлень у системі для забезпечення безперебійної взаємодії. Після того, як повідомлення надіслано, MU направляє його до відповідного пункту призначення (SU) у мережі, координуючи взаємодію та рекурсивно обробляючи будь-які вихідні повідомлення. Цей процес триває, доки не буде оброблено всі повідомлення. На додаток до ретрансляції повідомлень, MU надає різноманітні функції, включаючи керування підписками на процеси та обробку запланованих взаємодій cron;
• Блок планувальника (SU): коли отримано повідомлення, SU ініціює серію ключових операцій для підтримки безперервності та цілісності процесу. Після отримання повідомлення SU призначає унікальний приріст nonce, щоб забезпечити впорядкування відносно інших повідомлень у тому самому процесі. Цей процес розподілу формалізовано за допомогою криптографічних підписів, що гарантує автентичність і цілісність послідовності. Щоб ще більше підвищити надійність процесу, SU завантажує призначення підписів і повідомлення на рівень даних Arweave. Це забезпечує доступність і незмінність повідомлень і запобігає фальсифікації або втраті даних;
• Обчислювальний блок (CU): CU конкурує один з одним на ринку однорангових обчислень, щоб завершити обслуговування користувачів і SU, які визначають статус обчислювального процесу. Після завершення обчислення стану CU повертає абоненту підписаний сертифікат із конкретним результатом повідомлення. Крім того, CU також може генерувати та публікувати сертифікати статусу підпису, які можуть завантажувати інші вузли, звичайно, це також вимагає сплати певного відсотка зборів.

Операційна система AOS

AOS можна розглядати як операційну систему або термінальний інструмент у протоколі AO, який можна використовувати для завантаження, запуску та керування потоками. Він забезпечує середовище, в якому розробники можуть розробляти, розгортати та запускати програми. На AOS розробники можуть використовувати протокол AO для розробки та розгортання програм і взаємодії з мережею AO.

Виконати логіку

Actor Model відстоює філософський погляд під назвою «все є актором». Усі компоненти та сутності в цій моделі можна розглядати як «акторів». Кожен актор має власний стан, поведінку та поштову скриньку. Вони спілкуються та співпрацюють через асинхронний зв’язок, що дозволяє всій системі працювати розподілено, а також організовувати та працювати в одночасним способом. Те саме стосується операційної логіки мережі AO. Компоненти та навіть користувачі можуть бути абстраговані як «актори» та спілкуватися один з одним через рівень передачі повідомлень, щоб процеси були пов’язані один з одним. Розподілена робоча система, яка може обчислюватися паралельно і не має спільного стану, переплітається.

Нижче наведено короткий опис кроків у блок-схемі передачі інформації:

1. Ініціювання повідомлення:

• Користувачі або процеси створюють повідомлення для надсилання запитів іншим процесам. *MU (Messenger Unit) отримує повідомлення та надсилає його іншим службам за допомогою запиту POST.

• Обробка та пересилання повідомлень: *MU обробляє запити POST і пересилає повідомлення до SU (блоку планування). *SU взаємодіє зі сховищем або рівнем даних Arweave для зберігання повідомлень.

• Отримати результати на основі ідентифікатора повідомлення:

• CU (Compute) отримує запит GET, отримує результати на основі ідентифікатора повідомлення та оцінює статус повідомлення в процесі. Він може повертати результати на основі одного ідентифікатора повідомлення.

• Отримати інформацію: *SU отримує запит GET і отримує інформацію про повідомлення на основі заданого діапазону часу та ідентифікатора процесу.

• Вихідні повідомлення Push:

• Останнім кроком є надсилання всіх вихідних повідомлень.
• Цей крок передбачає перевірку повідомлення та створення в об’єкті результату.
• Залежно від результатів цієї перевірки, кроки 2, 3 і 4 можна повторити для кожного відповідного повідомлення або збірки.

Що змінилося в AO? "1"

Відмінності від звичайних мереж:

1. Можливості паралельної обробки: на відміну від таких мереж, як Ethereum, де базовий рівень і кожен Rollup фактично працюють як єдиний процес, AO підтримує будь-яку кількість процесів, що виконуються паралельно, гарантуючи, що перевіреність обчислень залишається незмінною. Крім того, ці мережі працюють у глобально синхронізованому стані, тоді як процеси AO зберігають власний незалежний стан. Ця незалежність дозволяє процесу AO обробляти більшу кількість взаємодій і обчислювальну масштабованість, що робить його особливо придатним для програм, які вимагають високої продуктивності та надійності;
2. Верифікована відтворюваність: Хоча деякі децентралізовані мережі, такі як Akash і однорангова система Urbit, дійсно забезпечують великомасштабну обчислювальну потужність, на відміну від AO, вони не забезпечують перевірену відтворюваність взаємодій або покладаються на непостійне зберігання. рішення для збереження журналів взаємодії.

Відмінності між мережею вузлів AO та традиційними обчислювальними середовищами:

• Сумісність: AO підтримує різні форми потоків, заснованих на WASM або EVM, і може бути підключений до AO за допомогою певних технічних засобів.
• Проекти спільного створення контенту: AO також підтримує проекти спільного створення контенту. Ви можете публікувати атомарні NFT на AO, завантажувати дані та поєднувати їх з UDL для створення NFT на AO.
• Компонування даних: NFT на AR та AO може досягти компонування даних, дозволяючи спільно використовувати статтю чи вміст і відображати їх на кількох платформах, зберігаючи узгодженість і оригінальні атрибути джерела даних. Коли вміст оновлюється, мережа AO може транслювати ці статуси оновлення на всі відповідні платформи, щоб забезпечити синхронізацію вмісту та розповсюдження останнього статусу.
• Відгук про цінність і право власності: творці контенту можуть продавати свої роботи як NFT і передавати інформацію про власність через мережу AO, щоб отримати зворотний зв’язок щодо цінності вмісту.

Підтримка проекту:

1. Створено на основі Arweave: AO використовує функції Arweave для усунення вразливостей, пов’язаних із централізованими постачальниками, таких як окремі точки збою, витік даних і цензура. Обчислення на AO є прозорими та перевіреними за допомогою децентралізованих функцій мінімізації довіри та відтворюваних журналів повідомлень, що зберігаються в Arweave;
2. Децентралізована основа: децентралізована основа AO допомагає подолати обмеження масштабованості, накладені фізичною інфраструктурою. Кожен може легко створити процес AO зі свого терміналу, не потребуючи спеціальних знань, інструментів чи інфраструктури, гарантуючи, що навіть окремі особи та невеликі організації можуть мати глобальне охоплення та участь.

Перевірні питання AO

Після того, як ми розуміємо структуру та логіку AO, зазвичай виникає загальна проблема. Здається, що AO не має глобальних характеристик традиційних децентралізованих протоколів або ланцюжків. Чи може він досягти верифікованості та децентралізації, просто завантажуючи деякі дані в Arweave? ? Власне, це таємниця дизайну АО. Сама AO є реалізацією поза ланцюгом і не вирішує питання перевіряємості чи зміни консенсусу. Ідея команди AR полягає в тому, щоб розділити функції AO та Arweave, а потім об’єднати їх у модульний спосіб. AO лише виконує зв’язок та обчислення, а Arweave лише забезпечує зберігання та перевірку. Відносини між ними більше схожі на відображення. AO потрібно лише переконатися, що журнал взаємодії зберігається в Arweave, а його стан можна проектувати в Arweave для створення голограми. Ця голографічна проекція стану забезпечує узгодженість і надійність результату, коли розрахунок стан.пол., визначеність. Крім того, процес AO може бути зворотно запущений для виконання певних операцій через журнал повідомлень на Arweave (він може виходити з режиму сну відповідно до заданих умов і розкладів і виконувати відповідні динамічні операції).

Відповідно до того, що поділилися Hill і Outprog, якщо логіка перевірки є простішою, то AO можна уявити як структуру обчислення запису на основі суперпаралельного індексатора. Ми всі знаємо, що індексатор написів біткойнів потребує отримання інформації JSON із написів, щоб перевірити написи, записати інформацію про баланс у базу даних поза мережею та завершити перевірку за допомогою набору правил індексації. Незважаючи на те, що індексатор перевіряється поза ланцюгом, користувачі можуть перевірити напис, змінивши кілька індексаторів або запустивши індекс самостійно, тому немає необхідності турбуватися про те, що індексатор зробить зло. Ми згадували вище, що такі дані, як сортування повідомлень і голографічний статус процесу, завантажуються в Arweave. Тоді вони повинні базуватися лише на парадигмі SCP (парадигма консенсусу зберігання. Тут можна просто зрозуміти, що SCP є індексатором правил індексації в ланцюжку. Крім того, варто зазначити, що SCP з'явився набагато раніше, ніж індексатор), і кожен може відновити AO або будь-який потік на AO через голографічні дані на Arweave. Користувачам не потрібно запускати весь вузол, щоб перевірити надійний статус.Як і змінюючи індекс, користувачам потрібно лише робити запити до одного або кількох вузлів CU через SU. Arweave має високу ємність для зберігання та низьку вартість, тому за цією логікою розробники AO можуть реалізувати суперкомп’ютерний рівень, який значно перевищує функції написів Bitcoin.

AO та ICP

Давайте використаємо кілька ключових слів, щоб підсумувати характеристики AO: гігантський власний жорсткий диск, необмежений паралелізм, необмежені обчислення, загальна модульна архітектура та процеси голографічного стану. Все це звучить дуже добре, але друзі, які знайомі з різними публічними ланцюжковими проектами в блокчейні, можуть виявити, що AO особливо схожий на проект «Death-level», який колись був популярним «Internet Computer» ICP.

Колись ICP називали останнім проектом королівського рівня в світі блокчейнів, і його дуже схвалювали провідні інституції. Він також досяг FDV у 200 мільярдів доларів США за 21 рік божевільних биків. Але коли хвиля відступила, вартість токена ICP також різко впала. До ведмежого ринку 2023 року вартість токенів ICP впала майже в 260 разів порівняно з історичним максимумом. Однак, якщо не брати до уваги продуктивність ціни токена, навіть якщо ICP буде переглянуто на даний момент, його технічні характеристики все ще мають багато унікальних особливостей. Багато з дивовижних переваг і особливостей AO сьогодні також були в ICP того часу. То чи AO зазнає невдачі, як ICP? Давайте спочатку зрозуміємо, чому вони такі схожі. ICP і AO розроблені на основі моделі актора та зосереджені на локальних блокчейнах, тому характеристики обох мають багато подібності. Блокчейн підмережі ICP утворений низкою високопродуктивних апаратних пристроїв (вузлових машин), які належать і контролюються незалежно, і які запускають комп’ютерний Інтернет-протокол (ICP). Інтернет-комп’ютерний протокол реалізується кількома програмними компонентами, які як пакет є копіями, оскільки вони відтворюють стан і обчислення на всіх вузлах блокчейну підмережі.

Архітектуру реплікації ICP можна розділити на чотири рівні зверху вниз:

Рівень однорангової мережі (P2P): використовується для збору та рекламування повідомлень від користувачів, інших вузлів у їхній підмережі блокчейн та інших підмережах блокчейн. Повідомлення, отримані одноранговим рівнем, реплікуються на всі вузли підмережі для забезпечення безпеки, надійності та відмовостійкості;

Рівень консенсусу: вибирає та впорядковує повідомлення, отримані від користувачів і різних підмереж, для створення блоків блокчейну, які можна нотаріально завірити та завершити за допомогою візантійського відмовостійкого консенсусу, який формує блокчейн, що розвивається. Ці завершені фрагменти передаються на рівень маршрутизації повідомлень;

Рівень маршрутизації повідомлень: використовується для маршрутизації повідомлень, створених користувачем і системою, між підмережами, керування чергами введення та виведення Dapp і планування виконання повідомлень;

Рівень середовища виконання: обчислює детерміновані обчислення, пов’язані з виконанням смарт-контрактів шляхом обробки повідомлень, отриманих із рівня маршрутизації повідомлень.

Блокчейн підмережі

Так звана підмережа — це набір взаємодіючих реплік, які запускають окремі екземпляри механізму консенсусу, щоб створити власний блокчейн, на якому може працювати набір «контейнерів». Кожна підмережа може спілкуватися з іншими підмережами та контролюється кореневою підмережею, яка використовує криптографію ланцюгового ключа для делегування своїх дозволів окремим підмережам. ICP використовує підмережі для необмеженого розширення. Проблема традиційних блокчейнів (і окремих підмереж) полягає в тому, що вони обмежені обчислювальною потужністю машини з одним вузлом, оскільки кожен вузол повинен запускати все, що відбувається в блокчейні, щоб брати участь в алгоритмі консенсусу. Паралельна робота кількох незалежних підмереж дозволяє ICP подолати цей бар’єр однієї машини.

Чому не вдалося

Як згадувалося вище, метою, якої хоче досягти архітектура ICP, є просто децентралізований хмарний сервер. Кілька років тому ця ідея була такою ж шокуючою, як і AO, але чому вона провалилася? Простіше кажучи, це означає, що якщо ви не досягнете успіху на високому рівні, ви не зупинитесь на низькому. Ви не знайшли хорошого балансу між Web3 і своїми власними ідеями, що зрештою призводить до незручності ситуація, коли проект не є ані Web3, ані таким простим у використанні, як централізована хмара. Підсумовуючи, є три проблеми. По-перше, програмна система ICP Canister, згаданий вище «контейнер», насправді дещо схожа на AOS і процеси в AO, але вони не однакові. Програми ICP реалізовані шляхом інкапсуляції Canister і невидимі для зовнішнього світу. Їм потрібен доступ до даних через спеціальні інтерфейси. Асинхронний зв’язок дуже недружній до контрактних викликів у протоколах DeFi, тому в DeFi Summer ICP не зафіксував відповідну фінансову цінність.

Другий момент полягає в тому, що вимоги до апаратного забезпечення надзвичайно високі, в результаті чого проект не децентралізований. На зображенні нижче наведено діаграму мінімальної конфігурації апаратного забезпечення вузла, надану ICP на той час. Навіть зараз вона дуже перебільшена, значно перевищуючи Solana конфігурація, і навіть вимоги до сховища вищі, ніж вимоги до сховища.

Третій момент – відсутність екології, навіть зараз ICP залишається дуже продуктивним публічним мережем. Якщо немає програм DeFi, що з іншими програмами? На жаль, ICP не створював програму-вбивцю з моменту свого заснування. Його екосистема не захопила ані користувачів Web2, ані Web3. Зрештою, з такою невеликою децентралізацією, чому б просто не використовувати багаті та зрілі централізовані програми? Але, зрештою, беззаперечно, що технологія ICP все ще є першокласною, а її переваги зворотного газу, високої сумісності та необмеженого розширення все ще необхідні для залучення наступного мільярда користувачів.За поточної хвилі AI, якщо ICP може бути може бути можливим перевернути, використовуючи власні структурні переваги.

Отже, повернемося до запитання вище, чи буде AO невдало, як ICP? Я особисто вважаю, що AO не повторюватиме тих самих помилок. Останні два моменти, які призвели до збою ICP, не є проблемою для AO. Arweave вже має хорошу екологічну основу. Голографічна проекція стану також вирішує проблему централізації. З точки зору сумісності, AO також більш гнучкий. Більше проблем може зосередитися на розробці економічної моделі, підтримці DeFi та столітній проблемі: у нефінансовій сфері та сфері зберігання, яку форму має мати Web3?

Web3 не повинен зупинятися на розповіді

Слово, яке найчастіше зустрічається у світі Web3, має бути «розповідь», і ми навіть звикли використовувати наративні перспективи для вимірювання вартості більшості токенів. Це, природно, випливає з дилеми, що більшість проектів Web3 мають чудове бачення, але їх дуже соромно використовувати. Для порівняння, Arweave вже має багато повністю реалізованих програм, і всі вони орієнтовані на рівень Web2. Наприклад, Mirror і ArDrive.Якщо ви користувалися цими проектами, то відчути різницю від традиційних програм буде складно. Однак Arweave все ще має значні обмеження щодо збору вартості як публічного ланцюга зберігання, і обчислення може бути єдиним шляхом. Особливо в сучасному зовнішньому світі штучний інтелект став загальною тенденцією.На цьому етапі все ще існує багато природних перешкод для інтеграції Web3, про які ми також говорили в минулих статтях. Тепер AO від Arweave використовує модульну архітектуру рішення, відмінну від Ethereum, що дає Web3 x AI хорошу нову інфраструктуру. Від Олександрійської бібліотеки до суперпаралельних комп’ютерів Arweave дотримується власної парадигми.

Довідкова стаття

1. AO Quick Start: Introduction to Super Parallel Computers: Quick Start - Introduction to Super Parallel Computers-088ebe90e12f
2. Запис подій X Space Чи є AO вбивцею Ethereum? Як він просуватиме новий наратив блокчейну? ：Запис активності-ao-Чи це вбивця Ethereum-Як він просуватиме нову історію блокчейну-bea5a22d462c
3. Біла книга ICP:
4. AO CookBook:_ao.arweave.dev/concepts/tour.html
5. AO - суперпаралельний комп'ютер, який ви не можете собі уявити: суперпаралельний комп'ютер, який ви не можете собі уявити - 1949f5ef038f
6. Проаналізуйте причини зниження ICP з різних точок зору: унікальна технологія та тонка екосистема: