Dans l'écosystème blockchain d'aujourd'hui, la demande d'évolutivité et de performance élevée devient de plus en plus urgente. Ethereum, en tant que plateforme principale pour les applications décentralisées (dApps), a dû faire face à de nombreux défis concernant la vitesse de traitement des transactions et les frais de gaz.
Des solutions comme Layer 2 (L2) et les Appchains ont été développées pour alléger la charge sur la chaîne principale, mais un problème fondamental demeure : l'exécution des transactions est souvent limitée par l'approche séquentielle traditionnelle. C'est là qu'Altius entre en jeu, apportant une approche révolutionnaire avec l'Executor Grid, promettant de changer la façon dont les transactions sont traitées dans la blockchain.
Dans ce blog, nous explorerons la différence entre le mempool traditionnel et l'Executor Grid d'Altius, en nous concentrant sur les aspects techniques. Nous utiliserons des exemples hypothétiques pour illustrer le fonctionnement d'Altius, fournirons un tableau comparatif pour clarifier les avantages et les inconvénients, et citerons des sources de référence pour garantir l'exactitude.
Découvrons comment Altius transforme la blockchain d'une file d'attente monoflux à un système de traitement parallèle puissant, de manière similaire à la façon dont les GPU fonctionnent dans le calcul moderne.
Qu'est-ce que le Mempool ? Approche traditionnelle dans la blockchain
Définition du Mempool
Le mempool (memory pool) est un concept familier dans des blockchains comme Bitcoin et Ethereum. C'est l'endroit où les transactions (transactions) non confirmées attendent d'être intégrées dans un bloc (block) par les nœuds (nodes). Le mempool fonctionne comme une file d'attente, où les transactions sont mises en file d'attente et traitées dans l'ordre - généralement basé sur le montant des frais de gaz que l'utilisateur est prêt à payer.
Comment fonctionne le Mempool
Collecte des transactions : Lorsque les utilisateurs envoient une transaction (par exemple, transférer de l'ETH ou appeler un contrat intelligent), cette transaction est diffusée sur le réseau P2P et stockée dans le mempool des nœuds.
Priorisation par les frais : Les mineurs ou validateurs choisissent les transactions du mempool en fonction des frais de gaz, privilégiant celles avec des frais plus élevés.
Traitement séquentiel : Une fois sélectionnées, les transactions sont exécutées successivement par la machine virtuelle Ethereum (EVM) ou un mécanisme d'exécution similaire, mettant à jour l'état de la blockchain.
Limites du Mempool
Traitement linéaire : Chaque transaction doit être entièrement exécutée avant que la transaction suivante puisse commencer. C'est comme un seul caissier servant des centaines de clients - la vitesse est limitée par la capacité du "caissier".
Congestion : Lorsque le réseau est occupé (par exemple, lors de mint NFT ou d'événements DeFi majeurs), le mempool peut contenir des dizaines de milliers de transactions, entraînant une latence élevée et une forte augmentation des frais de gaz.
Ressources non optimisées : Même avec de nombreuses ressources de calcul (CPU, RAM), les blockchains traditionnelles ne peuvent pas les exploiter efficacement en raison de l'approche séquentielle.
Exemple hypothétique : Supposons qu'Ethereum traite une série de mint NFT avec 10 000 transactions dans le mempool. Chaque transaction prend 0,01 seconde à exécuter. Avec une approche séquentielle, le temps total de traitement est :
10 000 × 0,01 = 100 secondes (~1,67 minute).
Pendant ce temps, les utilisateurs doivent attendre ou payer des frais de gaz plus élevés pour être prioritaires, ce qui augmente les coûts et diminue l'expérience utilisateur.
Executor Grid d'Altius : Exécution parallèle comme un GPU
Qu'est-ce que l'Executor Grid ?
L'Executor Grid est un élément clé d'Altius, conçu pour remplacer l'approche séquentielle du mempool par un système d'exécution parallèle. Au lieu de faire la queue des transactions dans une file d'attente simple, l'Executor Grid les divise et les traite simultanément, tirant le meilleur parti des ressources de calcul. Cela ressemble à la façon dont un GPU (Graphics Processing Unit) traite des milliers de tâches graphiques simultanément, au lieu de séquentiellement comme un CPU traditionnel.
Comment fonctionne l'Executor Grid
Analyse des transactions : Les transactions dans le mempool sont analysées pour déterminer celles qui ne sont pas en conflit entre elles (par exemple, ne mettant pas à jour la même variable d'état).
Exécution parallèle : L'Executor Grid attribue ces transactions à plusieurs "exécuteurs", chaque exécuteur fonctionnant sur un flux de calcul distinct.
Synchronisation : Après l'exécution, les résultats des exécuteurs sont compilés pour garantir que l'état final de la blockchain est cohérent et précis.
Compatibilité avec l'EVM : L'Executor Grid fonctionne comme une couche d'optimisation sur l'EVM, ne nécessitant pas de modification du code des contrats intelligents existants.
Avantages de l'Executor Grid
Augmenter le throughput : En traitant plusieurs transactions en même temps, l'Executor Grid augmente le nombre de transactions par seconde (TPS) que la blockchain peut traiter.
Réduire la latence : Les utilisateurs n'ont pas à attendre longtemps dans la file d'attente, améliorant l'expérience.
Optimisation des ressources : Tirer parti de la puissance du matériel moderne (comme les CPU multicœurs ou GPU) pour traiter les transactions de manière plus efficace.
Exemple hypothétique : Revenons à la situation de mint NFT avec 10 000 transactions. Supposons que l'Executor Grid puisse les diviser en 100 groupes, chaque groupe comprenant 100 transactions, et les traiter simultanément sur 100 exécuteurs. Si chaque transaction prend toujours 0,01 seconde :
Temps de traitement pour chaque groupe : 100 × 0,01 = 1 seconde.
Comme 100 groupes sont traités en parallèle, le temps total n'est que de 1 seconde, au lieu de 100 secondes comme le mempool traditionnel.
Résultat : accélération 100 fois dans des conditions idéales.
Comparaison technique : Mempool vs. Executor Grid
Pour mieux comprendre la différence entre le mempool et l'Executor Grid, examinons des aspects techniques spécifiques :
Architecture
Mempool : Une file d'attente simple, stockant les transactions sous forme de liste d'attente. Les nœuds choisissent les transactions en fonction des frais et les exécutent séquentiellement.
Executor Grid : Un système distribué avec plusieurs exécuteurs, fonctionnant comme une grille de calcul. Les transactions sont réparties en fonction d'un algorithme d'optimisation pour éviter les conflits.
Gestion des conflits
Mempool : Pas besoin de gérer les conflits car les transactions sont exécutées successivement dans l'ordre déterminé par le mécanisme de consensus.
Executor Grid : Nécessite un mécanisme de détection et de résolution des conflits, par exemple lorsque deux transactions mettent à jour une adresse ou un état simultanément. Altius peut utiliser des techniques comme le graphe de dépendance pour déterminer quelles transactions peuvent s'exécuter en parallèle.
Performance
Mempool : La performance est limitée par la vitesse d'un seul flux d'exécution. Le TPS maximum dépend du matériel et du logiciel client (comme Geth).
Executor Grid : La performance est proportionnelle au nombre d'exécuteurs. Par exemple, avec 10 exécuteurs, le TPS peut augmenter de 10 fois (dans des conditions sans grands conflits).
Complexité
Mempool : Simple, facile à déployer, mais pas optimisé pour de gros volumes de transactions.
Executor Grid : Plus complexe, nécessite des algorithmes intelligents et plus de ressources de calcul, mais offre des performances supérieures.
Exemple d'application réelle
Imaginez un échange décentralisé (DEX) sur Ethereum organisant un événement de liquidité avec 50 000 transactions en 5 minutes (environ 167 TPS). Nous allons comparer comment le mempool et l'Executor Grid traitent cette situation.
Avec le mempool traditionnel
Vitesse d'exécution : Supposons que l'EVM traite 50 TPS (un chiffre réaliste sur le mainnet Ethereum).
Temps de traitement : 50 000 transactions ÷ 50 TPS = 1000 secondes (~16,7 minutes).
Résultat : De nombreuses transactions sont bloquées dans le mempool, les frais de gaz montent en flèche (pouvant atteindre 200-300 gwei), et les utilisateurs rencontrent des délais significatifs.
Avec l'Executor Grid d'Altius
Vitesse d'exécution : Supposons que l'Executor Grid déploie 20 exécuteurs, chaque exécuteur traitant 50 TPS. Au total : 20 × 50 = 1000 TPS.
Temps de traitement : 50 000 transactions ÷ 1000 TPS = 50 secondes.
Résultat : Les transactions sont traitées presque instantanément, les frais de gaz sont plus stables en raison de l'absence de congestion, et l'expérience utilisateur s'améliore considérablement.
Analyse
L'Executor Grid n'accélère pas seulement la vitesse mais réduit également la pression sur le réseau, permettant aux applications DeFi de fonctionner plus efficacement dans des situations de forte charge.
Tableau comparatif : Mempool vs. Executor Grid
Pourquoi l'Executor Grid est-il important pour Ethereum, L2 et les Appchains ?
Pour Ethereum
Le mainnet Ethereum est limité par un faible throughput (~15-30 TPS) en raison de l'exécution séquentielle dans le mempool et l'EVM. L'Executor Grid d'Altius peut être intégré comme une couche d'optimisation, augmentant le TPS sans nécessiter de changement de protocole de base, aidant Ethereum à rivaliser avec des blockchains à haute performance comme Solana ou Aptos.
Pour Layer 2 (L2)
Les solutions L2 comme les rollups (Optimistic, zk-Rollups) ont allégé la charge sur Ethereum en traitant les transactions hors chaîne, mais l'exécution reste un goulot d'étranglement. L'Executor Grid ajoute des capacités parallèles, augmentant le throughput de L2 plusieurs fois, par exemple de 500 TPS à 5000 TPS.
Pour les Appchains
Les appchains sont des blockchains spécialisées pour des applications spécifiques (comme dYdX). Cependant, construire une couche d'exécution efficace depuis le début est très coûteux. L'Executor Grid offre une solution "plug-and-play", permettant aux appchains d'atteindre des performances élevées sans développement complexe.
Défis techniques et solutions
Défis
Conflit de transaction : Si deux transactions mettent à jour un même état (par exemple, le solde d'une adresse), la parallélisation peut causer des erreurs.
Synchronisation : La compilation des résultats de plusieurs exécuteurs exige un mécanisme de synchronisation rapide et précis.
Coût matériel : L'exécution parallèle nécessite plus de ressources de calcul que le mempool.
Solutions
Graphe de dépendance : Altius peut construire un graphe de dépendance pour déterminer quelles transactions sont sûres à exécuter en parallèle.
Exécution atomique : Assurer que les groupes de transactions sont exécutés comme une unité atomique, évitant les conflits.
Optimisation matérielle : Utiliser des GPU ou des clusters de serveurs distribués pour réduire les coûts et augmenter la performance.
Conclusion
L'Executor Grid d'Altius représente une avancée majeure dans la résolution du goulot d'étranglement d'exécution dans la blockchain. En remplaçant le mempool séquentiel par un puissant système de traitement parallèle, Altius augmente non seulement le throughput et réduit la latence, mais ouvre également la voie à Ethereum, L2 et aux Appchains dans les applications à forte charge comme DeFi, NFT et GameFi. Avec la compatibilité EVM et une intégration facile, Altius promet de devenir un outil indispensable dans l'écosystème Web3.
Imaginez la blockchain comme un superordinateur : le mempool est le CPU monoflux des années 90, tandis que l'Executor Grid est le GPU multicœurs moderne qui propulse la blockchain dans une nouvelle ère de performance et d'évolutivité.
