EVM：以太坊的核心組件

EVM是以太坊的核心，負責運行智能合約和處理交易。作爲一個計算引擎，EVM提供了計算和存儲的抽象，類似於Java虛擬機（JVM）規範。EVM執行自己的字節碼指令集，這些指令集通常由Solidity編譯而成。

EVM是一個準圖靈完備的狀態機。"準"是因爲所有執行步驟都會消耗有限的資源Gas，避免了可能的死循環導致整個以太坊平台停止的情況。

EVM沒有調度功能，以太坊的執行模塊從區塊中取出交易，EVM負責依次執行。執行過程中會修改最新的世界狀態，一筆交易執行完成後進行狀態累加，到達區塊完成後的最新世界狀態。下一區塊的執行嚴格依賴上一個區塊執行後的世界狀態，所以以太坊的交易線性執行過程難以進行並行執行優化。

從這個意義上說，以太坊協議約定交易按照順序執行。雖然順序執行確保了交易和智能合約能夠以確定性順序執行，保障了安全性，但在面臨高負載的情況下，可能會導致網路擁堵和延遲，這也是以太坊存在性能瓶頸，需要Layer2 Rollup擴容的原因。

高性能Layer1的並行之道

大多數高性能Layer1都基於以太坊不能並行處理的缺陷設計自己的優化方案，主要聚焦在虛擬機和並行執行兩個方面。

虛擬機

EVM設計成一臺256位的虛擬機，目的是爲了更易於處理以太坊的哈希算法。然而，實際運行EVM的計算機需要把256位的字節映射到本地架構來執行智能合約，從而使得整個系統變得非常低效。因此從虛擬機的選擇上，高性能Layer1更多採用基於WASM、eBPF字節碼或Move字節碼的虛擬機，而非EVM。

WASM是一種體積小、加載快、可移植且基於沙盒安全機制的字節碼格式。開發人員可以使用多種編程語言編寫智能合約，然後編譯成WASM字節碼並執行。WASM已經被許多區塊鏈項目接納爲標準，包括EOS、Dfinity、Polkadot等。

eBPF源自BPF（Berkeley Packet Filter），提供更豐富的指令集，允許在不改動源碼的情況下對操作系統內核進行動態幹預和修改其行爲。Solana上執行的智能合約都會編譯成SBF（基於eBPF）字節碼並在其區塊鏈網路上運行。

Move是Diem設計的一種新的智能合約編程語言，注重靈活性、安全性和可驗證性。Move語言旨在解決資產和交易中的安全性問題，使得資產和交易能夠被嚴格定義和控制。Aptos和Sui都採用了Move語言的變體來編寫智能合約。

並行執行

區塊鏈中的並行執行意味着同時處理不相關的交易。實現並行執行的主要挑戰是確定哪些交易是不相關的，哪些是獨立的。大多數高性能Layer1依賴於兩種方法：狀態訪問方法和樂觀並行模型。

狀態訪問方法需要預先知道每個交易可以訪問區塊鏈狀態的哪一部分，從而分析出哪些交易是獨立的。Solana和Sui採用了這種方法。

樂觀並行模型假設所有交易都是獨立的，只是回顧性地驗證這一假設並在必要時進行調整。Aptos採用了這種方法，使用Block-STM（區塊軟件事務內存）來應用樂觀並行執行。

並行EVM

並行EVM（Parallel EVM）旨在改進現有EVM性能和效率。目前，可以定義爲並行EVM的主要有三類：

1. 沒有採用並行執行技術的EVM兼容Layer1的並行執行升級，如BSC和Polygon。

2. 採用了並行執行技術的EVM兼容Layer1，如Monand、Sei V2和Artela。

3. 採用了並行執行技術的非EVM兼容Layer1的EVM兼容方案，如Solana Neon。

Monad是一個採用PoS機制的兼容EVM的高性能Layer1，使用樂觀並行模型來實現區塊內交易的並行執行。

Sei V2是Sei網路的大範圍升級，旨在成爲第一個完全並行的EVM。與Monad一樣，Sei V2將使用樂觀並行化。

Artela推出的EVM++代表着高擴展性+高性能的並行EVM，分爲兩個階段實現，第一階段將圍繞並行執行進行設計。

Solana Neon是Neon Labs開發的解決方案，用於在Solana之上執行EVM交易。Neon EVM實際上是Solana上的一個智能合約，該合約內實現了一個EVM解釋器。

總結

區塊鏈的並行技術是一個持續發展的話題。目前，主要是對以Aptos的Block-STM機制爲代表的樂觀執行模型進行改造和模仿。未來，可能會有更多新興Layer1項目加入並行EVM的競爭，同時一些現有Layer1也可能實現EVM並行升級或EVM兼容方案。

除了高性能EVM的敘事外，區塊鏈領域還可能出現更多元化的發展，如WASM、SVM及Move VM等不同虛擬機技術的應用和創新。這種多樣性將有助於推動整個區塊鏈生態系統的進步和創新。