بررسی کنید که چگونه EIP-1559 چند بعدی با جداسازی هزینههای منابع، افزایش مقیاسپذیری و بهبود استفاده از شبکه، کارایی گاز اتریوم را بهینه میکند.
EIP-1559 چند بعدی پس از معرفی توسط Vitalik Buterin در یک پست EthResearch در ژانویه 2022، به عنوان یک موضوع تحقیقاتی پدیدار شد. در حالی که به اندازه موضوعات تحقیقاتی دیگر مانند جمعآوری، MEV یا راهحلهای در دسترس بودن داده مورد توجه قرار نگرفته است، یک منطقه مطالعاتی فعال است.
مقالات تحقیقاتی اخیراً توسط گیلرمو آنجریس و تئو دیاماندیس منتشر شده است که مبانی نظری و استحکام بازارهای کارمزد چند بعدی را بررسی کرده و نحوه ساخت آنها را پیشنهاد می کند.
در واقع، امروزه بازارهای کارمزد چند بعدی در حال استفاده هستند. با پذیرش EIP-4844 در مارس 2024، اتریوم گاز لکه ای را معرفی کرد و بازار کارمزد جداگانه ای برای تراکنش های حباب ایجاد کرد. این نشان دهنده تغییر از یک مدل گاز تک بعدی به یک بازار هزینه دو بعدی است.
با این حال، هنوز نیاز به افزایش تعداد ابعاد منابع برای بهینه سازی استفاده از منابع تراکنش وجود دارد. گسترش بازارهای کارمزد چند بعدی یک راه حل مقیاس پذیری برای بهبود توانایی اتریوم برای مدیریت کارآمدتر منابع مختلف است.
این مقاله به بررسی اهمیت و مکانیزم بازارهای هزینه گاز چند بعدی می پردازد و توضیح می دهد که چگونه مقیاس پذیری و تخصیص منابع اتریوم را افزایش می دهند.
بیایید ابتدا به این بپردازیم که دقیقاً قیمت گذاری چند بعدی گاز چیست.
قیمت گذاری چند بعدی گاز یک راه حل مقیاس بندی L1 است، مانند افزایش محدودیت گاز که اخیراً در اتریوم اجرا شده است . اگرچه به طور مستقیم ظرفیت کل تراکنش اتریوم را افزایش نمی دهد، اما استفاده از منابع را در محدوده های موجود به حداکثر می رساند. این به برنامههای غیرمتمرکزتر (DApps) و کاربران اجازه میدهد تا بدون تراکم غیرضروری روی لایه پایه اتریوم تراکنش کنند.
اتریوم در حال حاضر تمام هزینههای منابع مانند محاسبات، ذخیرهسازی و پهنای باند را در یک واحد گاز جمع میکند. قیمت گذاری چند بعدی گاز در عوض این منابع را از هم جدا می کند و تخصیص آنها را بهینه می کند و در عین حال امنیت و عدم تمرکز اتریوم را حفظ می کند.
برای درک اینکه چرا این سودمند است، بیایید یک قیاس دنیای واقعی را در نظر بگیریم.
یک باشگاه بدنسازی را با امکانات مختلف، مانند تردمیل برای کاردیو، قفسههای اسکوات برای تمرینات وزنهبرداری و دمبل برای استفاده عمومی تصور کنید. اعضا ترجیحات متفاوتی دارند: برخی به طور انحصاری از تردمیل استفاده می کنند، برخی دیگر بر روی قفسه های اسکوات تمرکز می کنند و تعداد کمی بین هر دو جایگزین می شوند.
در سیستمی که ورزشگاه هزینه ورودی ثابتی را بر اساس تعداد کل اعضا دریافت میکند، ناکارآمدیها به وجود میآیند. در روزهایی که تردمیلها بیش از حد شلوغ هستند اما از قفسههای اسکات کم استفاده میشود، هزینه ثابت برای همه بالا میرود و مربیان وزنهبرداری را مجبور میکند تا برای ازدحام که ایجاد نکردهاند بپردازند. به طور مشابه، هنگامی که قفسه های اسکوات تقاضای زیادی دارند، اما تردمیل ها خالی هستند، کاربران کاردیو هزینه های غیرضروری را متحمل می شوند. این قیمت گذاری تک بعدی، ظرفیت سالن بدنسازی را به پرتراکم ترین منابع آن مرتبط می کند و باعث استفاده کم از سایر امکانات می شود. این را می توان به عنوان یک مدل قیمت گذاری تک بعدی در نظر گرفت.
حالا تصور کنید باشگاه یک مدل قیمت گذاری چند بعدی را معرفی می کند. به جای یک هزینه ثابت، برای تردمیل و قفسه های اسکوات به طور جداگانه هزینه دریافت می کند. کاربران کاردیو و مربیان وزن دیگر تحت تأثیر استفاده یکدیگر قرار نمی گیرند و باشگاه می تواند با مدیریت مستقل این منابع ظرفیت خود را بهینه کند. با استفاده متعادل تر، باشگاه می تواند کاربران بیشتری را بدون افزایش ازدحام کلی در خود جای دهد.
این رویکرد ماهیت قیمت گذاری چند بعدی را نشان می دهد: تقسیم منابع به بازارهای جداگانه برای بهبود انصاف و کارایی. با این حال، جزئیات بیش از حد، مانند قیمت گذاری جداگانه برای هر قطعه از تجهیزات، می تواند پیچیدگی غیر ضروری ایجاد کند و استفاده از سیستم را سخت تر کند. به همین دلیل است که در عمل، باشگاه های بدنسازی اکثراً قیمت ورودی ثابت دارند و بر مدل قیمت گذاری تک بعدی اصرار دارند.
همانطور که هزینههای جداگانه برای تردمیلها و قفسههای اسکوات میتواند ازدحام را کاهش دهد، اتریوم میتواند از بازارهای جداگانه برای منابع مانند محاسبات و استفاده از داده استفاده کند.
قبل از EIP-4844، اتریوم از یک مدل قیمت گذاری گاز تک بعدی استفاده می کرد، که در آن تمام منابع تراکنش، از جمله محاسبات، ذخیره سازی، و پهنای باند، در یک متریک واحد قرار می گرفتند: گاز. این مدل به طور ذاتی منجر به ناکارآمدی هایی می شود، شبیه به قیاس باشگاه بدنسازی:
یک مثال کلیدی از این ناکارآمدی نحوه ذخیره دادههای تراکنشهای قبلی است. قبل از EIP-4844، جمعآوریها دادههای تراکنش خود را در فیلد داده تماس اتریوم ارسال میکردند و هزینههای گاز را بر اساس قیمت دادههای تماس پرداخت میکردند. با این حال، با تصویب EIP-4844 در مارس 2024، هماکنون جمعآوریها از واحد جداگانهای به نام گاز حباب استفاده میکنند که به آنها اجازه میدهد دادهها را در ساختارهای اختصاصی به نام حباب ذخیره کنند.
اگرچه EIP-4844 بعد گازی دوم (گاز حباب) را برای دادههای جمعآوری معرفی کرد، اما دامنه آن محدود است: گاز Blob فقط برای تراکنشهای حباب اعمال میشود. سایر اجزای تراکنش - از جمله اجرای EVM، داده های تماس و ذخیره سازی، هنوز تحت یک مدل گازی قیمت گذاری می شوند.
تراکنشهای اتریوم همچنان چندین منبع مستقل را مصرف میکنند، با این حال همه آنها بر حسب گاز قیمتگذاری میشوند که منجر به بدترین سناریوهای ناکارآمد میشود.
به عنوان مثال، فرض کنید یک تراکنش کل حد گاز (در حال حاضر 36M) را در اجرای EVM مصرف می کند. حتی اگر گرههای اتریوم بتوانند با خیال راحت حجم دادههای بزرگتری را مدیریت کنند، تراکنش نمیتواند دادههای اضافی را منتشر کند زیرا گاز بهجای محدودیتهای متعدد مستقل، به عنوان یک محدودیت واحد در نظر گرفته میشود.
این موضوع زمانی که به توزیع اندازه بلوک اتریوم نگاه می کنیم، آشکارتر می شود. از ژوئیه 2024 تا دسامبر 2024، متوسط اندازه بلوک ~ 73 کیلوبایت بوده است که اکثر بلوک ها بسیار کمتر از 100 کیلوبایت هستند. با این حال، در بلوک #21419230 ، حداکثر اندازه بلوک به 1.48 مگابایت، 20 برابر بزرگتر از میانگین رسید.
قیمتگذاری چند بعدی گاز با بررسی مستقل هر منبع این موضوع را برطرف میکند: محاسبات، ذخیرهسازی و پهنای باند قیمتگذاری و محدودیتهای جداگانهای دارند. این جداسازی از تنگناها جلوگیری می کند که در آن یک منبع بر هزینه های گاز مسلط است و ظرفیت را بدون افزایش خطرات امنیتی بهینه می کند.
مقالات Vitalik Buterin چندین نوع منبع کلیدی را برای جداسازی پیشنهاد می کنند. بیایید این منابع نامزد را بررسی کنیم و اینکه چرا جداسازی آنها می تواند مقیاس پذیری اتریوم را بهبود بخشد.
هنگام طراحی یک بازار کارمزد چند بعدی، استقلال منابع یکی از مهم ترین عوامل است. اگر دو منبع بسیار وابسته به هم در بازارهای هزینه جداگانه قرار گیرند، می تواند منجر به ناکارآمدی، قیمت گذاری نادرست و پیچیدگی غیر ضروری شود. به عنوان مثال، اگر محاسبات (چرخههای CPU) و استفاده از حافظه (RAM) به طور جداگانه قیمت گذاری شوند، اما یکی به دیگری بستگی دارد، کاربران ممکن است با تغییر هزینهها بین خود، سیستم را بازی کنند که منجر به قیمتگذاری کمتر از حد مطلوب شود.
بنابراین، قبل از طبقهبندی منابع اتریوم به بازارهای گاز جداگانه، ابتدا باید مشخص کنیم که کدام منابع به اندازهای مستقل هستند که بدون تحریف اقتصاد شبکه قیمتگذاری شوند.
گره اتریوم در هسته خود کامپیوتری است که چندین منبع را به صورت موازی مدیریت می کند. منابع سخت افزاری سنتی به اجزای متمایز طبقه بندی می شوند که می توانند به طور مستقل بهینه شوند:
اصل کلیدی در اینجا موازی پذیری است: اگر یک سیستم بتواند به طور مستقل این منابع را پردازش کند، جداسازی آنها برای قیمت گذاری معنادار است. با اعمال این مورد در اتریوم، باید هدفمان طبقهبندی منابع اتریوم بهگونهای باشد که به گرههای اتریوم اجازه دهد بدون وابستگیهای غیرضروری تا حد امکان کارآمد عمل کنند.
بر خلاف رایانه ها، عملیات اتریوم به طور منظم در یک دسته قرار نمی گیرد. بسیاری از عملیات ها چندین منبع را به طور همزمان مصرف می کنند و جداسازی کامل آنها را دشوار می کند. به عنوان مثال،
این وابستگیهای متقابل، جداسازی هر منبع در بازار قیمتگذاری خود را غیرعملی میسازد. در عوض، ما باید روی مهمترین گلوگاههایی تمرکز کنیم که مستقیماً بر مقیاسپذیری اتریوم تأثیر میگذارند.
در حالی که عملیات اتریوم شامل منابع متعددی است، نامزدهای قیمت گذاری چند بعدی که در حال حاضر مورد بحث قرار می گیرند عبارتند از:
محاسبه (اجرای EVM) - عملیات ساده مانند ADD و MULTIPLY وظایف خالص CPU هستند.
ورودی/خروجی ذخیره سازی (SSTORE/SLOAD) – خواندن و نوشتن مداوم که بر نفخ وضعیت اتریوم تأثیر می گذارد.
تراکنش Calldata - در درجه اول از پهنای باند استفاده می کند اما به ذخیره سازی نیز کمک می کند.
Witness Data – بر پهنای باند و ذخیره سازی ورودی/خروجی تأثیر می گذارد، به ویژه برای مشتریان بدون تابعیت.
با همسو کردن این دستهها با نحوه مدیریت منابع سیستمهای رایانهای، میتوانیم ساختار هزینه اتریوم را بصریتر و کارآمدتر کنیم.
در حالی که، در تئوری، میتوانیم منابع اتریوم را به دستههای گرانتری تقسیم کنیم، انجام این کار پیچیدگی را بدون مزایای متناسب افزایش میدهد. در عوض، ما باید بر روی گلوگاههای کلیدی تمرکز کنیم که عملکرد اتریوم را محدود میکند.
به عنوان مثال، اندازه داده فراخوانی تراکنش مستقیماً حداکثر اندازه بلوک را تعیین می کند و آن را به یک گلوگاه مهم برای لایه اجماع اتریوم تبدیل می کند. علاوه بر این، رشد ذخیره سازی باید کنترل شود تا از گران شدن گره های کامل برای اجرا جلوگیری شود و تمرکززدایی حفظ شود.
بنابراین، به جای معرفی ابعاد بیش از حد، تمرکز بر چند منبع کلیدی که بر کارایی اتریوم غالب هستند، عملی است.
با شناسایی این منابع اولیه، میتوانیم دو راه متمایز برای تحقق قیمتگذاری چند بعدی را بررسی کنیم: بازارهای هزینه جداگانه یا یک واحد گاز واحد اصلاحشده.
یک رویکرد برای اجرای قیمتگذاری چند بعدی گاز، ایجاد بازارهای کارمزد مستقل برای هر منبع است که تخصیص کارآمدتر را تضمین میکند. این روش قبلاً تا حدی از طریق EIP-4844 پیادهسازی شده است که گاز لکهای را به عنوان یک واحد جداگانه برای ذخیرهسازی دادههای جمعآوری معرفی میکند.
این مفهوم را می توان به منابع دیگر، مانند رشد وضعیت یا اندازه شاهد، تعمیم داد، و به اتریوم اجازه می دهد تا محدودیت های هر منبع را به طور جداگانه مدیریت کند، نه اینکه تمام هزینه ها را تحت یک متریک گاز واحد جمع کند.
برای رسمی کردن این رویکرد، بیایید bi را به عنوان کارمزد پایه برای منبع i، gi را به عنوان مصرف منبع i در یک تراکنش، و ki را به عنوان محدودیت برای منبع i در یک بلوک تعریف کنیم.
کل کارمزد تراکنش به صورت ibi*gi محاسبه میشود و یک بلوک باید محدودیت all txbi ki، برای همه i برای همه منابع i را برآورده کند. مانند مدل فعلی EIP-1559، bi به صورت پویا بر اساس استفاده از بلوک قبلی تنظیم می شود. اتریوم میتواند از مدلهای قیمتگذاری نمایی (همانطور که برای گاز حباب استفاده میشود) یا مکانیزم بهروزرسانی هزینه دیگری برای تنظیم مصرف منابع اتخاذ کند.
مدل بازار کارمزد جداگانه مزایای کلیدی را ارائه می دهد. این کنترل دقیق بر روی هر منبع را با اجازه دادن به دربندی مستقل فراهم می کند، که به جلوگیری از تخمین های ناکارآمد در بدترین حالت تحت مدل فعلی گاز کمک می کند. همچنین از ازدحام غیرضروری جلوگیری میکند و تضمین میکند که تقاضای بالا برای یک منبع، هزینههای عملیات غیرمرتبط را به طور نامتناسبی افزایش نمیدهد. علاوه بر این، این رویکرد استفاده از شبکه را با فعال کردن محدودیتهای مستقیم بر روی عواملی مانند انتشار دادهها، مانند محدود کردن آن در ۱ مگابایت یا رشد حالت، بهجای تکیه بر تعدیلهای غیرمستقیم قیمت گاز برای تنظیم مصرف منابع، بهینهسازی میکند.
در حالی که بازارهای کارمزد جداگانه تخصیص منابع بهبود یافته را ارائه می دهند، تقسیم منابع بیش از حد به صورت جزئی پیچیدگی قابل توجهی را ایجاد می کند. ایجاد بازارهای مستقل برای هر نوع منبعی نیازمند تغییرات عمده در پروتکل است که به طور بالقوه لایه پایه اتریوم را بی ثبات می کند. DAppها و کیف پولها نیز با چالشهای بیشتری روبرو خواهند بود، زیرا باید چندین بازار کارمزد را ردیابی کنند و نوسانات کارمزد پایه را برای هر منبع پیشبینی کنند، که درج تراکنش مقرونبهصرفه و به موقع را دشوارتر میکند.
مسئله دیگری زمانی به وجود می آید که یک منبع افزایش قیمت غیرقابل پیش بینی را تجربه کند. حتی اگر یک کیف پول کارمزد همه منابع دیگر را بهینه کند، یک جهش ناگهانی فقط در یک بازار کارمزد میتواند از گنجاندن تراکنش در یک بلوک جلوگیری کند و منجر به عدم اطمینان و ناکارآمدی کاربران شود.
اعتبارسنجیها با چالشهای مشابهی روبرو هستند، زیرا هدف آنها به حداکثر رساندن درآمد در عین حفظ محدودیتهای هر محدودیت منابع است. با افزایش تعداد بازارهای منابع مستقل، این وضعیت به یک مسئله بهینهسازی پیچیده تبدیل میشود که شبیه به یک مشکل کولهپشتی چند بعدی است که در آن انتخاب سودآورترین تراکنشها به طور فزایندهای دشوار میشود.
برخی استدلال می کنند که این پیچیدگی ممکن است یک مسئله مهم نباشد زیرا درآمدهای حداکثر ارزش قابل استخراج (MEV) به طور قابل توجهی به سود اعتبارسنجی کمک می کند و هزینه های اولویت را در تصمیم گیری آنها کمتر مهم می کند. با این حال، امکانسنجی کلی پیادهسازی بازارهای هزینه کاملاً مجزا برای هر منبع، یک سؤال تحقیقاتی باز باقی میماند، که مستلزم بررسی بیشتر مبادلات بین کارایی، قابلیت استفاده و پایداری شبکه است.
یک جایگزین ساده تر برای جداسازی کامل بازارهای کارمزد، حفظ گاز به عنوان واحد اصلی و در عین حال تنظیم نحوه محاسبه کارمزدها است. به جای معرفی واحدهای جدید برای هر منبع، کل کارمزد تراکنش توسط منبعی تعیین می شود که بیشترین مصرف گاز را دارد.
بیایید هزینه گاز برای منبع i را به صورت ci و مقدار منبع استفاده شده را به صورت gi تعریف کنیم. سپس کارمزد معامله با موارد زیر تعیین می شود:
(c1*g1، c2*g2، c3*g3،...)
بهجای جمعبندی مصرف گاز در سراسر منابع، یک تراکنش فقط بر اساس گرانترین منبعی که مصرف میکند محاسبه میشود.
به عنوان مثال، تراکنشی را در نظر بگیرید که 50000 گاز برای اجرای EVM و 200000 گاز برای داده تماس مصرف می کند. در این مدل، کارمزد تراکنش 200000 گاز است زیرا داده تماس منبع غالب است و هزینه اجرا به طور موثر نادیده گرفته می شود.
در حالی که این روش قیمت گذاری را ساده می کند، مشکلات بالقوه ای را ایجاد می کند:
با وجود این نگرانی ها، مزیت اصلی این رویکرد سادگی آن است. با نگه داشتن گاز به عنوان واحد قیمت گذاری جهانی، اتریوم از پیچیدگی مدیریت چندین واحد منبع جلوگیری می کند و در عین حال بین انواع مختلف استفاده از منابع تفاوت قائل می شود.
EIP-7623 که در ارتقای پکترا پیاده سازی خواهد شد، از رویکرد مشابه اما کمی تغییر یافته پیروی می کند. این یک مکانیسم قیمت گذاری دوگانه برای تراکنش های سنگین داده تماس معرفی می کند، و تضمین می کند که تراکنش هایی با استفاده از داده تماس نامتناسب بالا، هزینه های بیشتری را پرداخت می کنند. اگرچه یک مدل قیمت گذاری کامل گاز چند بعدی نیست، اما نشان دهنده گامی به سوی تمایز بهتر منابع بدون بازنگری ساختار گاز اتریوم است.
EIP-7623 هزینههای بالاتری را برای تراکنشهای در دسترس بودن داده (DA) معرفی میکند، بهویژه زمانی که استفاده از داده تماس به طور قابلتوجهی از مصرف گاز اجرایی فراتر رود. این مکانیسم تضمین میکند که تراکنشهایی که دادههای تماس بیش از حد مصرف میکنند، هزینههای بیشتری را پرداخت میکنند، و از ذخیرهسازی غیر ضروری دادهها بدون نیاز به واحدهای قیمتگذاری جدید جلوگیری میکند.
یک نسخه ساده شده از محاسبه گاز EIP-7623 به شرح زیر است:
total_gas_used max(4tokens_in_calldata + evm_gas_used, 10*tokens_in_calldata)
که ساده تر از این است:
total_gas_used 4tokens_in_calldata + max(evm_gas_used, 6*tokens_in_calldata)
این فرمول کل مصرف گاز را با گرفتن حداکثر بین گاز اجرا و گاز calldata تعیین می کند. اگر تراکنش عمدتاً از داده های تماس استفاده کند، به جای پرداخت یارانه با هزینه های اجرای کمتر، هزینه های بیشتری برای داده تماس دریافت می شود. این امر از ذخیره بیش از حد داده جلوگیری می کند و در عین حال تضمین می کند که تراکنش های سنگین محاسباتی به طور غیرمنصفانه جریمه نمی شوند.
EIP-7623 نسخه ساده شده قیمت گذاری گاز چند بعدی است زیرا تمایز ضمنی بین گاز اجرا و گاز داده تماس را معرفی می کند و تخصیص متعادل تر منابع شبکه را تشویق می کند.
اگرچه قیمت گذاری چند بعدی گاز اغلب به عنوان یک بهبود اقتصادی یا UI/UX دیده می شود، این یک بهبود مقیاس پذیری اساسی است که تخصیص بهینه منابع را امکان پذیر می کند. با این حال، پیادهسازی آن با چالشهای مهمی مواجه است، که در درجه اول به دلیل تغییرات اساسی در لایه پروتکل مورد نیاز و دشواری جداسازی کامل انواع منابع است. در نتیجه، بعید به نظر می رسد که قیمت گذاری گاز با ابعاد بالاتر به زودی اتخاذ شود.
علیرغم این چالش ها، قیمت گذاری چند بعدی گاز مزایای قابل توجهی از جمله بهبود بهره برداری از منابع، افزایش امنیت شبکه و عملیات پایدار گره ارائه می دهد. امکان استفاده کارآمدتر از ظرفیت محاسباتی و ذخیرهسازی اتریوم، مسیر مناسبی را برای مقیاسپذیری اتریوم ارائه میکند و در عین حال تمرکززدایی و امنیت را حفظ میکند.
نسخه ای از این مقاله در ابتدا منتشر شد