Мюріель Медард: у Web3 є проблема з пам’яттю — і ми нарешті знайшли її вирішення

У Web3 проблема з пам'яттю. Не в сенсі «ми щось забули», а в CORE архітектурному сенсі. Він T має справжнього рівня пам’яті.

Сьогодні блокчейни T виглядають абсолютно чужими порівняно з традиційними комп’ютерами, але CORE фундаментальний аспект застарілих обчислень все ще відсутній: рівень пам’яті, створений для децентралізації, який підтримуватиме наступну ітерацію Інтернету.


Мюріель Медард є спікером на Consensus 2025 14-16 травня. Зареєструйтеся, щоб отримати квиток тут.

Після Другої світової війни Джон фон Нейман виклав архітектура для сучасних комп'ютерів. Кожен комп’ютер потребує вводу та виводу, центрального процесора для керування та арифметики та пам’яті для зберігання даних останньої версії, а також «шини» для отримання та оновлення цих даних у пам’яті. Широко відома як RAM, ця архітектура була основою обчислень протягом десятиліть.

За своєю CORE Web3 — це децентралізований комп’ютер — «світовий комп’ютер». На вищих рівнях це досить впізнавано: операційні системи (EVM, SVM), що працюють на тисячах децентралізованих вузлів, забезпечують роботу децентралізованих програм і протоколів.

Але коли копнути глибше, чогось не вистачає. Рівень пам’яті, необхідний для зберігання, доступу та оновлення короткострокових і довгострокових даних, T схожий на шину пам’яті чи блок пам’яті, які передбачав фон Нойман.

Натомість це суміш різних підходів до досягнення цієї мети, а результати загалом безладні, неефективні та складні для навігації.

Ось проблема: якщо ми збираємося побудувати світовий комп’ютер, який принципово відрізняється від моделі фон Неймана, для цього повинна бути вагома причина. На даний момент рівень пам’яті Web3 T просто інший, він заплутаний і неефективний. Транзакції відбуваються повільно. Зберігання є млявим і дорогим. Масштабування для масового впровадження за допомогою цього поточного підходу майже неможливо. І це не те, про що мала бути децентралізація.

Але є інший спосіб.

Багато людей у ​​цьому просторі намагаються зробити все можливе, щоб обійти це обмеження, і зараз ми знаходимося в точці, коли поточні обхідні рішення просто не KEEP . Ось де на допомогу приходить використання алгебраїчного кодування, яке використовує рівняння для представлення даних для ефективності, стійкості та гнучкості.

CORE проблема полягає в наступному: як реалізувати децентралізований код для Web3?

Нова інфраструктура пам'яті

Ось чому я пішов з академії, де обіймав посаду голови MIT NEC і професора науки та розробки програмного забезпечення, щоб присвятити себе та команду експертів розвитку високопродуктивної пам’яті для Web3.

Я побачив щось більше: потенціал змінити наше ставлення до комп’ютерів у децентралізованому світі.

Моя команда в Optimum створює децентралізовану пам’ять, яка працює як спеціальний комп’ютер. Наш підхід базується на Технології випадкового лінійного кодування мережі (RLNC), розробленій моїм Лабораторія MIT протягом майже двох десятиліть. Це перевірений метод кодування даних, який максимізує пропускну здатність і стійкість у високонадійних мережах від промислових систем до Інтернету. 

Кодування даних — це процес перетворення інформації з ONE формату в інший для ефективного зберігання, передачі або обробки. Кодування даних існує десятиліттями, і сьогодні в мережах використовується багато його ітерацій. RLNC — це сучасний підхід до кодування даних, створений спеціально для децентралізованих обчислень. Ця схема перетворює дані в пакети для передачі через мережу вузлів, забезпечуючи високу швидкість і ефективність.

Завдяки численним інженерним нагородам від провідних світових інституцій, понад 80 патентам і численним розгортанням у реальному світі RLNC більше не є просто теорією. RLNC отримав значне визнання, включаючи 2009 IEEE Communications Society та Information Theory Society Joint Paper Award за роботу «Випадковий лінійний мережевий кодовий підхід до багатоадресної передачі». Вплив RLNC було визнано нагородою IEEE Коджі Кобаясі за комп’ютери та зв’язок у 2022 році.

Тепер RLNC готовий до децентралізованих систем, що забезпечує швидше розповсюдження даних, ефективне зберігання та доступ у режимі реального часу, що робить його ключовим рішенням для масштабованості та ефективності Web3.

Чому це важливо

Давайте зробимо крок назад. Чому все це має значення? Тому що нам потрібна пам’ять для світового комп’ютера, яка є не лише децентралізованою, але й ефективною, масштабованою та надійною.

Наразі блокчейни покладаються на найкращі спеціальні рішення, які частково досягають того, що пам’ять у високопродуктивних обчисленнях. Чого їм не вистачає, так це уніфікованого рівня пам’яті, який охоплює як шину пам’яті для розповсюдження даних, так і оперативну пам’ять для зберігання та доступу до даних.

Шинна частина комп'ютера не повинна стати вузьким місцем, як зараз. Дозвольте мені пояснити.

«Плітки» — це поширений метод розповсюдження даних у мережах блокчейн. Це протокол однорангового зв’язку, у якому вузли обмінюються інформацією з випадковими одноранговими вузлами для поширення даних у мережі. У своїй поточній реалізації він має проблеми з масштабом.

Уявіть, що вам потрібно 10 відомостей від сусідів, які повторюють почуте. Розмовляючи з ними, ви спочатку отримуєте нову інформацію. Але коли ви наближаєтеся до дев’яти з 10, шанс почути щось нове від сусіда падає, тому остаточну інформацію отримати найважче. 90% шансів, що наступне, що ви почуєте, це те, що ви вже знаєте.

Ось як сьогодні працюють плітки блокчейну — ефективні на початку, але надлишкові та повільні, коли намагаються завершити обмін інформацією. Вам потрібно було б надзвичайно пощастити, щоб щоразу отримувати щось нове.

Завдяки RLNC ми обходимо CORE проблему масштабованості в поточних плітках. RLNC працює так, ніби вам надзвичайно пощастило, тому щоразу, коли ви чуєте інформацію, це просто нова для вас інформація. Це означає набагато більшу пропускну здатність і набагато меншу затримку. Цей базований на RLNC пліток є нашим першим продуктом, який валідатори можуть реалізувати за допомогою простого виклику API для оптимізації розповсюдження даних для своїх вузлів.

Тепер розглянемо частину пам'яті. Це допомагає думати про пам’ять як про динамічну пам’ять, як оперативна пам’ять у комп’ютері або, якщо на те пішло, наша шафа. Децентралізована оперативна пам'ять повинна імітувати шафу; він повинен бути структурованим, надійним і послідовним. Фрагмент даних або є, або немає, немає напівбітів, немає відсутніх рукавів. Це атомарність. Елементи залишаються в тому порядку, в якому вони були розміщені — ви можете побачити старішу версію, але ніколи ONE. Це послідовність. І, якщо не рухатися, усе залишається на місці; дані T зникають. Це довговічність.

Що ми маємо замість шафи? Мемпули — це не те, що ми KEEP в комп’ютерах, то чому ми робимо це в Web3? Основна причина полягає в тому, що немає належного рівня пам'яті. Якщо ми думаємо про керування даними в блокчейнах як про керування одягом у нашій шафі, mempool схожий на купу білизни на підлозі, де ви не впевнені, що там, і вам потрібно поритися.

Поточні затримки в обробці транзакцій можуть бути надзвичайно великими для будь-якої окремої мережі. Наводячи приклад Ethereum , для завершення будь-якої окремої транзакції потрібні дві епохи або 12,8 хвилини. Без децентралізованої оперативної пам’яті Web3 покладається на mempool, де транзакції зберігаються до їх обробки, що призводить до затримок, перевантаження та непередбачуваності.

Повні вузли зберігають усе, роздуваючи систему та роблячи пошук складним і дорогим. У комп’ютерах оперативна пам’ять зберігає те, що зараз потрібно, тоді як дані, що використовуються менше, переміщуються в холодне сховище, можливо, у хмарі або на диску. Повні вузли схожі на шафу з усім одягом, який ви коли-небудь носили (від усього, що ви носили в дитинстві до цього часу).

Це не те, що ми робимо на наших комп’ютерах, але вони існують у Web3, оскільки сховище та доступ для читання/запису T оптимізовані. За допомогою RLNC ми створюємо децентралізовану оперативну пам’ять (deRAM) для своєчасного оновлюваного стану економічною, стійкою та масштабованою.

DeRAM і розповсюдження даних на основі RLNC можуть вирішити найбільші вузькі місця Web3, зробивши пам’ять швидшою, ефективнішою та більш масштабованою. Він оптимізує розповсюдження даних, зменшує розвантаження сховища та забезпечує доступ у реальному часі без шкоди для децентралізації. Довгий час він був ключовою відсутньою частиною світового комп’ютера, але ненадовго.