技术深度解析：调度器革命与解耦式SVM架构

理解调度程序在交易处理单元中的角色

在 Solana 架构的核心，有一个关键的组件：调度程序。在 Solana 的交易处理单元 (TPU) 中，调度程序与转发组件协同工作，处理和引导交易流。调度程序负责交易的批处理和优先级排序，而转发组件则确保交易被正确地路由到下一个领导者进行执行。这种协作过程从交易进入系统的时刻开始，直到它们准备好执行。在接下来的部分中，我们将讨论调度程序的几个关键方面。

交易队列管理

调度程序实现了复杂的队列机制，超越了简单的先进先出系统。它作为一个智能的编排层，实时适应系统的需求。

分析交易的依赖关系和关联性，可以确定哪些交易可以并行处理，同时确保当多个交易影响同一账户时，顺序处理得到正确的执行。

系统持续监控资源可用性，并根据计算资源、内存和网络容量动态调整其队列策略，在高负载时实现高效批处理，在负载较轻时进行即时处理。交易的优先级考虑了如优先费用和用户指定的紧急程度等因素，同时仔细的内存管理可以防止资源耗尽并保持最佳的系统性能。

传统的 TPU 架构：理解其局限性

标准的 Solana 架构虽然在 L1 操作中非常强大，但在 L2 环境中实施时仍存在一些挑战。让我们详细研究这些局限性：

Solana 验证者在领导者槽中的表现，来源：Firedancer

领导者调度绑定

虽然Solana 的领导者调度轮换 对其 L1 共识和安全模型至关重要，但 SOON 的 L2 架构采取了不同的方法。在 Solana 中，节点必须协调领导者的切换并确保网络中的交易同步，这对于维护 L1 共识至关重要。然而，在 SOON 的 L2 环境中，我们依赖底层 L1 的安全性，因此这种机制就不再必要。

通过在我们的 L2 实现中移除领导者调度依赖，SOON 大大简化了架构。这使得在没有领导者轮换协调的情况下，能够持续进行交易处理。其结果是，系统可以专注于纯粹的交易执行和处理，而共识和安全性则由底层 L1 链处理。

这种架构选择使得 SOON 能够针对 L2 特定需求进行优化，通过更高效的资源利用和简化的水平扩展，同时通过更适合 L2 操作的不同机制保持安全性。

投票交易处理

在 Solana 的 L1 架构中，投票交易在维护网络共识中起着至关重要的作用，要求节点处理和传播网络中的投票信息。然而，在 SOON 的 L2 环境中，共识由派生管道 和底层结算层处理，因此这种机制不再必要。通过移除投票交易处理，SOON 简化了架构，并将计算资源直接重定向到用户交易处理，从而提高了整体系统效率。

L1 与 L2 中的验证者协调

Solana 的 L1 架构实现了一个验证者协调系统，这是其安全性和共识模型的基础。该系统使验证者能够维护同步状态、验证交易并达成网络共识——这些都是 Layer 1 区块链的关键功能。强大的网络协议确保了跨验证者的可靠通信和状态一致性，这对于维护去中心化 L1 网络的完整性至关重要。

然而，由于 SOON 的 L2 架构依赖底层结算层的安全性，因此它可以采取不同的方法。通过专门为 L2 需求进行设计，SOON 实现了一个简化后的协调机制，专注于纯粹的交易处理，同时依赖 L1 来实现共识和安全保障。这种架构选择使我们能够针对 L2 特定需求进行优化，而关键的共识功能则由基础层处理。

SOON 的革命性解耦调度程序实现

SOON 的创新方法从根本上重新构想了调度程序的运作方式，使其摆脱了 L1 特定约束。这种革命性的实现带来了几个关键的改进：

简化的交易流程

移除领导者调度依赖

解耦调度程序通过消除传统的领导者调度依赖，引入了交易处理上的根本性转变，标志着 L2 架构效率的显著提升。

通过中央排序器实现直接交易处理，SOON 消除了领导者轮换机制的需求。与 L1 不同，L1 中的领导者轮换对于去中心化至关重要，而 SOON 的 L2 架构使用排序器来确定交易顺序并管理处理流程。这种架构选择之所以可行，是因为 SOON 的安全源自结算层，这使得我们可以优化系统以实现高效的交易处理，同时通过不同的 L2 特定机制保持安全性。

系统现在能够持续进行交易处理，在没有通常与领导者切换相关的中断的情况下平稳运行。这种简化方法显著降低了整体系统架构的复杂性，减少了潜在的故障点，同时提高了吞吐量。其结果是形成了一个更高效和响应更快的交易处理系统，能够快速适应不同的负载和需求，摆脱了传统基于领导者的调度的限制。

消除投票交易处理

在 SOON 的 L2 架构中，移除投票交易处理代表了一个关键的优化，为系统带来了多方面的性能提升。在传统的 L1 系统中，投票交易消耗了显著的计算资源，因为验证者需要持续处理和验证与共识相关的消息。

通过在 L2 环境中消除这种开销（因为在这种环境中不再需要类似的共识机制），系统在处理效率上实现了显著的提升。由于不需要跟踪和维护与投票相关的数据结构，状态管理变得更加简单，减少了内存需求并简化了代码库。

这种架构变化使得资源分配更加高效，之前用于投票处理的计算能力现在可以重新定向以处理用户交易。其累积效应是整体系统性能的显著提升，实际用户操作的延迟减少、吞吐量增加，展示了移除 L1 特定机制如何显著优化 L2 性能。

性能优化

并行处理管道

并行处理管道的实现标志着交易吞吐能力上的重大进步。通过利用多个并发处理流，系统可以同时处理多组交易，而智能负载均衡则确保工作在所有可用资源上得到最佳分配。

该架构采用了复杂的资源分配算法，能够根据需求动态调整处理能力，有效消除了传统瓶颈，即使在峰值负载期间也能确保交易流畅。

技术实现细节

修改后的 TPU 阶段

重新构想的 TPU 架构从高度优化的获取阶段开始，彻底改变了交易的摄取和初始处理。通过直接交易摄取，系统消除了不必要的中介步骤，同时实现了复杂的数据包验证，既保持了安全性，又不影响性能。

获取阶段引入了自定义的优先级逻辑，基于系统条件和需求智能管理交易流。这与银行阶段的改进相结合，银行阶段具备简化的状态验证流程和增强的并行处理能力。银行阶段优化的内存使用和减少的验证开销显著提高了交易吞吐量，同时保持了数据完整性。

广播阶段通过简化的网络拓扑结构完成了这一优化，既降低了通信复杂性，又保持了系统可靠性。通过实施直接状态更新和高效的批量传播机制，广播阶段最小化了交易执行和状态确认之间的延迟。

该阶段减少的通信开销，加上优化的批处理，确保完成的交易能够高效地在网络中传播。TPU 阶段的全方位优化形成了一个无缝的流水线，最大化了吞吐量，同时最小化了资源消耗，标志着对传统架构的重大进步。

与 SOON 堆栈的集成

SOON 堆栈通过其模块化架构在可扩展性方面实现了突破，使解耦的 SVM 能够无缝集成到任何 Layer 1 区块链中。这种通用兼容性通过将执行层与结算层分离来实现，允许项目在首选的 L1 上享受 SVM 的高性能。该系统实现了基本的 Rollup 功能，如状态默克尔化和优化的数据可用性，这些特性被设计成与 L1 无关，能够适应任何底层区块链，同时保持一致的性能。

对于 SOON 主网，我们战略性地将这种灵活性与经过实战考验的OP Stack 框架 结合起来，展示了架构的适应性，同时受益于已建立的安全模型。这种集成展示了 SOON 堆栈如何能够在利用现有框架的同时，保留解耦 SVM 的性能优势。该实现包括高效的争议解决机制和经过验证的跨链通信协议，确保在不同区块链环境中的可靠运行。

该架构通过支持多个数据可用层（包括 Celestia、EigenDA 和 Avail）扩展了其灵活性，允许开发者为特定用例优化其部署。这种适应性意味着项目可以选择最适合其需求的配置，同时保持一致的性能特性和安全保证。无论是在以太坊、比特币还是其他 L1 生态系统中部署，开发者都可以利用 SOON 堆栈的高吞吐量和低延迟，同时受益于所选 L1 的安全性和流动性。

性能指标及未来优化方向

当前性能成就

解耦调度程序的实施已经取得了显著的性能指标，为 L2 扩展解决方案树立了新标准。通过极快的 50ms 区块时间 和能够处理 30,000 笔交易每秒 (TPS) 的能力，该系统提供了卓越的吞吐量，同时保持了极低的交易成本，每笔交易费用低于 $0.0007。这些成就源于交易处理速度和动态区块生产的基本改进，显著减少了系统延迟，同时优化了资源利用率。

系统性能的进一步提升得益于高效的状态转换验证，确保安全性而不影响速度。这些改进的关键在于解耦调度程序能够根据网络条件动态调整其处理参数，在不同的负载下保持最佳性能。这种自适应方法与精简的资源利用相结合，使系统能够持续提供高吞吐量，同时保持最低成本。

展望未来，SOON 正在积极开发专注于水平扩展和零知识证明集成的变革性特性。水平扩展的实施将使系统能够将交易处理分布在多个节点上，显著提升当前吞吐量能力。这一进步与零知识证明的集成相辅相成，零知识证明将增强安全模型，同时减少从 L2 到 L1 的提款时间，为用户提供更快速的资产访问，同时保持强大的安全保障。这些改进代表了可扩展性能力的重大进步，使 SOON 能够应对日益增长的交易需求，同时保持其在速度和成本效益方面的优势。

Rollup 和解耦 SVM：深度分析： https://medium.com/@soon_SVM/rollup-and-decoupled-svm-an-in-depth-analysis-fa29579c71f4 解耦 SVM 与分叉 SVM： https://medium.com/@soon_SVM/decoupled-svms-vs-forked-svms-dcb44f454d91

特别感谢 Anza 团队的帮助，他们审阅了我们的代码库并协助我们完成了这篇文章的审查。

结论

SOON 的解耦调度程序实施的革命标志着 SVM 领域的重大进步，实现了前所未有的性能、可扩展性和效率。通过精心优化和创新设计选择，这一新架构在保持生产环境所需的安全性和可靠性的同时，提供了卓越的性能。

• 原文链接： medium.com/@soon_SVM/tec...
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