AO 快速入门：超级并行计算机简介

Author: Rohit Pathare

Translator: Scarlett LI @ Contributor for PermaDAO

Reviewer: Xiaosong HU @ Contributor for PermaDAO

AO 是一台“超并行计算机”。其核心目标是提供无需信任的协作计算服务，且在规模上没有实际限制。它结合了区块链网络的信任最小化优势与更传统计算环境（如亚马逊 EC2）的速度和可扩展性。但这一切是如何工作的呢？让我们深入探讨 AO 的复杂性。

AO 的关键特性有哪些？

在去中心化计算领域，有几个关键特性帮助区分 AO：

• 并行处理： 支持任意数量的进程并行运行，彼此独立。这些进程可以单独操作和评估，创建类似于 web2 系统的可扩展性机制。
• 无限计算： 进程不受任何协议强加的关于它们可以计算的信息量的限制，前提是调用者可以承担相关的计算成本。
• 读/写到 Arweave： 进程可以从 Arweave 加载数据并写入数据，扩展了可以使用 AO 构建的去中心化应用程序的类型（例如，机器学习任务）。
• 自主进程： 进程可以在设定的时间间隔自动执行计算。用户和其他进程可以“订阅”一个进程以触发计算。此功能可以使进程作为自主代理操作。
• 模块化架构： 灵活的计算环境提供了调度器、消息传递层、虚拟机等的交换。这种灵活性允许现有的智能合约系统（Warp、MEM 等）轻松地接入 AO 并与统一的网络互动，创造更加连贯的体验。

AO 与传统计算环境的不同之处在于：

1. 基于 Arweave 构建：AO 利用 Arweave 的特性，消除了与中心化提供商相关的脆弱性，如单点故障、数据泄露和审查制度。AO 上的计算是透明的，可通过去中心化的信任最小化特性和存储在 Arweave 上的可复现消息日志来验证。
2. 去中心化基础：这种基础有助于克服物理基础设施施加的可扩展性限制。最重要的是，任何人都可以从他们的终端轻松创建一个 AO 进程，或者仅用几行 JavaScript 代码，无需专门的知识、工具或基础设施。这确保了即使是个人和小规模实体也能拥有全球影响力和参与度。

AO 如何改进其他去中心化计算网络：

1. 并行处理能力：与以太坊等网络不同，后者的基础层和每个 rollup 实际上都作为单一进程运行，AO 支持任意数量的进程并行运行，同时确保计算的可验证性保持完整。此外，这些网络在全球同步状态下运行，而 AO 进程保持自己的独立状态。这种独立性使得 AO 进程能够处理更高数量的交互和计算的可扩展性，使其特别适合对高性能和可靠性有需求的应用程序。
2. 可验证的可复现性：虽然一些去中心化网络，如 Akash 和点对点系统 Urbit，确实提供了大规模的计算能力，但与 AO 不同，它们不提供交互的可验证复现性，或者依赖于非永久性存储解决方案来保存它们的交互日志。

AO 如何成为一台超级并行计算机？

AO 通过一个节点网络运作，这些节点共同创建了一个统一的计算环境，能够并行承载无限数量的进程。这些进程功能类似于独立的服务器，每个服务器都有自己的逻辑，托管在去中心化网络上。此外，这些进程保持一种“全息”状态。这使它们能够独立工作，为网络解锁可扩展性，并实现所谓的“超级并行计算”。

关于 AO，“全息状态”意味着什么？

“全息状态”指的是每个进程如何独立存储其状态，与其他进程无关。这种方法允许每个进程分别操作和评估。它促进了网络内更快速的交互并改善了可扩展性。状态是通过托管在 Arweave 上的相关消息日志（与进程的互动）“全息式”地暗示出来的。

AO 架构的关键组件包括：

• 进程： 在 AO 中，进程是一组可以由网络执行的指令。每个 AO 进程都是持久的，具有通过上传到 Arweave 的消息日志所代表的全息状态。
• 消息： 每次与进程的交互都通过一条消息表示。消息符合 ANS-104 数据项标准。它们可以来自网络内的用户或其他进程。
• 调度单元（SUs）： SUs 的任务是为消息编号，以便系统地处理它们。此外，它们还确保消息及其数据被上传到Arweave。
• 计算单元（CUs）： CUs 的任务是确定进程的状态并处理消息请求。然而，CUs 并不义务计算每一条消息；如果它们缺乏必要的资源，它们可以拒绝计算。现有的 CUs（在撰写本文时）使用基于 WASM 的虚拟机环境，支持高达 4 GB 的 RAM。
• 消息单元（MUs）： MUs 负责消息的流通。它们的工作是将消息推送通过系统，确保它们由 SU 排序，然后与 CU 协调进行计算。MUs 不断监控新消息，并根据需要重复此过程。

AO 中的并行处理是如何工作的？

在 AO 中，多个进程可以并行操作，共享可用的计算资源。在其他进程空闲时，资源被重新分配给活动进程。这种重新分配有助于最大化利用可用资源，加快处理时间，使系统更加高效和可扩展。

AO 中的消息是如何处理的？

网络内的每次交互都以消息的形式进行。每条消息都经历以下流程：

1. 用户或其他进程以消息的形式向某个进程发送请求。消息由消息单元（MU）接收并转发给调度单元（SU）。
2. 调度单元（SU）为消息分配一个原子递增的槽编号，并确保消息上传到Arweave。SU也可以选择缓存消息。
3. 然后，消息单元（MU）向计算单元（CU）发送请求，以计算消息结果。
4. 计算单元（CU）然后从调度单元（SU）或直接从Arweave获取所请求的消息，并计算其结果。
5. 计算结果被发送回消息单元（MU），MU 检查消息是否需要被推送（如果结果需要进一步处理）。
6. 如果结果不需要进一步处理，那么消息单元（MU）将结果发送给消息的原始创建者（用户或进程）。

AO 进程如何作为自治代理运行？

基于预定义逻辑，AO 进程可以与 Arweave 网络进行最小化甚至无需持续用户干预的交互。结合它们的其他特性，AO 进程可以以可验证的方式作为自治代理行事。这开启了从参与代币化游戏到充当AO聊天机器人等众多潜在应用的可能性。此外，AO 引入了类似 cron 的系统，使进程能够在预定的间隔执行任务。无论是提供及时的警报、更新代币价格，还是根据这些更新促进自动化交易和套利，AO进程作为自治代理的能力是广泛的。

如何开始使用 AO？

对于开发者

开发者有两种方式与 AO 互动：

• AOS：开发者可以使用 AOS 在他们的终端内生成他们的进程。aos 与 ao 是不同的。ao 是一个计算环境，而 aos 功能类似操作系统。它目前支持 Lua 语言编程。查看这些文档以使用 AOS 生成进程。
• aoconnect：对于更习惯使用 JavaScript 的开发者来说，aoconnect SDK 提供了一种在节点和浏览器环境中生成和交互进程的方式。访问这里了解更多关于 AO connect 的信息。

对于终端用户

终端用户可以选择多种应用程序：

• Astro：一种超额抵押的稳定币，为 Arweave 增加流动性。想要探索 Astro，请访问这里。
• Bark：由代币流动性池支持的去中心化 AMM 交易所。发现 Bark 及其特点，请点击这里。
• AO Effect：一种竞技场风格的游戏，可以与全球的朋友互动。开始 AOEffect 游戏，请访问这里。

AO 的下一步是什么？

展望未来，AO 正准备在协议层推出增强功能，这将包括支付通道、代币化和质押机制的选项。除此之外，应用开发的视野很广，有可能扩展到临时文件存储解决方案、市场、游戏，甚至人工智能。

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