Arweave發(fā)布超平行計(jì)算機(jī)AO 速覽什么是AO

訪客 2年前 (2024-02-28) 閱讀數(shù) 358 #區(qū)塊鏈

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撰文：0xjs@喜來順財(cái)經(jīng)

在預(yù)告推出超平行計(jì)算機(jī)AO兩周后，北京時(shí)間2024年2月28日凌晨，去中心化存儲(chǔ)項(xiàng)目Arweave正式發(fā)布AO公開測(cè)試網(wǎng)。?

從預(yù)告到正式推出，Arweave代幣AR價(jià)格已經(jīng)上漲超過1倍。

據(jù)Arweave團(tuán)隊(duì)說法，Arweave早在2020年初就有此想法，即Arweave數(shù)據(jù)存儲(chǔ)平臺(tái)可以支撐高度可擴(kuò)展的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)。2023年在制定使用代幣代表內(nèi)容所有權(quán)的計(jì)劃時(shí)，意識(shí)到需要一個(gè)高度可擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)來支持此類代幣的市場(chǎng)，隨后開始默默開發(fā)。

Arweave創(chuàng)始人Wiliams表示，AO構(gòu)建了一臺(tái)超并行計(jì)算機(jī)，其可以同時(shí)并行運(yùn)行任意數(shù)量線程的計(jì)算機(jī)，可擴(kuò)展性令人難以置信。

也就是說，原本做去中心化存儲(chǔ)的Arweave進(jìn)入計(jì)算和智能合約市場(chǎng)。盡管其采取的架構(gòu)和方法，和以太坊等公鏈迥異，但事實(shí)上已經(jīng)進(jìn)入公鏈?zhǔn)袌?chǎng)并和它們競(jìng)爭(zhēng)。

Arweave創(chuàng)始人Williams表示，AO有信心與以太坊競(jìng)爭(zhēng)。那么，到底什么是AO？有何特性讓其創(chuàng)始人有信心與以太坊競(jìng)爭(zhēng)？

什么是AO？

據(jù)AO官方文檔，AO計(jì)算機(jī)是面向參與者的(actor oriented)機(jī)器，從遵守其核心數(shù)據(jù)協(xié)議的節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中涌現(xiàn)，運(yùn)行在Arweave網(wǎng)絡(luò)上。下面簡(jiǎn)要介紹該協(xié)議及其功能以及技術(shù)細(xì)節(jié)。

AO計(jì)算機(jī)是一個(gè)單一的、統(tǒng)一的計(jì)算環(huán)境（?Single System Image，單系統(tǒng)映像，其是分布式計(jì)算的一種模式，使用一個(gè)多網(wǎng)絡(luò)的通用接口，分布式數(shù)據(jù)庫，或者多個(gè)服務(wù)器，但對(duì)用戶而言是一個(gè)系統(tǒng)），托管在分布式網(wǎng)絡(luò)中的一組異構(gòu)節(jié)點(diǎn)上。AO旨在提供一個(gè)環(huán)境，其中可以駐留任意數(shù)量的并行進(jìn)程，并通過開放的消息傳遞層進(jìn)行協(xié)調(diào)。這種消息傳遞標(biāo)準(zhǔn)將機(jī)器的獨(dú)立操作流程連接到一個(gè)“網(wǎng)絡(luò)”中，就像網(wǎng)站在獨(dú)立服務(wù)器上運(yùn)行但通過超鏈接連接成一個(gè)凝聚的統(tǒng)一體驗(yàn)一樣。

與現(xiàn)有的去中心化計(jì)算系統(tǒng)不同，AO能夠支持計(jì)算操作而無需協(xié)議強(qiáng)制限制大小和形式，同時(shí)還保持網(wǎng)絡(luò)本身的可驗(yàn)證性（從而實(shí)現(xiàn)信任最小化）。此外，AO分布式和模塊化架構(gòu)允許現(xiàn)有的智能合約平臺(tái)輕松“插入”網(wǎng)絡(luò)，充當(dāng)可以從任何其他進(jìn)程發(fā)送和接收消息的單個(gè)進(jìn)程。

AO，不是對(duì)計(jì)算環(huán)境的所有用戶強(qiáng)制執(zhí)行一組選擇，而是以模塊化形式構(gòu)建。AO允許用戶選擇最適合他們的虛擬機(jī)、去中心化排序權(quán)衡、消息傳遞安全保證和支付選項(xiàng)。然后，通過將所有消息（每條消息共享相同的格式）最終結(jié)算到 Arweave 的去中心化數(shù)據(jù)層上來統(tǒng)一該模塊化環(huán)境。這種模塊化創(chuàng)建了一個(gè)適合極其廣泛的工作負(fù)載的統(tǒng)一計(jì)算環(huán)境，其中每個(gè)進(jìn)程都可以輕松地傳輸消息并進(jìn)行協(xié)作。

AO的核心目標(biāo)是在沒有任何實(shí)際規(guī)模限制的情況下實(shí)現(xiàn)無需信任和協(xié)作的計(jì)算服務(wù)。這為應(yīng)用程序提供了一個(gè)以前不可能的全新設(shè)計(jì)空間，其融合了智能合約應(yīng)用程序（除了代碼之外不需要信任任何東西的服務(wù)）和傳統(tǒng)計(jì)算環(huán)境（Amazon EC2 等）的優(yōu)點(diǎn)。

由于其可擴(kuò)展性，開發(fā)人員使用AO的自然方式是在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)生成自己的命令行 (?aos) 進(jìn)程，并開始發(fā)出命令。這個(gè)開發(fā)者體驗(yàn)類似于開發(fā)人員在云主機(jī)上創(chuàng)建新的服務(wù)器實(shí)例并通過 SSH 連接到它，只不過這個(gè)命令行過程具有智能合約的屬性。他們的命令行進(jìn)程ao?并不存在于任何特定的數(shù)據(jù)中心或任何一個(gè)物理位置，并且其計(jì)算是完全無需信任的。每個(gè)用戶都可以與其他所有進(jìn)程和程序發(fā)送消息并進(jìn)行交互。其結(jié)果是一個(gè)全局性的“單系統(tǒng)映像”：一臺(tái)統(tǒng)一的計(jì)算機(jī)——分布在世界各地，以任何規(guī)模運(yùn)行——在所有用戶之間共享。

從最終用戶或開發(fā)人員的角度來看，AO本質(zhì)很簡(jiǎn)單： AO是一臺(tái)共享計(jì)算機(jī)，他們可以在其中運(yùn)行任意數(shù)量的進(jìn)程。這些進(jìn)程不托管在任何特定服務(wù)器上，也不受任何個(gè)人或團(tuán)體的控制。相反，一旦啟動(dòng)，這些流程就可以通過加密方式委托，以可證明中立的方式永久地提供服務(wù)。這使他們能夠隨著時(shí)間的推移保證用戶的權(quán)利。

AO核心功能

與現(xiàn)有的去中心化和分布式計(jì)算系統(tǒng)相比，AO協(xié)議具有以下特點(diǎn)：

并行運(yùn)行任意數(shù)量的進(jìn)程（“合約”）：在AO中，應(yīng)用程序由任意數(shù)量的通信進(jìn)程構(gòu)建。受到原始 Actor 模型（Carl Hewitt，1973）和Erlang的啟發(fā)，ao不允許進(jìn)程之間共享內(nèi)存，但允許它們通過原生消息傳遞標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行協(xié)調(diào)。然后，這些進(jìn)程中的每一個(gè)都可以以可用計(jì)算資源的全速運(yùn)行，而不會(huì)相互干擾。通過專注于消息傳遞，AO可以實(shí)現(xiàn)比傳統(tǒng)智能合約更類似于傳統(tǒng) Web2/分布式系統(tǒng)環(huán)境的擴(kuò)展機(jī)制。

進(jìn)程中的無限資源利用：建立在SmartWeave和LazyLedger原始版本（后來改名為Celestia）的延遲評(píng)估架構(gòu)之上，AO網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)根本不需要執(zhí)行任何計(jì)算即可就程序狀態(tài)達(dá)成共識(shí)過渡。狀態(tài)由 Arweave 托管的進(jìn)程消息日志“全息”暗示。然后，計(jì)算成本被委托給用戶，他們可以計(jì)算自己的狀態(tài)，或者請(qǐng)求由他們選擇的節(jié)點(diǎn)執(zhí)行。

訪問原生無限硬盤Arweave：AO進(jìn)程可以無縫地將任何大小的數(shù)據(jù)直接加載到內(nèi)存中、執(zhí)行并寫回網(wǎng)絡(luò)。這種設(shè)置消除了典型的資源限制，并實(shí)現(xiàn)了完全并行執(zhí)行，極大地?cái)U(kuò)展了應(yīng)用程序開發(fā)的可能性，超越了傳統(tǒng)智能合約平臺(tái)的限制。因此，它為需要大量數(shù)據(jù)處理和計(jì)算資源的復(fù)雜應(yīng)用程序打開了大門，例如機(jī)器學(xué)習(xí)任務(wù)和高計(jì)算自主智能體。

自動(dòng)激活合約：在傳統(tǒng)的智能合約環(huán)境（如以太坊、Solana、Polygon 等）中，合約會(huì)根據(jù)用戶交易的請(qǐng)求“喚醒”以執(zhí)行計(jì)算。這創(chuàng)建了一個(gè)環(huán)境，在該環(huán)境中，除非用戶與程序交互，否則程序不是“實(shí)時(shí)”的，從而縮小了可以在其上構(gòu)建的應(yīng)用程序的范圍。ao通過允許合約進(jìn)行預(yù)定的“cron”交互來消除此限制，這些交互會(huì)自動(dòng)喚醒它們并按設(shè)定的時(shí)間間隔執(zhí)行計(jì)算。任何用戶，或者實(shí)際上是進(jìn)程本身，都可以向節(jié)點(diǎn)付費(fèi)以“訂閱”進(jìn)程，以便以適當(dāng)?shù)念l率觸發(fā)計(jì)算評(píng)估。

支持?jǐn)U展的模塊化架構(gòu)：ao的核心架構(gòu)是一個(gè)開放數(shù)據(jù)協(xié)議，任何人都可以構(gòu)建其實(shí)現(xiàn)。所有東西——從排序器、消息傳遞中繼器，甚至系統(tǒng)的虛擬機(jī)——都可以隨意交換和擴(kuò)展。這種靈活性將允許 Arweave 生態(tài)系統(tǒng)中現(xiàn)有的智能合約系統(tǒng)（Warp、Ever、Mem 等）插入ao統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)并能夠從統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)發(fā)送和接收消息。這也將允許所有這些智能合約系統(tǒng)共享一些相同的基礎(chǔ)設(shè)施和工具，從而在 Arweave 上提供更加連貫的計(jì)算體驗(yàn)。

AO基本架構(gòu)

進(jìn)程（Processes）：網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算單元。進(jìn)程由存儲(chǔ)在 Arweave 上的交互消息日志以及初始化數(shù)據(jù)項(xiàng)表示。進(jìn)程在初始化時(shí)定義其所需的計(jì)算環(huán)境（其虛擬機(jī)、調(diào)度程序、內(nèi)存需求和必要的擴(kuò)展）。雖然流程以這種方式在共識(shí)級(jí)別上表示，但它們也意味著可以由滿足要求的計(jì)算單元計(jì)算并選擇執(zhí)行該流程的狀態(tài)。除了從用戶錢包接收消息之外，進(jìn)程還通過消息單元轉(zhuǎn)發(fā)來自其他進(jìn)程的消息。流程開發(fā)人員可以自由選擇如何確定這些消息的可信度。

消息（Messages）：與進(jìn)程的每次交互都由消息表示。消息的核心是符合ANS-104標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)項(xiàng)。用戶和進(jìn)程（通過其發(fā)件箱和消息單元）可以通過調(diào)度程序單元將消息發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上的其他進(jìn)程。AO消息的語義介于UDP和TCP數(shù)據(jù)包之間：保證僅傳遞一次，但如果消息從未被消息單元轉(zhuǎn)發(fā)——或者接收者從未實(shí)際處理它——那么它的傳遞將不會(huì)發(fā)生。

調(diào)度程序單元 (Scheduler Units，SU)：負(fù)責(zé)將發(fā)送給進(jìn)程的信息分配slot編號(hào)并確保數(shù)據(jù)上傳到Arweave。調(diào)度程序單元負(fù)責(zé)將原子遞增的slot編號(hào)單一分配給發(fā)送到進(jìn)程的消息。分配后，調(diào)度程序需要確保數(shù)據(jù)上傳到 Arweave，從而永久可供其他人訪問。進(jìn)程可以自由選擇其首選的排序器，可以通過多種方式實(shí)現(xiàn)：去中心化、中心化甚至用戶托管。

計(jì)算單元 (Compute Units，CU)：計(jì)算單元是用戶和消息單元可以用來計(jì)算AO中進(jìn)程狀態(tài)的節(jié)點(diǎn)。雖然 SU 有義務(wù)對(duì)它們已接受的進(jìn)程的消息進(jìn)行排序，但不需要 CU 來計(jì)算進(jìn)程的狀態(tài)。這創(chuàng)建了一個(gè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的計(jì)算市場(chǎng)，其中 CU 提供解決進(jìn)程狀態(tài)的服務(wù)，并相互競(jìng)爭(zhēng)——權(quán)衡價(jià)格、進(jìn)程的計(jì)算要求和其他參數(shù)。一旦狀態(tài)計(jì)算完成，CU 將向調(diào)用者返回特定消息解析的輸出（日志、發(fā)件箱和生成其他進(jìn)程的請(qǐng)求）的簽名證明。CU 還可以生成并發(fā)布其他節(jié)點(diǎn)可以加載的簽名狀態(tài)證明——可選擇支付UDL指定費(fèi)用。

通信單元 (Messenger Units，MU)：一種根據(jù) cranking 的進(jìn)程在AO網(wǎng)絡(luò)中傳遞消息的節(jié)點(diǎn)，將消息傳遞給計(jì)算單元，并協(xié)調(diào)以計(jì)算輸出結(jié)果。本質(zhì)上，當(dāng) MU 在系統(tǒng)中發(fā)送消息時(shí)，它們將其發(fā)送到適當(dāng)?shù)腟U進(jìn)行處理，然后與CU協(xié)調(diào)以計(jì)算交互的輸出，然后對(duì)任何生成的發(fā)件箱消息遞歸地重復(fù)該過程。這個(gè)過程一直持續(xù)到?jīng)]有更多的消息需要處理為止。