Blockchain Solana yang sangat berkinerja dibangun menggunakan delapan inovasi:" "1." Bukti Sejarah: Jam sebelum konsensus "2." Tower BFT: Versi PBFT yang dioptimalkan untuk PoH "3." Turbine: Protokol propagasi blok "4." Gulfstream: Protokol pengiriman transaksi tanpa Mempool "5." Sealevel: Runtime kontrak pintar paralel pertama di dunia "6." Pipelining: Unit pemrosesan transaksi untuk validasi "7." Cloudbreak: Basis data akun yang diskalakan secara horizontal "8." Arsip: Penyimpanan buku besar terdistribusi Bukti Sejarah: Jam Sebelum Konsensus "Tantangan terbesar dalam jaringan terdistribusi adalah menyetujui waktu dan urutan di mana peristiwa terjadi karena node dalam jaringan tidak dapat mempercayai cap waktu pada pesan yang diterima dari node lain." "Solana berusaha untuk menyelesaikan ini dengan Proof of History (PoH) dengan menciptakan sumber waktu yang aman secara kriptografis di seluruh jaringan." "Bukti Sejarah adalah Fungsi Delay yang Dapat Diverifikasi (VDF) frekuensi tinggi, yang memerlukan sejumlah langkah berurutan tertentu untuk dievaluasi tetapi menghasilkan output unik yang dapat diverifikasi secara publik." "Ini berarti bahwa node dapat membuat blok berikutnya tanpa perlu berkoordinasi dengan seluruh jaringan terlebih dahulu karena mereka dapat mempercayai cap waktu dan urutan pesan yang telah mereka terima." "Hasilnya adalah pengurangan beban konsensus." Tower BFT: Versi PBFT yang dioptimalkan untuk PoH "Di atas Proof of History, Solana menjalankan mekanisme konsensusnya yang disebut Tower BFT, yang merupakan algoritma mirip PBFT yang memanfaatkan jam sinkron yang diaktifkan oleh PoH untuk mencapai konsensus pada transaksi jaringan." "Pada tingkat tinggi, setiap kali sebuah node di jaringan memberikan suara pada fork tertentu, mereka berkomitmen untuk sejumlah waktu tertentu di mana mereka tidak dapat memberikan suara pada fork yang berlawanan." "Periode di mana mereka terkunci semakin meningkat seiring mereka terus memilih pada fork yang sama hingga mencapai maksimum terkunci pada 32 suara untuk fork yang sama." "Node di jaringan hanya akan menerima imbalan inflasi ketika mereka mencapai batas maksimal kunci suara ini; oleh karena itu, adalah kepentingan mereka untuk terus memberikan suara pada fork yang mereka percayai bahwa supermajoritas jaringan sedang memberikan suara untuk." Turbine: Protokol propagasi blok "Solana mengirimkan blok (berkomunikasi blok antara validator) secara independen dari konsensus, menggunakan protokol terpisah namun terhubung yang disebut Turbine." Turbine meminjam banyak dari BitTorrent dan dioptimalkan untuk streaming. "Saat blok disiarkan, ia dipecah menjadi paket-paket kecil bersama dengan kode penghapusan, dan kemudian disebar ke seluruh serangkaian rekan acak yang besar." Gulf Stream: Protokol pengiriman transaksi tanpa Mempool "Pada jaringan berkinerja tinggi, manajemen mempool menghadirkan kelas masalah baru dalam hal biaya penyaringan dan pemeliharaan jumlah transaksi yang belum terkonfirmasi yang terus meningkat." "Gulf Stream berfungsi dengan mendorong caching transaksi dan pengiriman ke tepi jaringan." "Karena setiap validator mengetahui urutan pemimpin yang akan datang (produsen blok) dalam arsitektur Solana, klien dan validator mengirimkan transaksi kepada pemimpin yang diharapkan sebelumnya." "Ini memungkinkan validator untuk mengeksekusi transaksi lebih awal, mengurangi waktu konfirmasi, mengganti pemimpin lebih cepat, dan mengurangi tekanan memori pada validator dari kumpulan transaksi yang belum dikonfirmasi." "Salah satu konsekuensi dari mengetahui pemimpin sebelumnya adalah meningkatnya risiko kolusi validator karena jaringan memberikan lebih banyak waktu bagi mereka untuk berkoordinasi." "Waktu blok cepat Solana mungkin mengurangi peluang kolusi karena membatasi waktu yang diizinkan untuk merencanakan serangan." Sealevel: Waktu jalan kontrak pintar paralel "Solana membangun Sealevel, sebuah mesin pemrosesan transaksi hyper-paralel yang dirancang untuk diskalakan secara horizontal di seluruh GPU dan SSD." "Kebanyakan blockchain lainnya adalah komputer berurutan." "Dibandingkan, Solana dapat mendukung eksekusi transaksi paralel (selain verifikasi tanda tangan) dalam satu shard." "Solusi untuk masalah ini sangat dipengaruhi oleh teknik penggerak sistem operasi yang disebut scatter-gather." "Transaksi menentukan sebelumnya keadaan apa yang akan dibaca dan ditulis saat dieksekusi." Sealevel mampu menemukan transaksi yang tidak tumpang tindih yang terjadi dalam sebuah blok dan menjalankannya secara paralel (disebut eksekusi paralel) sambil mengoptimalkan bagaimana pembacaan dan penulisan ke keadaan dijadwalkan di seluruh array SSD RAID 0. Sealevel adalah VM yang menjadwalkan transaksi, tetapi sebenarnya tidak mengeksekusi transaksi di VM. Sebagai gantinya, Sealevel menyerahkan transaksi untuk dieksekusi pada perangkat keras secara native menggunakan bytecode yang disebut Berkeley Packet Filter (BPF). Pipeline: Unit Pemrosesan Transaksi untuk optimasi validasi "Proses validasi transaksi di jaringan Solana memanfaatkan secara luas sebuah optimisasi yang umum dalam desain CPU yang disebut pipelining." "Pipelining adalah proses yang tepat ketika ada aliran data masukan yang perlu diproses melalui serangkaian langkah dan ada perangkat keras yang berbeda bertanggung jawab untuk setiap langkah." "Di jaringan Solana, mekanisme pipeline, Transaction Processing Unit (TPU), berkembang melalui Pengambilan Data di tingkat kernel, Verifikasi Tanda Tangan di tingkat GPU, Perbankan di tingkat CPU, dan Penulisan di ruang kernel." "Saat TPU mulai mengirim blok ke validator, ia sudah mengambil set paket berikutnya, memverifikasi tanda tangan mereka, dan mulai memberikan kredit token." "Paralelisasi GPU dalam jalur empat tahap ini memungkinkan TPU Solana untuk beroperasi pada kinerja tinggi." Cloudbreak: Database akun yang diskalakan secara horizontal "Metode untuk meningkatkan komputasi menggunakan inovasi lain ini dapat mengakibatkan kemacetan memori." "Memori digunakan untuk melacak akun dan dapat mengalami kesulitan dalam mempertahankan kinerja karena ukuran memori yang tidak mencukupi dan kecepatan akses yang terbatas." "Cloudbreak dirancang untuk mengoptimalkan pembacaan dan penulisan bersamaan yang tersebar di konfigurasi RAID 0 dari SSD." "Setiap disk tambahan menambah kapasitas penyimpanan yang tersedia untuk program on-chain, sambil juga meningkatkan jumlah pembacaan dan penulisan bersamaan yang dapat dilakukan program saat mengeksekusi." "Ini berjalan seiring dengan desain transaksi Solana, memungkinkan untuk pra-ambil akun dari disk dan mempersiapkan runtime untuk eksekusi, juga memungkinkan node di jaringan untuk mulai mengeksekusi transaksi sebelum mereka dikodekan ke dalam blok." "Semua ini bertujuan untuk membantu mengurangi waktu blok dan latensi konfirmasi di jaringan." Pengarsip: Penyimpanan buku besar terdistribusi "Menyimpan dan mempertahankan data di jaringan berkinerja tinggi kemungkinan akan menjadi vektor sentralisasi utama." "Jika biaya penyimpanan sangat tinggi, hanya entitas yang memiliki dana yang baik yang akan dapat bertindak sebagai validator dan berpartisipasi dalam konsensus." "Di Solana, penyimpanan data dialihkan dari validator ke jaringan node yang disebut Archivers." Arsipers tidak berpartisipasi dalam konsensus. Sejarah negara ini dibagi menjadi banyak bagian dan kode penghapusan. "Pengarsip menyimpan bagian kecil dari keadaan." "Setiap beberapa saat, jaringan akan meminta para Pengarsip untuk membuktikan bahwa mereka menyimpan data yang seharusnya mereka simpan." "Solana memanfaatkan Bukti Replikasi (PoRep), yang dipinjam secara besar-besaran dari Filecoin." "Arkhivers saat ini tidak diimplementasikan dan masuk dalam rencana jangka panjang." "Mereka akan diluncurkan berdasarkan permintaan data jaringan.