Solanas høyytelses blockchain er bygget med åtte innovasjoner:" "1." "Proof of History: En klokke før konsensus" "2." "Tower BFT: En PoH-optimalisert versjon av PBFT" "3." Turbine: En blokkeringspropagasjonprotokoll 4. "Gulfstream: Protokoll for overføring av transaksjoner uten mempool" "5." Sealevel: Verdens første parallelle smart kontrakter kjøringstid "6." Pipelining: Transaksjonsbehandlingsenhet for validering "7." Cloudbreak: Horisontal skalert konto database 8. Arkivører: Distribuert hovedboklagring Bevis på historie: En klokke før konsensus "Den største utfordringen i distribuerte nettverk er å bli enige om tiden og rekkefølgen der hendelser skjedde, ettersom noder i nettverket ikke kan stole på tidsstempelet på meldinger mottatt fra andre noder." "Solana prøver å løse dette med Proof of History (PoH) ved å opprette en kryptografisk sikker tidskilde på tvers av nettverket." "Proof of History er en høyfrekvent Verifiable Delay Function (VDF), som krever et spesifikt antall sekvensielle trinn for å evaluere, men produserer en unik utgang som kan verifiseres offentlig." "Dette betyr at noder kan opprette den neste blokken uten å måtte koordinere med hele nettverket først fordi de kan stole på tidsstemplingen og rekkefølgen av meldingene de har mottatt." Resultatet er en reduksjon i konsensus-overhead. Tower BFT: En PoH-optimalisert versjon av PBFT "På toppen av Proof of History kjører Solana sin konsensusmekanisme kalt Tower BFT, som er en PBFT-lignende algoritme som utnytter den synkroniserte klokken som muliggjøres av PoH for å oppnå konsensus om nettverkstransaksjoner." "På et høyt nivå, hver gang en node i nettverket stemmer på en bestemt fork, forplikter de seg til en viss mengde tid hvor de er låst ute fra å stemme på en motstridende fork." "Den perioden hvor de er utelukket vokser eksponentielt ettersom de fortsetter å stemme på den samme gaffelen til de oppnår en maksimal låsing på 32 stemmer for den samme gaffelen." "Noder på nettverket vil kun motta inflasjonsbelønninger når de når denne maksimale avstemningslockouten; derfor er det i deres interesse å fortsette å stemme på den kjendte de tror at superflertallet av nettverket stemmer for." Turbine: En blokk propagasjonsprotokoll "Solana overfører blokker (kommuniserer blokker mellom validerere) uavhengig av konsensus, ved å bruke en separat, men tilkoblet protokoll kalt Turbine." "Turbinen låner tungt fra BitTorrent og er optimalisert for streaming." "Når et blokk strømmer, blir det delt opp i små pakker sammen med viskningskoder, og deretter spredt ut over et stort sett med tilfeldige jevnaldrende." Gulf Stream: Protokoll for videresending av transaksjoner uten Mempool "I et høytytende nettverk presenterer mempool-administrasjon en ny klasse problemer når det gjelder kostnadene ved å filtrere og opprettholde et økende antall ikke-bekreftede transaksjoner." "Gulf Stream fungerer ved å skyve transaksjonsbuffering og videresending til kanten av nettverket." "Siden hver validator kjenner rekkefølgen av kommende ledere (blokkprodusenter) i Solana-arkitekturen, videresender kunder og validatorer transaksjoner til den forventede lederen på forhånd." Dette gjør det mulig for validatorer å utføre transaksjoner på forhånd, redusere bekreftelsestider, bytte ledere raskere og redusere minnepresset på validatorer fra den ukontrollerte transaksjonsbassenget. "En konsekvens av å kjenne ledere på forhånd er en økt risiko for validator samarbeid, siden nettverket gir mer tid til å koordinere." "De raske blokkene til Solana kan redusere muligheten for samarbeid fordi det begrenser tiden som er tillatt for å planlegge et angrep." Sealevel: Parallell smart kontrakts kjøretid "Solana bygde Sealevel, en hyper-parallelisert transaksjonsbehandlingsmotor designet for å skalere horisontalt over GPU-er og SSD-er." "De fleste andre blokkjeder er enkelttrådede datamaskiner." "I motsetning til dette kan Solana støtte parallell transaksjonsutførelse (i tillegg til signaturverifisering) i en enkelt shard." "Løsningen på dette problemet låner sterkt fra en operativsystemdriverteknikk kalt scatter-gather." "Transaksjoner spesifiserer på forhånd hvilken tilstand de vil lese og skrive mens de utfører." Sealevel kan finne de ikke-overlappende transaksjonene som skjer i en blokk og utføre dem parallelt (kalt parallell utførelse) mens de optimaliserer hvordan lesing og skriving til tilstanden planlegges på tvers av et array av RAID 0 SSD-er. Sealevel er en VM som planlegger transaksjoner, men den utfører ikke faktisk transaksjoner i VM-en. I stedet overgir Sealevel transaksjoner for å bli utført på maskinvare naturlig ved hjelp av bytekode kalt Berkeley Packet Filter (BPF). Pipeline: En transaksjonsbehandlingsenhet for valideringsoptimalisering "Prosessen med transaksjonsvalidering på Solana-nettverket gjør omfattende bruk av en optimalisering som er vanlig i CPU-design kalt pipelining." Pipelining er en passende prosess når det finnes en strøm av inndata som må behandles av en sekvens av trinn, og det er forskjellig maskinvare som er ansvarlig for hvert trinn. "På Solana-nettverket fremdrar pipelinemekanismen, Transaction Processing Unit (TPU), gjennom datainnhenting på kjerne nivå, signaturverifisering på GPU-nivå, banktjenester på CPU-nivå, og skriving på kjernespace." "Når TPU-en begynner å sende blokker til validatorene, har den allerede hentet inn neste sett med pakker, verifisert signaturene deres og begynt å kreditere tokens." "GPU-paralleliseringen i denne fire-trinns pipeline lar Solana TPU fungere med høy ytelse." Cloudbreak: Horisontalt skalerte kontoer database Metoder for å skalere beregning ved å bruke disse andre innovasjonene kan føre til minneflaske. Hukommelse brukes til å holde styr på kontoene og kan slite med å opprettholde ytelsen på grunn av manglende minnestørrelse og begrensede tilgangshastigheter. "Cloudbreak ble designet for å optimalisere for samtidige lesinger og skrivninger fordelt over en RAID 0-konfigurasjon av SSD-er." " hver ekstra disk legger til lagringskapasitet tilgjengelig for programmer på kjeden, samtidig som det øker antallet samtidige lesninger og skrivinger programmene kan utføre når de kjører." "Dette går hånd i hånd med Solanas transaksjonsdesign, som gjør det mulig å forhåndsinnhente kontoer fra disk og forberede kjøringen for utførelse, noe som også gjør det mulig for noder på nettverket å begynne å utføre transaksjoner før de blir kodet inn i en blokk." "Alt dette har som mål å redusere blokkeringstider og bekreftelseslatens på nettverket." Arkiver: Distribuert hovedboklagring "Å lagre og vedlikeholde data på et høyytelsesnettverk vil sannsynligvis bli en primær sentraliseringsvektor." "Hvis lagringskostnadene er veldig høye, vil bare godt finansierte enheter være i stand til å fungere som validatorer og delta i konsensus." "På Solana blir datalagring overført fra validatorer til et nettverk av noder kalt Archivers." Archivere deltar ikke i konsensus. Historien om staten er delt opp i mange biter og strykekoder. "Arkivatorer lagrer små deler av tilstanden." "Av og til vil nettverket be Arkiverne om å bevise at de lagrer dataene de skal lagre." "Solana utnytter Proofs of Replication (PoRep), som er kraftig lånt fra Filecoin." "Arkiverere er for øyeblikket ikke implementert og er på den langsiktige veikartet." "De vil bli rullet ut basert på nettverksdatakrav.