Chuỗi khối hiệu suất cao của Solana được xây dựng dựa trên tám đổi mới:" "1." "Bằng chứng của Lịch sử: Một chiếc đồng hồ trước sự đồng thuận" "2." Tower BFT: Phiên bản tối ưu hóa PoH của PBFT "3." "Turbine: Một giao thức phát tán khối" "4." Gulfstream: Giao thức chuyển tiếp giao dịch không có mempool "5." Sealevel: Thời gian chạy hợp đồng thông minh song song đầu tiên trên thế giới "6." Chuyển tiếp: Đơn vị xử lý giao dịch để xác thực "7." "Cloudbreak: Cơ sở dữ liệu tài khoản mở rộng theo chiều ngang" "8." Các nhà lưu trữ: Lưu trữ sổ cái phân tán Chứng minh Lịch sử: Một chiếc đồng hồ trước sự đồng thuận "Thách thức lớn nhất trong các mạng phân tán là đồng ý về thời gian và trình tự mà các sự kiện đã xảy ra, vì các nút trong mạng không thể tin tưởng vào dấu thời gian trên các tin nhắn nhận được từ các nút khác." "Solana cố gắng giải quyết điều này bằng cách sử dụng Proof of History (PoH) bằng cách tạo ra một nguồn thời gian an toàn về mặt mật mã trên toàn mạng." "Proof of History là một Hàm Trễ Có thể Xác minh (VDF) tần suất cao, yêu cầu một số bước tuần tự cụ thể để đánh giá nhưng tạo ra một đầu ra duy nhất có thể được xác minh công khai." "Điều này có nghĩa là các nút có thể tạo khối tiếp theo mà không cần phải phối hợp với toàn bộ mạng trước tiên vì họ có thể tin tưởng vào dấu thời gian và thứ tự của các thông điệp mà họ đã nhận." "Kết quả là sự giảm bớt chi phí đồng thuận." Tower BFT: Phiên bản tối ưu PoH của PBFT "Trên nền tảng của Proof of History, Solana chạy cơ chế đồng thuận của mình gọi là Tower BFT, đây là một thuật toán giống như PBFT tận dụng đồng hồ đồng bộ được kích hoạt bởi PoH để đạt được đồng thuận trên các giao dịch trong mạng." "Ở cấp độ cao, mỗi khi một nút trên mạng bỏ phiếu cho một nhánh cụ thể, họ cam kết một khoảng thời gian nhất định mà họ bị khóa khỏi việc bỏ phiếu cho một nhánh đối lập." "Thời gian họ bị khóa ngày càng tăng theo cấp số nhân khi họ tiếp tục bỏ phiếu cho cùng một phân nhánh cho đến khi đạt được mức khóa tối đa là 32 phiếu cho cùng một phân nhánh." "Các nút trên mạng chỉ nhận được phần thưởng lạm phát khi họ đạt đến mức khóa bỏ phiếu tối đa này; vì vậy, điều này có lợi cho họ để tiếp tục bỏ phiếu cho nhánh mà họ tin rằng số đông mạng đang bỏ phiếu cho." Turbine: Giao thức lan truyền khối "Solana truyền tải các khối (giao tiếp các khối giữa các validator) độc lập với sự đồng thuận, sử dụng một giao thức riêng nhưng liên kết được gọi là Turbine." "Turbine vay mượn nhiều từ BitTorrent và được tối ưu hóa cho việc phát trực tuyến." "Khi một khối được phát, nó sẽ được chia thành những gói nhỏ cùng với mã xóa, và sau đó được phân phối đến một tập hợp lớn các đồng nghiệp ngẫu nhiên." Gulf Stream: Giao thức chuyển tiếp giao dịch không có Mempool Trong một mạng lưới hiệu suất cao, quản lý mempool đưa ra một loại vấn đề mới khi nói đến chi phí lọc và duy trì một số lượng ngày càng tăng các giao dịch chưa được xác nhận. "Gulf Stream hoạt động bằng cách đẩy việc lưu trữ và chuyển tiếp giao dịch đến rìa của mạng." "Kể từ khi mỗi validator biết trình tự của các nhà lãnh đạo (nhà sản xuất khối) sắp tới trong kiến trúc Solana, các khách hàng và validator chuyển tiếp giao dịch đến nhà lãnh đạo dự kiến trước thời gian." "Điều này cho phép các validator thực hiện các giao dịch trước thời gian, giảm thời gian xác nhận, chuyển đổi người lãnh đạo nhanh hơn và giảm áp lực bộ nhớ lên các validator từ bể giao dịch chưa xác nhận." "Một hệ quả của việc biết trước các nhà lãnh đạo là rủi ro gia tăng của sự đồng lõa giữa các validator, vì mạng cho phép họ có nhiều thời gian hơn để phối hợp." Thời gian block nhanh của Solana có thể giảm thiểu cơ hội cấu kết vì nó giới hạn thời gian cho phép để lên kế hoạch tấn công. Sealevel: Thời gian chạy hợp đồng thông minh song song "Solana đã xây dựng Sealevel, một động cơ xử lý giao dịch siêu phân cấp được thiết kế để mở rộng theo chiều ngang qua các GPU và SSD." "Hầu hết các blockchain khác là máy tính chạy một luồng." "Ngược lại, Solana có thể hỗ trợ thực hiện giao dịch song song (ngoài việc xác minh chữ ký) trong một shard duy nhất." Giải pháp cho vấn đề này được vay mượn nhiều từ một kỹ thuật trình điều khiển hệ điều hành gọi là scatter-gather. "Các giao dịch chỉ rõ ngay từ đầu trạng thái nào chúng sẽ đọc và viết trong quá trình thực thi." Sealevel có khả năng tìm các giao dịch không chồng chéo diễn ra trong một khối và thực thi chúng song song (gọi là thực thi song song) trong khi tối ưu hóa cách đọc và ghi vào trạng thái được lên lịch trên một mảng RAID 0 SSD. Sealevel là một VM lên lịch giao dịch, nhưng nó thực sự không thực hiện giao dịch trong VM. Thay vào đó, Sealevel chuyển giao các giao dịch để thực hiện trên phần cứng một cách bản địa bằng cách sử dụng mã byte gọi là Berkeley Packet Filter (BPF). Đường ống: Một Đơn Vị Xử Lý Giao Dịch để tối ưu hóa xác thực "Quá trình xác thực giao dịch trên mạng Solana sử dụng rộng rãi một tối ưu hóa phổ biến trong thiết kế CPU gọi là pipelining." "Pipelining là một quy trình thích hợp khi có một dòng dữ liệu đầu vào cần được xử lý qua một chuỗi các bước và có phần cứng khác nhau chịu trách nhiệm cho từng bước." "Trên mạng Solana, cơ chế ống, Đơn vị Xử lý Giao dịch (TPU), phát triển thông qua Lấy Dữ liệu ở cấp độ kernel, Xác minh Chữ ký ở cấp độ GPU, Ngân hàng ở cấp độ CPU, và Ghi dữ liệu ở không gian kernel." "Khi TPU bắt đầu gửi các khối đến các xác thực viên, nó đã nhận được bộ gói tiếp theo, xác minh chữ ký của chúng và bắt đầu ghi có token." "Việc phân tán GPU trong quy trình bốn giai đoạn này cho phép Solana TPU hoạt động với hiệu suất cao." Cloudbreak: Cơ sở dữ liệu tài khoản quy mô ngang "Các phương pháp để mở rộng tính toán bằng cách sử dụng những đổi mới khác này có thể dẫn đến các nút thắt cổ chai bộ nhớ." "Bộ nhớ được sử dụng để theo dõi các tài khoản và có thể gặp khó khăn trong việc duy trì hiệu suất do kích thước bộ nhớ thiếu và tốc độ truy cập hạn chế." "Cloudbreak được thiết kế để tối ưu cho việc đọc và ghi đồng thời phân bổ trên cấu hình RAID 0 của các SSD." "Mỗi đĩa bổ sung thêm dung lượng lưu trữ có sẵn cho các chương trình trên chuỗi, đồng thời cũng tăng số lượng các chương trình đọc và ghi đồng thời mà có thể thực hiện khi thực thi." "Điều này song hành với thiết kế giao dịch của Solana, cho phép tải trước các tài khoản từ đĩa và chuẩn bị runtime để thực thi, cũng cho phép các nút trên mạng bắt đầu thực thi các giao dịch trước khi chúng được mã hóa vào một khối." "Tất cả những điều này nhằm mục đích giúp giảm thời gian khối và độ trễ xác nhận trên mạng." Nhà lưu trữ: Lưu trữ sổ cái phân phối "Lưu trữ và duy trì dữ liệu trên một mạng hiệu suất cao có khả năng trở thành một vectơ tập trung chính." "Nếu chi phí lưu trữ rất cao, chỉ những thực thể có tài chính tốt mới có thể hoạt động như các xác thực viên và tham gia vào sự đồng thuận." Trên Solana, việc lưu trữ dữ liệu được chuyển giao từ các xác thực viên đến một mạng lưới các nút gọi là Archivers. "Các Archiver không tham gia vào sự đồng thuận." "Lịch sử của nhà nước bị chia thành nhiều mảnh và mã xóa." "Các lưu trữ viên lưu trữ các phần nhỏ của trạng thái." Thỉnh thoảng, mạng sẽ yêu cầu các Archiver chứng minh rằng họ đang lưu trữ dữ liệu mà họ phải lưu trữ. "Solana tận dụng Chứng nhận Sao chép (PoRep), mà được vay mượn nhiều từ Filecoin." "Các bộ lưu trữ hiện chưa được triển khai và nằm trên lộ trình dài hạn." "Chúng sẽ được triển khai dựa trên nhu cầu dữ liệu mạng.