Чому Solana працює швидко та дешево: Архітектура

Чому Solana працює швидко та дешево залежить від того, як мережа впорядковує, пересилає, виконує та поширює транзакції. Proof of History, Sealevel, Gulf Stream, Turbine та пов'язані компоненти зменшують специфічні вузькі місця, але продуктивність та комісії все ще варіюються залежно від умов мережі та дизайну транзакцій.

Показники продуктивності в цій статті потребують контексту. Широко цитована цифра 65 000 TPS є теоретичним або контрольованим тестовим бенчмарком, а не гарантованою пропускною здатністю основної мережі. Цільовий інтервал приблизно 400 мілісекунд не означає фінальність транзакції, а комісії варіюються залежно від підписів, використання обчислень, налаштувань пріоритету та умов мережі.

Ця стаття призначена виключно для інформаційних та освітніх цілей. Вона не є фінансовою, інвестиційною чи юридичною консультацією. Інвестиції в криптовалюту пов'язані зі значним ризиком, включаючи потенційну втрату основної суми. Завжди проводьте власне дослідження та консультуйтеся з кваліфікованим фінансовим радником перед прийняттям інвестиційних рішень.

Чому Solana працює швидко та дешево: Коротко

Solana працює швидко, тому що обробляє транзакції паралельно, а не послідовно, і дешево, тому що її висока пропускна здатність запобігає мережевій перевантаженості, яка призводить до зростання комісій на інших блокчейнах.

Транзакцій на секунду (TPS) вимірює, скільки транзакцій блокчейн може підтвердити за одну секунду. Solana теоретично може обробляти до 65 000 TPS, згідно з технічною документацією Solana. За нормальних умов основної мережі мережа підтримує приблизно 3000–4000 TPS, згідно з аналітикою мережі Solana Beach (станом на 2024 рік). Середня комісія за транзакцію становить приблизно 0,00025 долара США (Solana Beach, 2024). Для порівняння, на Ethereum комісії регулярно сягають 5–50 доларів США за стандартну транзакцію і можуть зростати понад 100 доларів під час пікового попиту.

Solana використовує Proof of Stake (PoS) як свій механізм консенсусу. Вона не використовує Proof of Work. На Solana немає майнерів, лише валідатори, які вносять токени SOL у стейкінг для участі у підтвердженні транзакцій. Solana є блокчейном Рівня 1 (базова мережа, яка працює незалежно, не побудована поверх іншого ланцюга). Поверх PoS знаходиться визначальна інновація Solana — Proof of History, криптографічний годинник, винайдений засновником Анатолієм Яковенком, який надає валідаторам спільний запис часу без необхідності спілкуватися про нього.

Розділи нижче пояснюють вісім архітектурних інновацій, які дають такі результати, та компроміси, на які йде Solana для їх досягнення.

Чому Solana працює швидко та дешево: Вісім архітектурних інновацій

Перевага Solana у пропускній здатності — це результат не одного влучного дизайнерського рішення. Вона походить від восьми взаємопов'язаних архітектурних інновацій, кожна з яких усуває різне вузьке місце, що обмежує інші блокчейни.

1. Proof of History (PoH) – криптографічний годинник, який ставить часові мітки кожній транзакції у верифікованій послідовності перед тим, як валідатори досягнуть консенсусу
2. Tower BFT – алгоритм консенсусу Solana, створений для використання часових міток PoH та досягнення згоди з набагато меншою кількістю повідомлень від валідаторів
3. Sealevel – паралельна середа виконання смартконтрактів, яка обробляє тисячі транзакцій одночасно на кількох ядрах процесора
4. Gulf Stream – протокол, який пересилає транзакції наступному валідатору до завершення поточного блоку, зменшуючи затримку, пов'язану з чергою
5. Turbine – протокол поширення блоків, який розбиває дані блоку на маленькі пакети та розподіляє їх мережею через каскадний релей
6. Cloudbreak – масштабована горизонтально база даних облікових записів, розроблена для одночасного доступу на читання та запис через кілька потоків
7. Pipelining – оптимізація на рівні обладнання, яка одночасно призначає кожен етап обробки транзакції різному блоку, наче конвеєр
8. Archivers – легковагі вузли зберігання, які розвантажують дані історичного реєстру від валідаторів, зберігаючи ефективність мережі при масштабуванні

Три найважливіші інновації для сирої пропускної здатності – це Proof of History, Tower BFT та Sealevel. Розділи нижче детально пояснюють кожну, а потім решту п'ять.

Proof of History: Криптографічний годинник Solana

Proof of History (PoH) — це механізм криптографічного хронометражу, вбудований у протокол Solana, який створює верифікований, впорядкований запис часу, коли відбувалися транзакції. Це не механізм консенсусу. PoH — це годинник, який алгоритм консенсусу Solana, Tower BFT, використовує для досягнення згоди без необхідності для валідаторів обмінюватися повідомленнями про час.

Кожен блокчейн потребує, щоб валідатори погоджувалися щодо порядку транзакцій. На більшості блокчейнів ця згода вимагає, щоб валідатори спілкувалися один з одним у реальному часі. Ці раунди спілкування створюють затримку (час між поданням транзакції та її підтвердженням), а затримка обмежує пропускну здатність. На Ethereum валідатори обмінюються кількома повідомленнями на блок для встановлення часу. Це працює, але уповільнює процес.

PoH вирішує це шляхом створення безперервного, захищеного від підробки послідовності часових міток до того, як валідаторам потрібно буде про щось домовлятися. Механізм використовує хеш-функцію SHA-256: кожен вихід стає входом для наступного хешу, створюючи ланцюжок, де кожен запис математично доводить, що він з'явився після попереднього. Цей ланцюжок є «доказом історії». Будь-який валідатор може незалежно перевірити послідовність, не питаючи іншого валідатора, котра година. Згідно з документацією Solana Labs, цей дизайн був безпосередньо натхненний попередньою роботою Яковенка над синхронізацією розподілених годинників у Qualcomm.

Аналогія: Уявіть PoH як нотаріуса, який ставить на кожному документі захищену від підробки часову печатку в момент його надходження. Коли валідатори переглядають запис, їм не потрібно сперечатися про те, що сталося першим. Вони читають печатки. Все питання щодо порядку вже вирішено до початку зустрічі.

Це важливо для пропускної здатності, оскільки усуває більшість кругових обмінів повідомленнями між валідаторами, які потрібні іншим блокчейнам перед підтвердженням кожного блоку. До того часу, як Tower BFT розпочне процес консенсусу, порядок подій вже встановлено. Валідаторам потрібно лише погодитися щодо дійсності, а не послідовності. Це зменшення накладних витрат на координацію є основним механізмом, завдяки якому Solana досягає тисяч TPS, а не десятків.

Proof of History НЕ є механізмом консенсусу Solana. Tower BFT є ним. PoH та Tower BFT працюють разом: PoH забезпечує хронометраж, Tower BFT забезпечує валідацію. Плутанина цих двох понять є найпоширенішою помилкою в описах архітектури Solana.

Анатолій Яковенко, колишній інженер розподілених систем у Qualcomm та Dropbox, розробив PoH як ключову інновацію, описану в Whitepaper Solana 2017 року. Його досвід у проблемах синхронізації годинників у розподілених системах безпосередньо сформував дизайн.

Tower BFT: Як Solana досягає консенсусу швидше

Tower BFT — це алгоритм консенсусу Solana, механізм, за допомогою якого валідатори погоджуються, що блок транзакцій є дійсним і має бути доданий до ланцюга. Він безпосередньо спирається на дані часових міток PoH для досягнення цієї згоди за допомогою значно меншої кількості повідомлень, ніж вимагають традиційні системи.

Byzantine Fault Tolerance (BFT) — це здатність системи досягати консенсусу навіть тоді, коли деякі учасники поводяться нечесно або виходять з мережі, що є вимогою для будь-якої довірчої мережі. Традиційні BFT-системи вимагають, щоб валідатори обмінювалися багатьма повідомленнями для встановлення як порядку, так і дійсності транзакцій. Tower BFT обходить більшість цих накладних витрат, оскільки PoH вже подбав про порядок.

Оскільки валідатори мають спільну довірену часову шкалу на основі PoH перед початком консенсусу, Tower BFT вимагає менше раундів комунікації для досягнення згоди. Результат: Solana досягає фінальності транзакцій приблизно за 400–800 мілісекунд порівняно з приблизно 13 секундами для фінальності слота на Ethereum за Proof of Stake (документація Solana, 2024).

Простими словами: Tower BFT схожий на голосування комітету, де всі вже прочитали однакові протоколи зустрічі. Немає дебатів про те, що сталося, лише про те, чи схвалювати це. Для розробників: Tower BFT — це оптимізований варіант Practical Byzantine Fault Tolerance (PBFT), модифікований для використання гарантій часового упорядкування, що надаються PoH.

Sealevel: Обробка тисяч транзакцій одночасно

Sealevel — це паралельна смартконтрактна середовище виконання Solana, механізм, що виконує ончейн-програми. На відміну від EVM Ethereum (Ethereum Virtual Machine), яка обробляє смартконтракти по одному, Sealevel ідентифікує транзакції, які не мають спільних ончейн-акаунтів, і виконує їх одночасно на кількох ядрах CPU та потоках GPU.

Смартконтракти — це самовиконувані програми на блокчейні, які забезпечують роботу DeFi протоколів, мінтинг NFT, обмін токенами та більшість ончейн-активностей. Здатність виконувати тисячі з них одночасно — це те, що відрізняє Sealevel від будь-якого іншого основного середовища виконання смартконтрактів блокчейну.

Аналогія з банківським касиром добре це ілюструє: EVM Ethereum схожа на банк з одним касиром, який обслуговує клієнтів у черзі. Кожен клієнт чекає, незалежно від того, наскільки відрізняються їхні транзакції. Sealevel схожий на банк із сотнями касирів, кожен з яких одночасно обслуговує різного клієнта. Різниця у пропускній здатності пропорційна кількості відкритих паралельних каналів. Це паралельне виконання є однією з основних причин, чому Solana теоретично може обробляти до 65 000 TPS — стеля, яку послідовні архітектури виконання не можуть досягти без значної інфраструктури Рівня 2.

Застосовується одне обмеження: транзакції, які звертаються до одного й того ж акаунта, все одно повинні виконуватися послідовно, оскільки одна залежить від вихідних даних іншої. На практиці переважна більшість транзакцій Solana є незалежними та виконуються повністю паралельно на багатоядерних CPU та GPU-потоках.

П'ять допоміжних інновацій: від Gulf Stream до Archivers

Решта п'ять інновацій вирішують окремі вузькі місця в життєвому циклі транзакцій: від того, як транзакції чергуються та подорожують, до того, як мережа зберігає свій історичний запис.

Gulf Stream вирішує проблему мемпулу. Більшість блокчейнів утримують непідтверджені транзакції в мемпулі, тимчасовій зоні очікування, доки валідатори не заберуть їх для обробки. У перевантажених мережах мемпул зростає, створюючи затримки в черзі та навантаження на пам'ять валідаторів. Gulf Stream усуває традиційний мемпул, пересилаючи транзакції безпосередньо валідатору, запланованому для створення наступного блоку, ще до завершення поточного блоку. Валідатори можуть почати обробку наступної партії, ще працюючи над поточною, що скорочує затримку підтвердження та зменшує навантаження на пам'ять кожного валідатора.

Turbine обробляє поширення блоків. Одночасне розсилання повного блоку тисячам валідаторів створює вузьке місце пропускної здатності: чим більше валідаторів у мережі, тим складніше швидко доставити дані до всіх них. Turbine вирішує це, розбиваючи дані блоку на невеликі пакети та розподіляючи їх мережею за каскадною ретрансляцією, подібно до того, як BitTorrent поширює файли. Кожен валідатор завантажує лише невеликий пакет і повторно ділиться ним, замість того, щоб кожен валідатор завантажував повний блок з одного джерела. Це зменшує необхідну пропускну здатність кожного вузла для підтримки мережі та дозволяє поширенню блоків масштабуватися разом із кількістю валідаторів, а не бути обмеженим ним.

Cloudbreak — це горизонтально масштабована база даних акаунтів Solana, розроблена для одночасного доступу на читання та запис через кілька потоків. Це підтримує модель паралельного виконання Sealevel: виконання тисяч транзакцій одночасно вимагає, щоб базовий рівень зберігання обробляв паралельні читання та записи без створення конфліктів даних.

Pipelining — це апаратна оптимізація, яка призначає різні етапи обробки транзакцій (отримання, перевірка підписів, виконання, підтвердження) різним апаратним блокам одночасно, подібно до конвеєра, де кожна станція виконує один крок, поки наступний елемент проходить через неї.

Archivers — це легкі вузли, призначені для зберігання історичного реєстру Solana. Передаючи відповідальність за зберігання від валідаторів, мережа залишається ефективною зі зростанням ланцюга з часом та накопиченням обсягу історичних даних.

Ці п'ять інновацій працюють разом із Proof of History, Tower BFT та Sealevel як скоординована система. Кожна з них усуває обмеження, яке в іншому разі обмежувало б пропускну здатність Solana або підвищувало б комісії за транзакції.

Чому комісії за транзакції Solana такі низькі?

Ключові показники (станом на 2024 рік): Середня комісія за транзакцію Solana: ~$0.00025 Середня комісія за газ Ethereum: $1–$50+ (залежить від попиту мережі) Джерело: Solana Beach analytics, Etherscan gas tracker

Комісії за транзакції Solana низькі, тому що її архітектура розроблена для запобігання перевантаженню, а саме перевантаження призводить до зростання комісій на інших блокчейнах.

На Ethereum комісії слідують моделі аукціону газу: коли мережа зайнята, користувачі роблять ставки один проти одного за блок-простір. Під час пікового попиту ця конкуренція піднімає комісії до $50, $100 або вище за один обмін DeFi токенами. (Ethereum називає свій механізм витрат "комісіями за газ"; Solana використовує комісії за транзакції, і різниця в ціні суттєва.) Висока пропускна здатність Solana означає, що мережа має набагато більшу потужність, ніж вимагає типовий попит, тому користувачам не потрібно робити завищені ставки за блок-простір.

Solana стягує Базову комісію в розмірі 5 000 лампртів за підпис. Лампрт — це найменша одиниця SOL: один SOL дорівнює одному мільярду лампортів. За типовими цінами SOL, 5 000 лампортів дорівнюють приблизно $0.00025 за транзакцію (Solana Beach, 2024). Користувачі можуть додати необов'язкову пріоритетну комісію, щоб прискорити свої транзакції під час зайнятих періодів, але навіть з пріоритетною комісією загальна вартість залишається часткою цента за більшості умов.

Практична різниця суттєва. Мінтинг незмінних токенів (NFT) (NFT) на Solana коштує менше ніж $0.01 у вигляді комісій за транзакції. Така ж дія на Ethereum може коштувати $20–$200 залежно від завантаженості мережі на той момент (Etherscan, 2024). Обмін токенами на DEX Solana коштує приблизно $0.00025. Той самий обмін на Ethereum може коштувати $5–$50.

Застосовується одне застереження: під час періодів екстремального навантаження на мережу, таких як запуск NFT з високим попитом або подія перевантаження, механізм пріоритетної комісії Solana означає, що витрати можуть зрости. Вони залишаються значно нижчими за комісії за газ Ethereum майже за всіх умов, але структура фіксованої комісії не є ідеально стабільною за всіх сценаріїв. Це пов'язано з компромісами, обговореними в подальшому розділі.

Solana проти Ethereum: порівняння швидкості та вартості

Solana перевершує Ethereum за всіма показниками пропускної здатності та вартості, але Ethereum пропонує більшу децентралізацію та довший досвід мережевої безпеки. Таблиця нижче показує сирі цифри.

Теоретична TPS представляє архітектурні максимуми за ідеальних умов. Реальна TPS відображає спостережувану продуктивність основної мережі. Рішення Ethereum L2 (Arbitrum, Optimism, Base) пропонують значно вищу пропускну здатність і нижчі комісії, ніж Ethereum L1, але вимагають перенесення активів до окремого мережевого рівня. Дані отримано з Solana Beach, Etherscan,) та опублікованої документації; станом на 2024 рік.

Розрив у сирих показниках призводить до конкретної різниці на практиці. Дія, яка коштує 20–50 доларів США і займає кілька хвилин на основній мережі Ethereum, коштує частку цента і завершується менш ніж за секунду на Solana. Відправлення USDC на Solana коштує приблизно 0,00025 долара США. На Ethereum L1 той самий переказ коштує приблизно 2–15 доларів США. На Ethereum L2 через Arbitrum вартість падає приблизно до 0,01–0,10 долара США, але це вимагає попереднього перенесення активів до окремого мережевого рівня (Etherscan, 2024).

Ethereum відреагував на свої обмеження пропускної здатності зростаючою екосистемою рівня 2. Мережі, такі як Arbitrum та Optimism (разом з Base), обробляють транзакції швидше та дешевше, здійснюючи розрахунки на захищеному базовому рівні Ethereum. Позиція Solana полягає в тому, що вона досягає порівнянної або кращої продуктивності нативно, на рівні Рівня 1, без необхідності для користувачів керувати складністю перенесення активів або вивчати окремий набір протоколів. Контрсильними сторонами Ethereum є його ширша спільнота розробників, довший операційний досвід та більший ступінь децентралізації за кількістю валідаторів — усі ці властивості розглядаються в розділі компромісів.

Серед інших високопродуктивних блокчейнів Рівня 1, Avalanche також пропонує фінальність менш ніж за секунду та низькі комісії за транзакції, хоча спостережуваний обсяг транзакцій Solana та теоретична пропускна здатність залишаються вищими. Рішення, як-от Polygon, зменшують комісії, обробляючи транзакції поза основною мережею Ethereum, що є підходом Рівня 2; Solana досягає порівнянних або нижчих комісій нативно на рівні Рівня 1 без додаткового архітектурного рівня.

Реальні сценарії використання: Що роблять можливим швидкість і низькі комісії Solana

Показники продуктивності Solana мають найбільше значення, коли вони призводять до того, що реальний користувач може зробити або дозволити собі, що було б економічно непрактичним на повільнішій, дорожчій мережі. Чотири наведені нижче сценарії використання залежать від комісій за транзакції менш ніж за цент або часу підтвердження менш ніж за секунду.

Торгівля DeFi. Децентралізовані фінанси (DeFi) — це фінансові послуги, що надаються через смарт-контракти на блокчейні, без традиційних посередників. Обмін токенів, кредитування, фермерство прибутковості та надання ліквідності — все це вимагає частих дрібних транзакцій. На Uniswap Ethereum обмін токенів коштує 5–50 доларів США залежно від навантаження мережі, що робить торгівлю малими позиціями економічно непрактичною. На DEX Solana, як-от Jupiter, той самий обмін коштує приблизно 0,00025 долара США, роблячи DeFi доступним для учасників з меншими рахунками. Екосистема DeFi Solana також включає Raydium та Marinade Finance, серед інших.

Карбування та торгівля NFT. Невзаємозамінний токен (NFT) — це унікальний цифровий актив, перевірений на блокчейні. Карбування NFT на Ethereum може коштувати 50–200 доларів США за одиницю в періоди пікового навантаження, ефективно виключаючи індивідуальних творців, які не можуть понести такі накладні витрати на одиницю. На Solana через Magic Eden карбування коштує частку цента за транзакцію. Різниця у вартості зробила Solana платформою вибору для багатьох колекцій NFT, де витрати на карбування одиниці продукції мають залишатися близькими до нуля.

Платежі. Solana Pay дозволяє продавцям приймати SOL або USDC з майже миттєвим розрахунком і комісіями за транзакції менш ніж 0,001 долара США. За такого рівня витрат Solana стає життєздатною для повсякденних мікроплатежів, таких як чайові, дрібні покупки та предмети в іграх, де навіть стандартні комісії за обробку карток становитимуть значні накладні витрати. Цей сценарій використання вимагає як низької комісії, так і часу підтвердження менш ніж за секунду; жодна з цих властивостей окремо не є достатньою.

Ігри на блокчейні та додатки Web3. Ігри на блокчейні вимагають частих мікротранзакцій: покупки предметів, розподіл винагород та діяльність внутрішньоігрової економіки. За 0,00025 долара США за транзакцію гра може виконати сотні ончейн-транзакцій за ігровий сеанс, не генеруючи значних витрат ні для гравця, ні для розробника. На Ethereum L1 така гра була б економічно непрактичною для всіх взаємодій, окрім найцінніших.

Початок роботи з будь-яким із цих сценаріїв використання зазвичай починається з гаманця, сумісного з Solana. Phantom є широко використовуваним варіантом для доступу до екосистеми DeFi та NFT Solana.

Усі ці сценарії використання залежать від того, що мережа Solana залишатиметься функціональною та продуктивною. Компроміси, які уможливлюють цю продуктивність, розглядаються в наступному розділі.

Компроміси: Чим Solana жертвує, щоб бути швидкою та дешевою

Кожен високопродуктивний блокчейн стикається з проектною напругою, відомою як трилема блокчейну — концепція, популяризована співзасновником Ethereum Віталіком Бутеріним. Трилема визначає три конкурентні властивості мережі: масштабованість, безпеку та децентралізацію. Блокчейн може надавати пріоритет двом із цих трьох, але оптимізація всіх трьох одночасно залишається невирішеною інженерною проблемою. Solana зробила чіткий вибір. Вона надає пріоритет масштабованості. Цей вибір призводить до трьох спостережуваних компромісів.

Збої в роботі мережі. Solana зазнала кількох значних збоїв у роботі мережі між 2021 і 2022 роками. У вересні 2021 року мережа була офлайн приблизно 17 годин після того, як потік транзакцій від події первинної пропозиції токенів (IDO) перевантажив планувальник транзакцій. У січні 2022 року окремий інцидент спричинив приблизно 7 годин збоїв (згідно з офіційним звітом Фонду Solana про збої).)). Першопричина в обох випадках була однаковою: боти могли перевантажити мережу дешевими транзакціями, створюючи більше навантаження, ніж планувальник консенсусу міг обробити, що призводило до втрати синхронізації валідаторів.

Solana Labs усунула найбільш критичні вразливості шляхом оновлень протоколу, включаючи впровадження мережевого протоколу QUIC у 2022 році, що суттєво покращило стійкість мережі до перевантаження, спричиненого спамом. Стабільність мережі суттєво покращилася у 2023 та 2024 роках. Мережа не має ідеального рекорду безвідмовної роботи, і її архітектура, орієнтована на продуктивність, передбачає компроміси порівняно з більш консервативними конструкціями блокчейну. Швидкість і надійність — це різні властивості.

Вимоги до обладнання валідатора. Запуск валідатора Solana вимагає високопродуктивного обладнання: 128 ГБ оперативної пам'яті або більше, SSD NVMe корпоративного класу та високошвидкісні мережеві з'єднання, згідно з документацією валідатора Solana. Це створює вищий бар'єр для участі, ніж у більшості інших блокчейнів. Чим вища вартість експлуатації валідатора, тим менше суб'єктів можуть або будуть це робити.

Децентралізація. Solana наразі має приблизно 2000 активних валідаторів, згідно з Solana Beach (станом на 2024 рік). Ethereum має понад 900 000 валідаторів. Цей розрив відображає різні філософії дизайну, а не недолік. Нижчі вимоги до обладнання Ethereum дозволяють ширший набір валідаторів, що забезпечує більшу стійкість до цензури та відмовостійкість. Більша кількість валідаторів зазвичай означає, що жоден окремий суб'єкт не може легко координувати дії для маніпулювання мережею. Solana не є централізованою так, як односерверна система, але вона значно менш децентралізована, ніж Ethereum, за кількістю валідаторів. Це легітимний компроміс, а не тривога, яку можна відкинути.

Ні Solana, ні Ethereum не розв'язали трилему. Вони зробили різні ставки. Solana робить ставку на продуктивність на базовому рівні. Ethereum робить ставку на децентралізацію на базовому рівні, а продуктивність делегується мережам Рівня 2. Для користувачів, яким потрібна максимальна пропускна здатність і мінімальні витрати, і які можуть прийняти певні компроміси щодо надійності та децентралізації, архітектура Solana є переконливою. Для користувачів, яким понад усе потрібна максимальна децентралізація та стійкість до цензури, базовий рівень Ethereum залишається еталоном.

Пов'язані ресурси з архітектури Solana

Для глибшого архітектурного контексту прочитайте про паралельну обробку Sealevel від Solana та Solana Gulf Stream. Користувачі, яким потрібна ринкова інформація, можуть скористатися сторінкою ціни SOL;), а ті, хто самостійно вирішив торгувати, можуть отримати доступ до спот-ринку SOL/USDT.). Швидкість мережі не усуває ринковий, операційний або ризик зберігання.

FAQ: Чому Solana швидка та дешева

Наступні питання розглядають поширені моменти плутанини щодо швидкості та комісій Solana, а також її показників надійності.

Яка швидкість транзакцій Solana у TPS?

Теоретичний максимум Solana становить приблизно 65 000 TPS, згідно з технічною документацією Solana. За нормальних умов основної мережі мережа підтримує приблизно 3000–4000 TPS, за даними аналітики Solana Beach (станом на 2024 рік). Розрив між цими двома цифрами існує тому, що теоретичний TPS відображає ідеальні умови без накладних витрат мережі, тоді як реальний TPS відображає фактичну продуктивність валідаторів, транзакції голосування та навантаження на мережу. Будь-яке джерело, що посилається лише на 65 000 TPS без кваліфікатора реального світу, перебільшує спостережувану продуктивність.

Solana використовує Proof of Stake (PoS) як свій механізм консенсусу, а не Proof of Work. Bitcoin використовує Proof of Work, який вимагає енергоємних обчислень і обмежує пропускну здатність приблизно до 7 TPS. Дизайн PoS Solana замінює ці обчислення економічним внеском (стейком): валідатори блокують токени SOL як заставу, щоб отримати право підтверджувати транзакції. Шар поверх PoS — це Proof of History (PoH), криптографічний годинник, який визначає час подій перед початком консенсусу. У Solana немає майнерів, лише валідатори.

Висока пропускна здатність Solana (забезпечена Proof of History та паралельною обробкою Sealevel) означає, що мережа рідко перевантажена під нормальним навантаженням. Низьке перевантаження означає, що користувачам не потрібно переплачувати за блок-простір, зберігаючи базову комісію за транзакцію приблизно на рівні 0,00025 доларів США за транзакцію (Solana Beach, 2024). Структура комісій розроблена так, щоб залишатися стабільною, доки пропускна здатність перевищує типовий попит.

Швидкість і надійність — це різні властивості. Минулі збої Solana були спричинені переважно потоками транзакцій, керованими БОТами, які перевантажували планувальник консенсусу, а не недоліком в архітектурі, що забезпечує швидкість. Дизайн, орієнтований на продуктивність, який забезпечує високу пропускну здатність, також створив ранню вразливість до певних типів спаму. Оновлення протоколу, включаючи впровадження QUIC у 2022 році, суттєво покращили стабільність. Мережа ще не досягла ідеального показника безвідмовності.

Tower BFT — це алгоритм консенсусу Solana, механізм, за допомогою якого валідатори погоджуються щодо дійсності блоку транзакцій. Це оптимізований варіант Practical Byzantine Fault Tolerance (PBFT), який використовує часові мітки PoH для зменшення кількості повідомлень валідаторів, необхідних для кожного блоку. Оскільки валідатори вже мають спільний надійний часовий ряд від PoH, Tower BFT досягає згоди швидше, ніж традиційні системи консенсусу. Саме тому Solana досягає остаточності транзакцій приблизно за 400–800 мілісекунд.

Sealevel — це паралельна середовище виконання смартконтрактів Solana. На відміну від EVM Ethereum, яка обробляє смартконтракти по черзі, Sealevel ідентифікує транзакції, що торкаються різних ончейн-рахунків, і виконує їх одночасно на кількох ядрах ЦП та потоках ГП. Це паралельне виконання є однією з головних причин, чому Solana теоретично може підтримувати до 65 000 TPS, стелю пропускної здатності, яку архітектури послідовного виконання не можуть досягти без значної інфраструктури Рівня 2.

Proof of History (PoH) — це криптографічний годинник, який визначає часові мітки транзакцій у підтверджуваній послідовності перед тим, як валідатори досягнуть консенсусу. Proof of Stake (PoS) — це механізм консенсусу, який визначає, які валідатори підтверджують блоки та отримують винагороди. Solana використовує обидва разом: PoH керує порядком часу, PoS — валідацією. Вони виконують різні функції та є взаємодоповнюючими, а не конкуруючими дизайнами. PoH не є заміною PoS і не повинен описуватися як механізм консенсусу Solana.

Структура комісій Solana розроблена так, щоб поглинати зростаючий обсяг транзакцій до того, як перевантаження призведе до зростання витрат, оскільки вища пропускна здатність означає більше простору між нормальним попитом і порогом перевантаження. Під час екстремальних подій попиту, таких як великий запуск NFT або стрес-тест мережі, пріоритетні комісії можуть зростати. Довгострокова стабільність комісій залежить від постійних оновлень протоколу, зростання кількості валідаторів та здатності мережі розширювати потужності швидше, ніж зростає попит. Архітектура сприяє стабільності, але її не можна гарантувати за будь-яких майбутніх умов.

Низькі комісії за транзакції Solana роблять її доступною для користувачів, які хочуть досліджувати DeFi або NFT, не ризикуючи значними витратами на кожну транзакцію. Стандартний гаманець Solana, як-от Phantom, налаштовується за кілька хвилин, а комісії за транзакції менше 0,001 долара США означають, що невеликі, дослідницькі транзакції несуть мінімальні фінансові витрати. Основною проблемою для новачків є історія мережі: Solana пережила збої у 2021 та 2022 роках, і розуміння цього контексту допомагає встановити реалістичні очікування щодо надійності.

Перевага Solana у швидкості та вартості: архітектурно обґрунтована, чесно кваліфікована

Переваги продуктивності Solana вимірні та ґрунтуються на конкретних архітектурних рішеннях, а не на маркетингових текстах.

Три інновації забезпечують основну частину швидкості. Proof of History усуває накладні витрати на визначення часу валідаторами за допомогою спільного криптографічного годинника. Tower BFT спирається на цей годинник для швидшого досягнення консенсусу. Sealevel паралельно обробляє тисячі транзакцій замість послідовної. Разом вони створюють мережу, яка підтримує 3000–4000 TPS за нормального навантаження та стягує приблизно 0,00025 доларів США за транзакцію, порівняно з 1–50+ доларів США в основній мережі Ethereum.

Ці досягнення мають задокументовані компроміси. Solana зазнала значних збоїв мережі у 2021 та 2022 роках, спричинених уразливостями до спаму, які згодом були усунені, але не повністю. Вимоги до апаратного забезпечення валідаторів створюють вищий бар'єр для участі, ніж у Ethereum, що призводить до меншої кількості валідаторів. За рамками трилеми блокчейну, Solana поступилася частиною децентралізації та ранньої надійності заради масштабованості.

Чи підходить Solana для вашого випадку використання, залежить від того, як ви зважуєте пропускну здатність і вартість проти децентралізації та надійності. Ця стаття надає вам конкретні цифри та компроміси для оцінки.

Метрики продуктивності та дані про комісії відображають стан на 2024 рік. Продуктивність мережі розвивається з кожним оновленням протоколу. Перевіряйте актуальні дані на Solana Beach або Solscan перед тим, як покладатися на конкретні цифри для будь-якого рішення.

Куди далі: Як налаштувати гаманець Solana (посібник Phantom) | Найкращі DeFi протоколи Solana у 2024 році | Solana проти Ethereum: повне порівняння екосистем | Що таке Solana? Повний посібник для початківців

Ця стаття призначена виключно для інформаційних та освітніх цілей і не є фінансовою, інвестиційною чи юридичною порадою. Див. відмову від відповідальності у верхній частині цієї сторінки.