Blockchain’de Paralelleştirme Nedir? Ne İşe Yarar?

Blockchain’de paralelleştirme nedir? Geleneksel ardışık işlemeye geçişten büyük bir adım olup, işlemlerin eşzamanlı ve sorunsuz bir şekilde gerçekleştiği bir modele doğru bir kayışı temsil eder paralelleşme.

Blok zincirde paralelleşmeye dair merak edilen pek çok soruya cevap verdiğimiz makalemiz, sizin için de önemli bir rehber olacak. Hadi başlayalım.

İçindekiler

Blockchain’de Paralelleştirme Nedir?

Paralelleştirme, bir diğer ismiyle paralel yürütme, birçok görevin aynı anda işlenmesi yöntemidir. Blockchain’de bu, işlemlerin eşzamanlı olarak yürütülmesi anlamına gelir. Geleneksel ardışık yürütmede işlemler art arda işlenirken, paralelleştirmede birçok işlem aynı anda işlenebilir. Böylece ağın ölçeklenebilirliği ve performansı artırılmış olur.

Yürütme yöntemleri temelde farklıdır: Ardışık yürütmede, ağın her işlemi doğrulaması gerekir; bu durum doğrulayıcılar veya madenciler için artan bir çaba ve ciddi bir enerji tüketimi anlamına gelir. Öte yandan, paralelleştirme ağın yeteneklerini en üst düzeye çıkararak maliyetleri düşürür ve işlem hızlarını artırır, aynı zamanda paralel hale getirilmiş EVM ile uyumluluğunu korur.

Paralel İşlem Yürütme Modelleri

Optimistik paralelleştirme: Ağ, sıralama aşamasını atlar ve işlemleri bağımsız olduklarını varsayarak eşzamanlı olarak işler. Eğer bir yürütme yanlış olursa, ağ geri dönüp gerekli düzeltmeleri yapar. Bu durumda, işlemlerle ilgili ek bağımlılıklar varsa, işlemler doğru verilerle yeniden yürütülür.
Durum erişimi paralelleştirme: İşlemler önce sıralanır ve ağ, bu işlemleri ağın durumuna etkilerine göre gruplandırır; örneğin, ilişkili ve ilişkili olmayan işlemler olarak ayrılır. İlişkili işlemler, aynı hesaba veya aynı akıllı sözleşmeye etkileşimde bulunan işlemleri içerir. İlişkili olmayan işlemler ise farklı sözleşmelere tek yönlü olarak etkileşimde bulunan işlemleri kapsar. Ağ, ilişkili olmayan işlemleri aynı anda işleyerek maliyet ve zamandan tasarruf ederken, ilişkili işlemler yeniden koordine edilerek işlenir.

Paralelleştirme Mekaniği

Parallelization, bağımsız işlemleri tanıyıp ortadan kaldırarak aynı anda yürütmeyi içerir; bu, modern paralel kripto ağlarının temel bir özelliğidir. Ancak, bu tür işlemleri belirlemek zordur. Her işlemin blockchain’in kayıtlı durumu veya belleği üzerindeki etkisinin ayrıntılı olarak anlaşılmasını gerektirir.

Örneğin, aynı akıllı sözleşmeyle etkileşime giren ve onun durumunu değiştiren işlemler aynı anda işlenemez. Bu tür bağımlılıkları tespit etmek, uygulamaların günümüzün birbirine bağlı yapısından dolayı zor bir görevdir.

Her blockchain, işlem durumu erişimini kontrol etmek için farklı paralelleştirme kripto motorları ve yöntemleri kullanır; bu, bir bilgisayar sisteminde bellek mimarisinin yönetilmesine benzer. Birbirine bağımlı işlemleri tanımak ve yönetmek, her blockchain’in benzersiz yapısına göre özelleştirilmiş dikkatli bellek yönetim protokollerini gerektirir.

Blockchain Paralellestirme

Paralelleştirmenin Avantajları ve Dezavantajları

Blockchain’de paralelleştirme nedir sorusunu cevapladıktan sonra şimdi de gelin paralelleştirmenin avantaj ve dezavantajlarına göz atalım:

Avantajları:

Ölçeklenebilirlik: Görevler bölünüp düğümler arasında dağıtıldığında ağ daha hızlı işlem yapabilir ve yatay olarak ölçeklenebilir. Yüksek talep dönemlerinde daha fazla düğüm işleme alınabilir, böylece mevcut kaynaklar artar ve talep azaldığında normal duruma döner. Bu şekilde ağ, talep koşullarındaki dalgalanmalara uyum sağlayabilir.
Şeffaflık: İşlem hızı ne olursa olsun, paralelleştirme blok zincir teknolojisinin temel şeffaflık özelliğini korur. Başka bir deyişle, işlemler tüm kullanıcılar için erişilebilir olmakla birlikte açık da kalır.
Daha düşük gas ücretleri: Paralelleştirme işlemleri blockchain node (düğüm) alt gruplarına tahsis ederek gas ücretlerini azaltır. Her düğümün her işlemi doğruladığı ardışık işlemeye kıyasla daha ekonomiktir. Ayrıca, daha hızlı işlem hızları düğüm rekabetini azaltarak gaz ücretlerini daha da düşürür.

Dezavantajları:

Merkeziyetsizlik: Paralelleştirme, avantajlarından yararlanmak için daha büyük bir düğüm ağına ihtiyaç duyar. Blockchain sisteminin merkeziyetsiz yapısını riske atabilir bu da. Hızlı işlem ile merkeziyetsizlik arasındaki denge, blockchain geliştiricileri ve kullanıcıları için önemli bir faktör olmaya devam etmektedir.
Karmaşıklık: Birçok işlemin eşzamanlı yürütülmesi nedeniyle düğümlerin bilgileri hızla güncellemesi gerekir. Hızlı işlem temposu, düğümlere önemli bir yük bindirebilir.

Paralel Yürütme Sistemini Entegre Etmiş Blokzincirler

En popüler parallelization ağlarına bakacak olursak:

Solana

Solana‘nın kurucu ortağı Anatoly Yakovenko, paralelleştirmeyi Solana’nın yüksek verimine katkıda bulunan sekiz özellikten biri olarak görüyor. Blockchain’in paralel akıllı sözleşme çalışma zamanı SeaLevel, doğrulayıcı için mevcut olan tüm çekirdekleri kullanıyor, on binlerce sözleşmeyi işliyor. Her işlem çok hızlı bir şekilde doğrulandığından, süreç zamanını da önemli ölçüde azaltıyor.

Hesaplar özelliği ve akıllı sözleşmelerin yapısı Solana’nın paralelleştirilmesini sağlar. Solana’daki akıllı sözleşmeler, etkileşime girmeleri gereken durumları belirtecek şekilde tasarlanmıştır. Her program, etkileşime girmesi gereken hesapları önceden bildirerek işlemlerin durum erişimine göre sıralanmasını sağlar. Sanal makine daha sonra çakışmayan işlemlerin aynı anda yürütülmesini planlar.

Aptos

Aptos, paralel işlem yürütme sistemi sayesinde işlemleri 160.000 TPS hızında çalıştırdığını belirtiyor. Bu sistem, işlemleri hızlandıran optimistik modeli kullanıyor. Ancak hatalar durumunda işlemin yeniden çalıştırılması gerekebileceğini unutmamak gerekiyor.

Yine de Aptos’a göre sistemi yürütme sonrasında ilişkili işlemleri otomatik olarak tespit ediyor. Block STM yöntemi ile Aptos, her işlemin yaptığı değişiklikleri ve bu değişikliklerin yapıldığı yerleri izliyor. Paralelleştirme ilişkili bir işlem yanlış sonuç verirse, sonuç siliniyor ve doğru sonuç elde edilene kadar işlem tekrarlanıyor.

Sui

Sui, kullandığı durum erişim paralelleştirme modeline ek olarak, konsensüs (fikir birliği) atlama ve nesneleri kavramını ortaya koymaktadır. Sui’de akıllı sözleşme işlemleri, referans nesneleri olarak bilinen Sui blockchain’indeki varlıklarla bağlantılıdır. Her işlem karmaşık ve basit işlemler olarak sınıflandırılır.

İlki, kapsamlı akıllı sözleşme entegrasyonlarına ihtiyaç duyar ve paylaşılan bir nesne içerir. Bunlar, ağın durumlarını nasıl etkilediklerine göre sıralanır; burada ilgili olmayan işlemler aynı anda yürütülürken ilgili olanlar sırayla yürütülür. İkincisi, paylaşılan bir nesne içermeyen varlık transferleri gibi düzenli işlemleri içerir. Bunlar fikir birliği sistemiyle iletişime geçmeden hemen yürütülür. Sui, bu yaklaşımı kullanarak ağ koşullarına ve talebe bağlı olarak 10.000 TPS ile 290.000 TPS arasında bir işlem hızı elde edebileceğini iddia ediyor.

Gelecek Perspektifleri

İleriye dönük olarak, blockchain’de paralelleştirmenin geleceği, merkeziyetsiz teknolojilerin gelişiminde umut verici bir potansiyel taşıyor. Yeni modellerdeki gelişmeler sürdükçe ve mevcut sorunlara yönelik yenilikçi çözümler ortaya çıktıkça, blok zincir ağlarının ölçeklenebilirlik, verimlilik ve birlikte çalışabilirlik konularında daha yüksek seviyelere ulaşması daha olası hale gelmektedir.

Paralelleştirme teknikleri olgunlaşıp yaygınlaştıkça, blockchain teknolojisinin geniş çaplı kullanımının yaratabileceği ölçeklenebilirlik sorunlarına çözüm sunmaları beklenmektedir.

İşlem işleme görevlerini birden fazla düğüme ya da işlem çekirdeğine dağıtan paralelleştirme, blockchain ağlarının performanstan veya merkeziyetsizlikten ödün vermeden daha yüksek işlem hacimlerini karşılayabilme kapasitesini önemli ölçüde artırabilir. Merkeziyetsiz finans (DeFi) ve değiştirilemez token’lar (NFT’ler) gibi alanlardan tedarik zinciri yönetimi ve dijital kimlik hizmetlerine kadar pek çok sektörde yeni olanaklar açabilir, inovasyonu da teşvik edebilir.

Daha hızlı ve etkili blockchain işlemleri sağlayan paralelleştirme, merkeziyetsiz uygulamaların işlevselliğini ve kullanım kolaylığını artırarak onları hem kullanıcılar hem de işletmeler için daha erişilebilir hale getirebilir.

Ancak, defter tutarsızlıklarını yönetmek, eş zamanlı işlemleri senkronize etmek ve kaynak taleplerini dengelemek gibi temel sorunların üstesinden gelinmesi için araştırmaların, iş birliklerinin ve yeniliklerin devam etmesi gerekmektedir. Ayrıca, paralelleştirme tekniklerinin güvenli, güvenilir ve sürdürülebilir şekilde uygulanması, blockchain ağlarına olan güveni artırmak açısından kritik öneme sahip olacaktır.

Sonuç – Bloclchain’de Paralelleştirme Nedir?

Bu yazımızda, blockchain’de paralelleştirme nedir sorusunun cevabını vermeye çalıştık. Kısaca paralelleştirme, birçok görevin aynı anda işlenmesi yöntemidir. Blokzincirde, bu işlemlerin eşzamanlı olarak yürütülmesi anlamına gelir. Parallelization, bağımsız işlemleri tanıyıp bunları aynı anda gerçekleştirmeyi içerir.

Paralelleştirmenin en önemli avantajları ölçeklenebilirlik, şeffaflık ve düşük gas maliyetleridir. Dezavantajları ise karmaşıklık ve merkeziyetsiz yapıyı etkileyebilecek daha büyük bir düğüm ağına duyulan ihtiyaçtır. En popüler paralel işlem ağları Solana, Aptos ve Sui’dir.