ブレイクポイントで話題のFiredancerについて、1つの記事で読む

2024-09-24 11:08:56

概要作成中

もともとカレン、フォーサイトニュースによって書かれた

先週のソラナ Breakpoint大会で、現場の雰囲気は活気に満ち、エコシステム製品の発売が相次いでおり、様々なグッズイベントが華を添えています。この祭典の中で、特に注目すべきハイライトは、ソラナ検証器クライアントFiredancerの早期バージョンがメインネットに正式に登場したことです。このマイルストーン的な成果には特別なフォローが与えられ、ソラナネットワークはパフォーマンスの面で質的な飛躍を実現し、ソラナ上で単一クライアントがクラッシュすることによるネットワークダウンのリスクを回避できるようになりました。

Firedancerの開発プロセスのトレーサビリティは2021年から2022年にかけてで、Jump Trading Groupが主導するソラナの2番目のバリデータークライアント（最初のクライアントAgaveはAnzaが開発）として、単一障害点のリスクを除去し、ネットワーク全体の安定性と強靭性を向上させることを目的としています。Rustに基づく既存のバリデーターとは異なり、FiredancerはC言語で書かれ、Rustコードは含まれていません。この選択により、潜在的な脆弱性がネットワーク全体に与える影響が大幅に軽減され、ソラナのセキュリティにさらなる堅牢な防御線が追加されました。

Firedancerのパフォーマンスはどうですか？

Jump Cryptoの最高科学責任者であるKevin Bowersがソラナのブレークポイント会議でのデモによると、Firedancerは秒間100万件を超える取引を処理する能力を示し、この数字はソラナの現在の理論上の数万TPSの限界をはるかに超えています。Kevin Bowersはこの達成を「田舎の道」を「州間高速道路」に拡張すると形容し、ネットワークのコストと容量の両方の最適化を示唆しています。

Jump TradingのコアエンジニアであるLiam Heeger氏は、クライアントが20,000以上のブロックの生成に成功し、1%のステーキング率を達成したテストネット上でFiredancerの進捗状況を共有しました。

もう一人のエンジニア、Aryaman Jainのデモは、特定の条件下でFiredancerのパフォーマンスをさらに明らかにしました。たとえば、10台の検証ノード環境では、TPSが百万レベルに達し、1秒当たりの計算ユニット処理が12億回を超え、同時に3.5 Gbpsのブロックスペース能力と50万TPSのVM実行効率を示しました。

Firedancerはどのように機能しますか?

Firedancerは、高性能な計算スタック、ネットワークスタック、ランタイム、およびコンセンサスメカニズムの3つの主要な構成要素に基づいて構築されています。Firedancerがソラナネットワークのパフォーマンスを100万TPSに向上させることができる理由は、その革新的なアーキテクチャ設計とデータフローの最適化にあります（現在のプロトコルレベルの制限により、パフォーマンスは81,000TPS程度に制限されています）。

この検証器は並行モデルを採用し、少量のスレッドで多様なジョブを実行し、各スレッドはネットワークデータパケットの処理、トランザクションの検証、ブロックのパッケージングなど特定のタスクに焦点を当てています。この設計により、リソースの最大限の活用とトランザクション処理速度の著しい向上が実現されています。

具体的には、各スレッドは11つの異なるジョブのうちの1つを実行します。一部のジョブは1つのスレッドだけで完了する必要がありますが、他のジョブは多くのスレッドが同じ作業を並行して実行する必要があります。さらに、各スレッドはランするためのCPUコアを持ち、そのコアの所有権を持っています：決して休止状態になることなく、または他の目的でオペレーティングシステムによって使用されることはありません。

Firedancer は、“tiles” というアーキテクチャを導入し、各タイルがジョブとその実行スレッド、割り当てられた CPU コアを表します。この組み合わせにより、パフォーマンスチューニングが柔軟かつ効率的に行えます。たとえば、net と quic の各タイルは >100 万 TPS を処理できますが、verify と bank タイルは取引の検証とブロックの実行に特化しています。処理速度は比較的遅いですが、高い並行性のニーズを満たすには十分です。

Firedancer公式ドキュメントには11種類のタイルがリストされており、それぞれ以下の通りです：

net：ネットワークデバイスからのネットワークデータパケットの送受信（各タイルは>100万TPSを処理できます）；
quic：クライアントからのトランザクションを受信し、QUICプロトコルの接続管理とパケット処理を実行して管理および実装します（各タイルは100万TPS以上を処理できます）；
verify：入力トランザクションの暗号化署名を検証し、無効なトランザクションをフィルタリングします（各タイルは20-40,000 TPSを処理できます）；
dedup：重複した入力取引をチェックおよびフィルタリングします；
pack：リーダーになったとき、渡された取引をパックし、スマートに実行するように計画します；
bank：指示された取引を実行します（各タイルは20-4万TPSを処理できます）；
poh：は、バックグラウンドで連続的にハッシュ演算を行うメカニズムであり、生成されたハッシュ値を実行された取引と混合し、順序性と時間性を証明します。
shred：リーダーになると、ネットワークにブロックデータを配信します。非リーダーの場合は、ブロックデータを受信して再送信します（スループットは主にクラスタのサイズに依存します。ベンチマークテストでは、クラスタのサイズが小さい場合、1つのタイルで100万以上のTPSを処理できます）。
store：リーダーになった時にブロックデータを受信し、または他のノードがリーダーの場合に他のノードからブロックデータを受信し、それをローカルディスク上のデータベースに保存します；
metric：他のタイルに関する監視情報を収集し、HTTPエンドポイントに提供します；
サイン：バリデータの秘密鍵を持ち、他のタイルからの署名リクエストを受け取り、応答します。

値する注意の点は、Firedancer が成熟する前に、その過渡バージョンである Frankendancer が先んじてソラナメインネットに参加したことです。Frankendancer は、Firedancer とAgaveの一部コードを組み合わせたものであり、Firedancerのネットワークスタックとブロック生産の利点を組み合わせつつ、Agaveの実行とコンセンサスの機能を維持しています。一方、Firedancer は、Agaveのコードを一切含まない、まったくゼロから構築されたものです。