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IOGブログ:急成長するネットワークの心臓部

以下はIOGブログに掲載された記事「The beating heart of a fast-growing network」を翻訳したものです。

急成長するネットワークの心臓部

カルダノネットワークの核となるのが「ノード」です。2022年にカルダノを拡張する際、この不可欠なテクノロジーがどのように役割を果たすかを紹介します。

by John Woods 2022年1月19日

先日の投稿で、今後数週間から数ヶ月の間に予想されるカルダノの成長に備えるための、私たちの計画的なアプローチについて説明しました。より多くの分散型アプリケーションがカルダノをホームとし、分散型金融(DeFi)と「RealFi」エコシステムが拡大・進化するにつれ、ブロックチェーンもそれに応じたパフォーマンスを発揮できる必要があります。

カルダノは、最適化、スケーリング、ネットワークの成長に重点を置いた芭蕉[BASHO]期に突入しています。今後数ヶ月の間に取引トラフィックが大幅に増加することが予想されますが、ここにきて、これに対応するためのフレキシングを開始します。コアノードの改良もその一環で、ノードv1.33.0には新機能と既存要素の改良を満載し、カルダノの表現力とチェーンの能力を向上させました。

nodeの中身は?

1月初旬にリリースされ、現在SPOシステムの約80%で稼働しているnode v1.33.0は、エレガントさと効率性を念頭に置いて設計されています。ブロックの伝搬時間を短縮し、DApps、分散型取引所(DEX)、DeFi環境などに対応するために必要な変更を行うための大きな余裕が得られるように改善されました。

ノードのバージョンの実装に続き、ブロックの伝搬が速くなりました。これにより、他の機能強化の実装に使える余分な時間ができました。

ノードv1.33.0に含まれる技術的な改善は、RAM使用量の最適化効率のアップグレードに大別されます。

RAM使用量の最適化

新しいノードでは、メモリ圧縮とより効率的なメモリ共有(同じオブジェクトの複数のインスタンスではなく、システム内の複数のフローが同じオブジェクトを使用するようになった)の2つの要素により、メモリ使用量が大幅に減少していることをサポートしています。

具体的には、UTXO(Unspent Transaction Output)処理、ステーク分配、ライブ・ステーク分配とプール、ハッシュ表現におけるメモリ改良があります。

これらの改良点は以下の通りです。

UTXOの処理
Node v1.33.0では、トランザクションの入力に使用する単語数が少なくなっています。

ステーク分配
ステークス分配スナップショットは、ライブデータ全体の35%を占めています。新ノードでは、共有化と表現方法の変更により、8分の1の削減を実現しました。

ライブステークディストリビューション
システム内のライブデータ全体の22%を占めるのがライブステークス配信です。

Node v1.3.3では、2つの方法でメモリを節約しています。

ステークアドレスをキーとした複数のマップを組み合わせることによる共有(各マップを組み合わせることで、ステークアドレスあたり11ワードの節約)、およびステークプールIDの共有(5ワード)です。

ハッシュ表現
ハッシュはどこにでもあるものなので、この変更は一見些細なことですが、大幅な効率化につながります。

RAMメモリ使用量の最適化に関する重要な事実

新ノードでは、圧縮と共有により、ライブデータを大幅に節約することができます。

効率のアップグレード

ノードv1.33.0では、前バージョンよりもはるかに効率的にメモリを使用できるようになったほか、カルダノが報酬とステーク分配の計算に使用するアルゴリズムに変更が加えられています。

これらの変更の根拠は、報酬を計算する際に発生するネットワーク性能のばらつきに対処するためで、これによりネットワーク負荷が急増することになった。新しい報酬計算アルゴリズムが導入されたので、このようなスパイクはもう起こらないでしょう。

報酬を計算するアルゴリズムは、4,000のプールを対象とした「カラムメジャー」から、~1mのステークアドレスを対象とした「ロウメジャー」に変更されました。これにより、計算を1日(4,000ブロック)ではなく、3日に分散させることができます。

また、ステーク分配の計算をより効率的にするための変更も行っています。

パイプライン化

今年の後半には、ノードにさらなる大幅な改良を加える予定です。ノードは、あるブロックを処理した後、次のブロックが来るのを待つなど、多くの作業を行います。その間、ノードはそれほど忙しくはありません。このブロック伝搬のオーバーヘッド(つまり、ノードが比較的アイドルである時間間隔、しばしば「デッドスペース」と呼ばれる)は、ある種の技術によって削減でき、そうでなければ「デッド」な時間を有効に活用することができます。そこで登場するのがパイプライン化です。

この技術は、ブロックの検証と伝搬を合体させるものです。ヘッダーを取得し、それを検証し、対応するブロックを取得し、検証し、それをピアに送るというプロセスを踏むのではなく、ブロックを検証せずに、ヘッダーを取得し、検証し、それをピアに送るというプロセスを踏むようになります。この合理化により、ネットワークはさらに多くの変更を行うためのヘッドルームを得ることができます。

パイプライン化は、ブロック伝搬のオーバーヘッド(「デッドタイム」)を減らすことで、ネットワークにさらなる改良を加えるためのスコープ/ヘッドルームを大幅に増やすことができます。

今後の展望

カルダノプロジェクトは、次の10年、そしてそれ以降のニーズに応えられるような、安全で弾力性のある高度な分散型ネットワークを作り上げることに常に取り組んでいます。そして、計画的で責任ある長期的なアプローチをとることが、その中心をなしています。”二度測って、一度切る “ということわざがあるように。

カルダノで多くのエキサイティングな新しいプロジェクトが立ち上がり、エコシステムは爆発的な成長を遂げるでしょう。必然的に、短期的なキャパシティが需要に追いつかないこともあり、激しい混雑の時期が発生します。これは、すべての新しいチェーンが経験する旅です。しかし、注意深く監視しながら、今後数週間、数カ月にわたってカルダノの効率、スループット、能力を高めるための努力を続けていくつもりです。これまで私たちによくしてくれた、配慮された安全なアプローチを維持しながら。

Fernando Sanchezがこの記事を寄稿しています。

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