Altius ist ein Hochleistungs-Ausführungsstapel, der für Teams entwickelt wurde, die neue L1- und L2-Lösungen bauen und einen Durchsatz benötigen, der weit über dem liegt, was das derzeitige sequenzielle EVM-Ausführungsmodell unterstützen kann.

In kontrollierten und reproduzierbaren Leistungstests mit Daten aus dem Ethereum Mainnet und dem Base Mainnet zeigte Altius einen Gasdurchsatz, der 2–3-mal höher war als der von Standardausführungsstapeln unter den gleichen Annahmen. Diese Verbesserung stammt von Architekturänderungen in der Art und Weise, wie die Ausführung geplant wird und wie die Ausführung von bekannten Engpässen getrennt wird.

Für Entwickler, die die Ausführung als Infrastruktur aktivieren, bietet dieser Benchmark einen klaren Überblick darüber, was passieren kann, wenn die Ausführung als erstklassige Systemkomponente behandelt wird und nicht als Erbschaftsbeschränkung.

Kurze Zusammenfassung:

Für diejenigen, die mit Standardausführungsmaschinen wie Geth (Ethereum Mainnet) oder dem Standard OP Stack (der von Base verwendet wird) vertraut sind, stellt Altius einen grundlegenden architektonischen Wandel von sequenzieller Ausführung zu paralleler Ausführung dar.

Beim Vergleich von Altius mit den Branchenstandards ist die Leistung äußerst signifikant:

  • Altius vs. Geth (Ethereum Mainnet): Während Geth mit etwa 0,572 Ggas/s arbeitet, erreicht Altius 1,395 Ggas/s – eine Leistungssteigerung von 2,44-facher gegenüber dem am häufigsten verwendeten Client. Derzeit ist Altius der einzige Client, der die Schwelle von 1,0 Ggas/s überschreitet, die für institutionelles Hochfrequenzhandel (HFT) erforderlich ist.

  • Altius vs. Base (OP Stack): Auf L2-Infrastruktur, die Daten des Base Mainnet verwendet, beträgt die standardmäßige sequenzielle Ausführungsgeschwindigkeit 0,55 Ggas/s. Altius beschleunigt diese auf 1,61 Ggas/s und bietet eine Geschwindigkeitssteigerung von 2,92x, selbst in einer Umgebung mit hoher Wettbewerbsintensität.

Wie haben wir das gemacht?

Dieser Technologie-Stack überwindet zwei strukturelle Hindernisse, die die Ausführungszeiten in bestehenden Systemen dominieren:

Parallele Ausführung durch Design

Die meisten EVM-Clients erzeugen Transaktionen sequenziell. Einige neuere Systeme versuchen optimistischen Parallelismus und spekulieren über Konflikte und deren Rücknahme, wenn sie auftreten.

Altius verwendet deterministische parallele Planung und baut ein Abhängigkeitsdiagramm auf, das sicherstellt, dass nicht überlappende Transaktionen gleichzeitig ohne Rücknahme (Rollback) ausgeführt werden. Dies vermeidet Arbeitsverschwendung aufgrund von Konflikten und sorgt für eine stabile und vorhersehbare Leistung.

Trennung der Ausführung von bekannten Engpässen

Bei Standard-Clients ist die Ausführung von Transaktionen eng verbunden mit Operationen wie der Berechnung des Zustandwurzel und dem Zugriff auf kalte Zustände. Diese Operationen können die Abschlusszeit von Blöcken und die tatsächliche Ausführungskapazität des Systems dominieren.

Altius trennt die Ausführung explizit von diesen Engpässen, so dass der Durchsatz der Ausführung unabhängig von der Entwicklung der unterstützenden Infrastruktur steigen kann.

Benchmark-Annahme

Transparenz ist die Grundlage unseres Benchmarkings. Dieses Benchmark wurde absichtlich entwickelt, um die Leistung der Ausführung zu isolieren.

Jede Annahme wird konsistent über die L1- und L2-Tests hinweg angewendet. Um diese Zahl zu erreichen, haben wir zwei technische Annahmen der Strategie formuliert, die die zukünftige Richtung des Ethereum-Ökosystems widerspiegeln:

Annahme 1: Berechnung des verzögerten Zustandwurzel

Die Berechnung des Statuswurzel (Merkle Patricia Trie Hashing) kann 40–50 % der Blockabschlusszeit bei Produktions-Clients in Anspruch nehmen. In unserem Benchmark haben wir die Berechnung des Statuswurzel auf unsere Implementierung des skalierbaren Status-Merkle-Baums (SSMT) umgestellt, um der Maschine zu ermöglichen, sich vollständig auf den Transaktionsdurchsatz zu konzentrieren.

Dies ermöglicht der Ausführungsschicht, Transaktionen zu verarbeiten, ohne auf die kryptografisch intensiven Verpflichtungen des Merkle Patricia Trie zu warten. Dieser Ansatz wird zunehmend von der breiteren Forschungsgemeinschaft unterstützt und spiegelt ein realistisches Modell der Implementierung in einer Ausführung wider, die von der endgültigen Entscheidung getrennt ist.

Annahme 2: Warmer Status über Zugriffslisten (EIP-7928-Modell)

Wir verwenden eine optimierte Zugriffs-Liste und das BAL-Framework für die Engpässe, wie die Maschinen mit den Statusdaten interagieren, wodurch kalte I/O-Status während der Ausführung signifikant eliminiert werden. Dies modelliert das zukünftige Verhalten der EVM und spiegelt wider, wie L2 leistungsstark in der Praxis ist.

Diese Annahmen sind besonders wichtig in Umgebungen mit hoher Wettbewerbsintensität, wo das Lesen von Rohdaten (kalte Lesevorgänge) die Latenz und die Strafe für Konflikte erhöht.

Diese Annahmen helfen, die Leistung der Ausführung zu isolieren, sodass Systemdesigner klar über Einschränkungen und Skalierungsüberlegungen nachdenken können.

Szenario: Benchmark der Altius L1 Ausführungsschicht (unter Verwendung von Ethereum Mainnet Daten)

Ziel: Messen des Durchsatzes der Ausführung unter der Ethereum Mainnet Arbeitslast mit konsistenter Ausführungsconfiguration.

Einstellungen

  • Hardware: OVHcloud Advance-2 (AMD EPYC 4344P 8-Core, 64GB DDR5, NVMe SSD)

  • Datensatz: 100 aufeinanderfolgende Blöcke des Ethereum Mainnet (24.319.506–24.319.605)

  • Metrik: Gas-Kapazität (Ggas/s) durch sequentielle API-Maschinenlieferung

Ergebnisse

Altius zeigt herausragende Gasverarbeitungsfähigkeiten und übertrifft alle wichtigen Produktions-Clients mit einem signifikanten Abstand.

Szenario: Benchmark der Altius L2 Ausführungsschicht (unter Verwendung des OP Stacks mit Basis Mainnet Daten)

Ziel: Validierung der Integration von Altius in den OP Stack unter Verwendung realer Daten des Base Mainnet, die eine L2-Umgebung mit hoher Wettbewerbsintensität repräsentieren.

Einstellungen

  • Hardware: AWS EC2 r7i.2xlarge (Intel Xeon Platinum 8488C, 64GB DDR5, 7.1TB EBS)

  • Datensatz: 10 aufeinanderfolgende Blöcke des Base Mainnet (38014901–38014910)

  • Umgebung: Hohe Wettbewerbsintensität (~70 % der Transaktionen betreffen sich überlappende Zustände)

  • Vergleich: Altius Parallel Engine vs. Basis-sequenzielle Ausführung (Standardverhalten von op-reth)

Ergebnisse

Selbst unter hoher Wettbewerbsintensität bietet Altius fast dreimal höheren Durchsatz und deutlich geringere Ausführungslatenz. Die Kombination aus deterministischem Parallelismus und durchgesetzten Zugriffslisten ermöglicht es dem System, ohne Unterbrechungen unter voller Konfliktlast zu wachsen.

Altius hat es erfolgreich geschafft, architektonische Engpässe (wie das Status-Bündelprotokoll und die Lösung von L1-Abhängigkeiten) zu überwinden, um signifikante Vorteile zu bieten:

In L2-Umgebungen ermöglicht die Hinzufügung von Zugriffslisten (EIP-7928) Altius, das Basis-Konfliktniveau von 70 % zu verwalten, ohne Engpässe zu erleben, und beweist damit seine Eignung für Sequencer mit hohem Durchsatz.

Indem wir auf dem OP Stack mit Basisblöcken arbeiten, haben wir gezeigt, dass unsere Maschine den anspruchsvollsten L2-Verkehr in dieser Branche mit erheblichem Spielraum bewältigen kann.

Warum das wichtig ist

Der Durchsatz der Ausführung von Engpässen wird entscheidend für L1 und L2. Stufenweise Optimierungen bei der sequenziellen Ausführung können die erforderliche Beherrschung für Anwendungen der nächsten Generation nicht vollständig schließen.

Altius zeigt, dass:

  • Die Ausführung kann unabhängig von den Engpässen des alten Systems skaliert werden.

  • Parallelismus kann deterministisch und stabil unter Wettbewerbsbedingungen sein.

  • Ein einzelner Ausführungshaufen kann L1- und L2-Deployment-Modelle unterstützen.

Durch die Isolierung der Ausführung von bekannten Engpässen und das Design von deterministischem Parallelismus aus ersten Prinzipien bietet Altius einen signifikanten Anstieg des Durchsatzes für L1- und L2-Umgebungen.

Für Entwickler, die die Ausführung als Infrastruktur aktivieren, bietet dieser Benchmark einen klaren Überblick darüber, was passieren kann, wenn die Ausführung als erstklassige Systemkomponente behandelt wird und nicht als Erbschaftsbeschränkung.