Celestia, het project achter het modulaire dataverschikbaarheidsnetwerk met dezelfde naam, heeft aangekondigd dat zijn Voyager-blockchainarchitectuur tijdens prestatietests met 100 miljoen accounts het vermogen heeft aangetoond om meer dan 21 miljoen account-naar-account-overdrachten per seconde (TPS) vol te houden. De benchmark werd bereikt met willekeurig gegenereerde betalingstransacties, een resultaat dat volgens het project het potentieel van toepassingsspecifieke blockchainarchitecturen onderstreept om grootschalige financiële operaties te ondersteunen.

De mijlpaal weerspiegelt een architecturale aanpak die gericht is op het verminderen van coördinatieoverhead, het verbeteren van processorrendement en het optimaliseren van transactieverwerking over meerdere systeemcomponenten. In plaats van te vertrouwen op conventionele parallelle uitvoeringsmethoden gebruikt Voyager een gecoördineerde verwerkingspijplijn die is ontworpen om afhankelijkheden tussen afzonderlijke componenten te minimaliseren, wat een potentieel pad biedt voor het opschalen van blockchaininfrastructuur voor betalingstoepassingen met hoge frequentie.

Ringbufferarchitectuur vermindert systeemcoördinatie

De prestaties van Voyager rusten op een ontwerpfilosofie die systeemcomponenten scheidt en directe afhankelijkheden tussen hen minimaliseert. In plaats van componenten via gedeelde synchronisatiemechanismen of mutex-locks te laten communiceren, gebruikt de architectuur een gemeenschappelijke ringbuffer die is aangepast van het LMAX Disruptor-model. De LMAX Disruptor is een open-source inter-thread berichtenbibliotheek, oorspronkelijk ontwikkeld voor LMAX Exchange, een financieel handelsplatform, om hoge transactiedoorvoer met lage latentie vol te houden.

De ringbuffer fungeert als een coördinatiemechanisme waarmee verschillende verwerkingscomponenten transactiegegevens uitwisselen. Deze opstelling vermindert de behoefte aan frequente synchronisatie tussen threads en helpt coördinatiegerelateerde prestatieknelpunten te beperken.

De architectuur volgt ook een prestatiemodel waarbij de totale systeemdoorvoer afhangt van het langzaamste verwerkingsonderdeel. Door onnodige interacties tussen componenten te minimaliseren, streeft Voyager ernaar de operationele efficiëntie te verbeteren en prestatieknelpunten gemakkelijker identificeerbaar te maken.

De belangrijkste architectuurelementen omvatten de gedeelde ringbuffer, een single-threaded staatsovergangsfunctie, gebundelde schijf- en netwerkoperaties en backpressure-mechanismen die zijn ontworpen om geheugenverbruik te beheersen.

Single-threaded verwerking verbetert CPU-rendement

Een van de meest opvallende ontwerpbeslissingen van Voyager is het gebruik van een single-threaded staatsovergangsfunctie (STF), die afwijkt van blockchainarchitecturen die sterk afhankelijk zijn van parallelle transactie-uitvoering. De STF voert de essentiële bewerkingen uit die betrokken zijn bij het bijwerken van de blockchainstatus, waaronder het controleren van accountsaldi, het toepassen van overdrachten en het genereren van de resulterende statuswijzigingen.

In plaats van deze bewerkingen over meerdere uitvoeringsthreads te verdelen, voert Voyager ze uit op één verwerkingsthread om voorspelbare geheugentoegangspatronen te behouden. De aanpak is bedoeld om prestatievermindering te voorkomen die optreedt wanneer meerdere threads strijden om gedeelde geheugenbronnen.

Het systeem maakt ook gebruik van out-of-order-uitvoering op processorniveau en datacaching om het rekenrendement te verbeteren. Deze technieken stellen de processor in staat instructies effectiever uit te voeren, terwijl vertragingen bij het ophalen van vaak benodigde informatie worden verminderd.

Door de concurrentie tussen verwerkingsthreads te beperken, streeft Voyager ernaar een consistente uitvoeringsprestatie te handhaven, zelfs bij het verwerken van extreem grote transactievolumes.

Gepijplijnde verwerking en batchoperaties

Voyager organiseert transactieverwerking in meerdere fasen, waaronder journalisering, uitvoering, database-schrijfacties en publicatie van dataverschikbaarheid. Elke fase opereert onafhankelijk terwijl ze via de gedeelde ringbuffer met andere componenten communiceert, waardoor verschillende transactiebatches gelijktijdig door afzonderlijke fasen kunnen bewegen in plaats van dat het hele systeem één operatie moet voltooien voordat een volgende begint.

De architectuur omvat batching op twee niveaus: afzonderlijke ringbufferslots kunnen meerdere transacties bevatten, terwijl stroomafwaartse verwerkingscomponenten tot 128 slots kunnen combineren voordat ze hun operaties indienen.

Celestia lichtte de ontwerpmotivatie toe in een post op X op 12 november 2026:

Most chains have attempted to scale by parallelizing execution. Voyager takes the opposite approach with the core state transition function running on a single core. This works because the execution isn't the bottleneck, memory access is.

— Celestia (@celestia), November 12, 2026 (https://x.com/celestia/status/2120928085277331607?ref_src=twsrc%5Etfw)

Deze aanpak vermindert de frequentie van bronintensieve activiteiten, waaronder journalsynchronisatie en database-inzendingen. Het verwerken van grotere batches kan de operationele overhead verlagen en de totale doorvoer verbeteren.

Voyager omvat ook backpressure-mechanismen om overmatig geheugenverbruik te voorkomen. Wanneer stroomafwaartse componenten vertraging ondervinden, wordt de stroomopwaartse verwerking vertraagd om een beheersbare werkbelasting te handhaven en te voorkomen dat systeembronnen overbelast raken.

Implicaties voor blockchainschaalbaarheid

De gerapporteerde benchmark benadrukt het potentieel van gespecialiseerde blockchainarchitecturen die zijn ontworpen rond specifieke werkbelastingen in plaats van algemene uitvoeringseisen. Betalingssystemen met hoge frequentie vereisen infrastructuur die in staat is grote transactievolumes te verwerken met behoud van voorspelbare prestaties en betrouwbare statusupdates.

De eindfase van de pijplijn, de publicatie van dataverschikbaarheid, sluit ook aan bij Celestia's bredere rol als modulair dataverschikbaarheidsnetwerk, waar het vindbaar houden van transactiegegevens voor verificatie een centrale ontwerpoverweging is.

Conventionele blockchainarchitecturen kunnen beperkingen ondervinden wanneer transactie-uitvoering, opslagoperaties en netwerkcommunicatie strijden om systeembronnen. Voyager probeert deze uitdagingen aan te pakken door componentscheiding, gecoördineerde batching en geoptimaliseerde statusverwerking.

Door een gedeelde ringbuffer, single-threaded statusuitvoering en onafhankelijke verwerkingspijplijnen te combineren, streeft Celestia's Voyager-architectuur ernaar rekenkundige knelpunten te verminderen en tegelijkertijd uitzonderlijk hoge transactiedoorvoer te ondersteunen.

Het gerapporteerde resultaat van 21 miljoen TPS vormt een belangrijke prestatiemijlpaal voor het project. Praktische toepassing zal echter ook afhangen van factoren zoals netwerkomstandigheden, hardwarevereisten, beveiliging, decentralisatie en prestaties onder realistische transactiewerkbelastingen.

De ontwikkeling voegt toe aan voortdurende inspanningen in de sector om de blockchainschaalbaarheid te verbeteren, met name voor betalingstoepassingen die extreem hoge transactiecapaciteit vereisen.