Celestia, projekt stojący za modularną siecią dostępności danych o tej samej nazwie, poinformował, że jego architektura blockchainu Voyager wykazała zdolność do utrzymania ponad 21 milionów przelewów między kontami na sekundę (TPS) podczas testów wydajnościowych obejmujących 100 milionów kont. Benchmark został osiągnięty przy użyciu losowo generowanych transakcji płatniczych — wynik, który według projektu podkreśla potencjał architektur blockchainowych zaprojektowanych pod konkretne zastosowania do obsługi operacji finansowych o dużej skali.

Ten kamień milowy odzwierciedla podejście architektoniczne skoncentrowane na redukcji narzutu koordynacji, poprawie wydajności procesora i optymalizacji przetwarzania transakcji w wielu komponentach systemu. Zamiast polegać na konwencjonalnych metodach równoległej egzekucji, Voyager wykorzystuje skoordynowany potok przetwarzania zaprojektowany tak, aby minimalizować zależności między poszczególnymi komponentami, prezentując potencjalną ścieżkę skalowania infrastruktury blockchainowej dla aplikacji płatniczych o wysokiej częstotliwości.

Architektura ring bufora ogranicza koordynację systemu

Wydajność Voyagera opiera się na filozofii projektowej, która rozdziela komponenty systemu i minimalizuje bezpośrednie zależności między nimi. Zamiast pozwalać komponentom na komunikację poprzez współdzielone mechanizmy synchronizacji lub muteksy, architektura wykorzystuje wspólny ring buffer zaadaptowany z modelu LMAX Disruptor. LMAX Disruptor to open-source'owa biblioteka do przesyłania wiadomości między wątkami, pierwotnie opracowana dla LMAX Exchange — platformy handlu finansowego — w celu utrzymania wysokiej przepustowości transakcji przy niskich opóźnieniach.

Ring buffer pełni rolę mechanizmu koordynacyjnego, poprzez który różne komponenty przetwarzania wymieniają dane transakcyjne. Taki układ zmniejsza potrzebę częstej synchronizacji między wątkami i pomaga ograniczyć wąskie gardła wydajności związane z koordynacją.

Architektura stosuje również model wydajności, w którym ogólna przepustowość systemu zależy od najwolniejszego komponentu przetwarzania. Minimalizując zbędne interakcje między komponentami, Voyager dąży do poprawy efektywności operacyjnej i ułatwienia identyfikacji wąskich gardeł wydajności.

Główne elementy architektury obejmują współdzielony ring buffer, jednowątkową funkcję przejścia stanu, wsadowe operacje dyskowe i sieciowe oraz mechanizmy backpressure zaprojektowane do kontrolowania zużycia pamięci.

Jednowątkowe przetwarzanie poprawia efektywność CPU

Jedną z najbardziej charakterystycznych decyzji projektowych Voyagera jest zastosowanie jednowątkowej funkcji przejścia stanu (STF), co odbiega od architektur blockchainowych silnie zależnych od równoległego wykonywania transakcji. STF wykonuje kluczowe operacje związane z aktualizacją stanu blockchainu, w tym sprawdzanie sald kont, realizację przelewów i generowanie wynikowych zmian stanu.

Zamiast rozdzielać te operacje na wiele wątków egzekucji, Voyager uruchamia je na jednym wątku przetwarzania, aby utrzymać przewidywalne wzorce dostępu do pamięci. Podejście to ma na celu uniknięcie degradacji wydajności, która występuje, gdy wiele wątków konkuruje o współdzielone zasoby pamięci.

System wykorzystuje również pozakolejne wykonywanie instrukcji na poziomie procesora oraz cache'owanie danych w celu poprawy efektywności obliczeniowej. Techniki te pozwalają procesorowi skuteczniej wykonywać instrukcje, jednocześnie redukując opóźnienia związane z pobieraniem często potrzebnych informacji.

Ograniczając konkurencję między wątkami przetwarzania, Voyager dąży do utrzymania spójnej wydajności egzekucji nawet przy obsłudze niezwykle dużych wolumenów transakcji.

Przetwarzanie potokowe i operacje wsadowe

Voyager organizuje przetwarzanie transakcji w wiele etapów, w tym journaling, egzekucję, zapis do bazy danych i publikację dostępności danych. Każdy etap działa niezależnie, komunikując się z innymi komponentami poprzez współdzielony ring buffer, co pozwala różnym partiom transakcji przemieszczać się jednocześnie przez osobne etapy, zamiast wymagać, aby cały system zakończył jedną operację przed rozpoczęciem kolejnej.

Architektura wprowadza wsadowanie na dwóch poziomach: pojedyncze sloty ring bufora mogą zawierać wiele transakcji, natomiast komponenty przetwarzania po stronie odbiorczej mogą łączyć maksymalnie 128 slotów przed przekazaniem swoich operacji.

Celestia wyjaśniła uzasadnienie tej koncepcji w poście na X z 12 listopada 2026 roku:

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

To podejście zmniejsza częstotliwość działań wymagających dużej ilości zasobów, w tym synchronizacji dziennika i zgłoszeń do bazy danych. Przetwarzanie większych partii może obniżyć narzut operacyjny i poprawić ogólną przepustowość.

Voyager wprowadza również mechanizmy backpressure, aby zapobiec nadmiernemu zużyciu pamięci. Gdy komponenty po stronie odbiorczej doświadczają opóźnień, przetwarzanie po stronie nadawczej jest spowalniane, aby utrzymać kontrolowane obciążenie i zapobiec przeciążeniu zasobów systemu.

Wnioski dla skalowalności blockchainu

Zgłoszony benchmark podkreśla potencjał wyspecjalizowanych architektur blockchainowych zaprojektowanych wokół konkretnych obciążeń, a nie ogólnych wymagań egzekucji. Systemy płatnicze o wysokiej częstotliwości wymagają infrastruktury zdolnej do przetwarzania dużych wolumenów transakcji przy zachowaniu przewidywalnej wydajności i niezawodnych aktualizacji stanu.

Końcowy etap potoku — publikacja dostępności danych — wiąże się również z szerszą rolą Celestii jako modularnej sieci dostępności danych, gdzie zapewnienie dostępności danych transakcyjnych do weryfikacji jest kluczową kwestią projektową.

Konwencjonalne architektury blockchainowe mogą napotykać ograniczenia, gdy egzekucja transakcji, operacje pamięci masowej i komunikacja sieciowa konkurują o zasoby systemu. Voyager próbuje rozwiązać te wyzwania poprzez rozdzielenie komponentów, skoordynowane wsadowanie i zoptymalizowane przetwarzanie stanu.

Łącząc współdzielony ring buffer, jednowątkową egzekucję stanu i niezależne potoki przetwarzania, architektura Voyager firmy Celestia dąży do redukcji wąskich gardeł obliczeniowych przy jednoczesnym obsłudze wyjątkowo wysokiej przepustowości transakcji.

Zgłoszony wynik 21 milionów TPS stanowi znaczący kamień milowy wydajnościowy dla projektu. Jednak praktyczne wdrożenie będzie również zależało od czynników takich jak warunki sieciowe, wymagania sprzętowe, bezpieczeństwo, decentralizacja i wydajność w realnych obciążeniach transakcyjnych.

Ten rozwój dołącza do trwających w całej branży działań na rzecz poprawy skalowalności blockchainów, w szczególności dla aplikacji płatniczych wymagających niezwykle wysokiej przepustowości transakcji.