Celestia — проект одноимённой модульной сети доступности данных — сообщила, что её блокчейн-архитектура Voyager продемонстрировала способность поддерживать более 21 миллиона переводов между аккаунтами в секунду (TPS) в ходе тестирования производительности с участием 100 миллионов аккаунтов. Результат был достигнут с использованием случайно сгенерированных платёжных транзакций; по словам проекта, он подчёркивает потенциал специализированных блокчейн-архитектур для поддержки крупномасштабных финансовых операций.

Это достижение отражает архитектурный подход, ориентированный на снижение накладных расходов на координацию, повышение эффективности процессора и оптимизацию обработки транзакций между множеством компонентов системы. Вместо привычных методов параллельного выполнения Voyager использует скоординированный конвейер обработки, призванный свести к минимуму зависимости между отдельными компонентами, что открывает потенциальный путь к масштабированию блокчейн-инфраструктуры для высокочастотных платёжных приложений.

Архитектура ring buffer снижает объём системной координации

Производительность Voyager основана на философии проектирования, предполагающей разделение компонентов системы и сведение к минимуму прямых зависимостей между ними. Вместо организации взаимодействия компонентов через общие механизмы синхронизации или мьютексы архитектура использует общий ring buffer, адаптированный из модели LMAX Disruptor. LMAX Disruptor — это открытая библиотека межпоточного обмена сообщениями, изначально разработанная для LMAX Exchange, торговой платформы, для поддержания высокой пропускной способности транзакций при низкой задержке.

Ring buffer выступает механизмом координации, через который различные компоненты обработки обмениваются данными транзакций. Такая организация снижает необходимость частой синхронизации между потоками и помогает ограничить связанные с координацией узкие места производительности.

Архитектура также следует модели производительности, при которой общая пропускная способность системы зависит от самого медленного компонента обработки. Минимизируя ненужные взаимодействия между компонентами, Voyager стремится повысить операционную эффективность и упростить выявление узких мест.

Основные архитектурные элементы включают общий ring buffer, однопоточную функцию перехода состояний, пакетные дисковые и сетевые операции, а также механизмы backpressure, предназначенные для контроля потребления памяти.

Однопоточная обработка повышает эффективность процессора

Одно из наиболее заметных проектных решений Voyager — использование однопоточной функции перехода состояний (STF), что отличает её от блокчейн-архитектур, сильно зависящих от параллельного выполнения транзакций. STF выполняет ключевые операции по обновлению состояния блокчейна, включая проверку балансов аккаунтов, применение переводов и генерацию итоговых изменений состояния.

Вместо распределения этих операций между несколькими потоками выполнения Voyager выполняет их в одном потоке обработки для поддержания предсказуемых шаблонов доступа к памяти. Такой подход призван избежать деградации производительности, возникающей при конкуренции нескольких потоков за общие ресурсы памяти.

Система также использует процессорное внеочередное выполнение инструкций и кэширование данных для повышения вычислительной эффективности. Эти методы позволяют процессору более эффективно выполнять инструкции, сокращая задержки, связанные с извлечением часто запрашиваемой информации.

Ограничивая конкуренцию между потоками обработки, Voyager стремится поддерживать стабильную производительность даже при обработке крайне больших объёмов транзакций.

Конвейерная обработка и пакетные операции

Voyager организует обработку транзакций в несколько этапов, включая журналирование, выполнение, запись в базу данных и публикацию данных о доступности. Каждый этап работает независимо, обмениваясь данными с другими компонентами через общий ring buffer, что позволяет различным пакетам транзакций одновременно проходить отдельные этапы, а не требовать от всей системы завершения одной операции перед началом другой.

Архитектура включает пакетную обработку на двух уровнях: отдельные ячейки ring buffer могут содержать несколько транзакций, а компоненты нижележащей обработки могут объединять до 128 ячеек перед отправкой своих операций.

Celestia разъяснила логику этого решения в посте на X 12 ноября 2026 года:

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)

Этот подход снижает частоту ресурсоёмких операций, включая синхронизацию журнала и отправку запросов к базе данных. Обработка более крупных пакетов может снизить операционные накладные расходы и повысить общую пропускную способность.

Voyager также включает механизмы backpressure для предотвращения чрезмерного потребления памяти. Когда нижележащие компоненты испытывают задержки, обработка на верхнем уровне замедляется, чтобы сохранить управляемую нагрузку и не допустить перегрузки системных ресурсов.

Значение для масштабируемости блокчейна

Заявленный результат бенчмарка подчёркивает потенциал специализированных блокчейн-архитектур, спроектированных под конкретные рабочие нагрузки, а не под универсальные требования к выполнению. Системы высокочастотных платежей требуют инфраструктуры, способной обрабатывать большие объёмы транзакций при сохранении предсказуемой производительности и надёжного обновления состояния.

Завершающий этап конвейера — публикация данных о доступности — также связан с более широкой ролью Celestia как модульной сети доступности данных, где ключевой задачей проектирования является сохранение возможности извлечения данных транзакций для верификации.

Традиционные блокчейн-архитектуры могут сталкиваться с ограничениями, когда выполнение транзакций, операции хранения и сетевая коммуникация конкурируют за системные ресурсы. Voyager пытается решить эти проблемы за счёт разделения компонентов, скоординированной пакетной обработки и оптимизированной обработки состояний.

Комбинируя общий ring buffer, однопоточное выполнение состояний и независимые конвейеры обработки, архитектура Voyager от Celestia стремится снизить вычислительные узкие места, поддерживая при этом исключительно высокую пропускную способность транзакций.

Заявленный результат в 21 миллион TPS представляет собой значимую веху производительности для проекта. Однако практическое внедрение будет также зависеть от таких факторов, как сетевые условия, требования к оборудованию, безопасность, децентрализация и производительность при реальных рабочих нагрузках транзакций.

Это развитие добавляется к продолжающимся в отрасли усилиям по повышению масштабируемости блокчейна, особенно для платёжных приложений, требующих чрезвычайно высокой ёмкости транзакций.