Solana Breakpoint上備受矚目的Firedancer是什麼？

原文標題：《Breakpoint 上備受矚目的 Firedancer 究竟是什麼？ 》

原文作者：Karen，Foresight News

在上週的Solana Breakpoint 大會上，現場氣氛活躍，生態產品發布接踵而至，各類豐富多彩的周邊活動更是錦上添花。在這場盛宴中，特別引人注目的亮點是Solana 驗證器用戶端Firedancer 的早期版本正式登陸主網，這一里程碑式的成就被賦予了特別的關注，標誌著Solana 網路將在性能上將實現質的飛躍，同時可避免Solana 上單一客戶端崩潰導致網路宕機的風險。

Firedancer 的開發歷程可追溯至於2021 年至2022 年，作為由Jump Trading Group 主導開發的Solana 第二個驗證器用戶端（原有客戶端Agave 由Anza 開發），其設計初衷在於消除單點故障隱患，增強網路的整體穩健性和堅韌性。與原有基於 Rust 的驗證器不同，Firedancer 採用 C 語言編寫，不包含 Rust 程式碼，這項選擇顯著降低了潛在漏洞對整個網路的影響，為 Solana 的安全性加上了另一道堅固的防線。

Firedancer 表現如何？

根據Jump Crypto 首席科學官Kevin Bowers 在Solana Breakpoint 大會上的演示，Firedancer 展示了每秒處理超過100 萬筆交易的能力，這一數字遠超Solana 目前理論上的幾萬TPS 極限。 Kevin Bowers 也將這項成就形象化為將「鄉間小路」拓寬為「州際公路」，預示著網路成本和容量的雙重優化。

Jump Trading 的核心工程師Liam Heeger 則分享了Firedancer 在測試網上的進展，該客戶端已成功產出超過2 萬個區塊，並實現了1% 的質押比例。

另一位工程師Aryaman Jain 的演示進一步揭示了Firedancer 在特定條件下的表現，如在10 個驗證器環境下，其TPS 可達百萬級別，每秒處理計算單元超過12 億次，同時展現出3.5 Gbps 的Blockspace 能力和50 萬TPS 的VM 執行效率。

Firedancer 如何運作？

Firedancer 圍繞高效能運算堆疊和網路堆疊、Runtime 和共識機制三個主要組成部分建構。 Firedancer 之所以能夠將 Solana 網路的效能提升至 100 萬 TPS（目前協定層級的限制將效能限制在 81,000 TPS 左右），關鍵在於其創新的架構設計和資料流優化。

此驗證器採用了同時模型，透過少量執行緒執行多樣化的作業，每個執行緒都專注於特定的任務，如網路封包處理、交易驗證、區塊打包等。這種設計實現了資源的最大化利用與交易處理速度的顯著提升。

具體來說，每個執行緒執行11 個不同的作業之一。有些作業只需要一個執行緒來完成它們，但某些作業需要許多執行緒並行執行相同的工作。另外，每個執行緒都有一個 CPU core 來運行，並且執行緒擁有該 core 的所有權：永遠不會休眠或讓作業系統將其用於其他目的。

Firedancer 也引入了一個名為「tiles」的架構，每個 tile 代表了一個作業及其運行的執行緒和分配的 CPU core。這種組合方式使得效能調優變得靈活且有效率。例如，net 和 quic 的每 tile 可處理 >100 萬 TPS，而 verify 和 bank tiles 則專注於交易驗證和區塊執行，儘管它們的處理速度相對較低，但足以滿足高並發場景下的需求。

Firedancer 在官方文件中列出了11 種tile，分別為：

1. net：從網路設備發送和接收網路封包（每tile 可處理>100 萬TPS）；

2.quic：接收來自客戶端的交易，執行所有連線管理和封包處理以管理和實作QUIC 協定（每tile 可處理>100 萬TPS）；

3.verify：驗證傳入交易的加密簽名，過濾無效交易（每tile 可處理20-4 萬TPS）；

4.dedup：檢查並過濾掉重複的傳入交易；

5.pack：當成為leader 時，打包傳入的交易並聰明地安排它們執行；

6.bank：執行被安排的交易（每tiles 可處理20-4 萬TPS）；

7.poh：是一種連續在後台進行哈希運算的機制，將產生的哈希值與已執行的交易混合在一起，從而證明順序性和時間性。

8.shred：當成為leader 時，向網路分發區塊資料；非leader 時，接收並重傳區塊資料（吞吐量主要取決於集群大小。接收區塊數據，或其他節點是leader 時從其他節點接收區塊數據，並將其儲存在本地磁碟上的資料庫中；

10 .metric：收集其他tiles 的監控資訊並提供給HTTP 端點；

11.sign：持有驗證者私鑰，並接收和回應來自其他tile 的簽名請求。

值得注意的是，在 Firedancer 成熟之前，其過渡版本 Frankendancer 已先行一步進入 Solana 主網。 Frankendancer 是 Firedancer 和 Agave 部分程式碼的混合體，結合了 Firedancer 在網路堆疊和區塊生產方面的優勢，同時保留了 Agave 在執行和共識方面的功能。而 Firedancer 則是完全從頭開始構建，不包含任何 Agave 的程式碼。

Firedancer 有何影響？

無疑，Firedancer 的推出對Solana 生態系統具有重大影響，將極大豐富驗證器的多樣性，進一步削弱單點故障對網路穩定性的影響，為Solana 網路的可靠性築起一座更堅固的堡壘。

此外，Firedancer 保持了與現有協議的向後相容性，能夠確保生態系統的平穩過渡，無需DApp 開發者及用戶做出重大調整。

儘管目前Firedancer 仍處於非投票模式，且需經歷持續不斷的優化與審核，但這為Solana 網路的未來發展描繪了一幅更加充滿希望的藍圖。

參考：

1、https://www.youtube.com/watch?v=InGI7BDUeX4&list=PLilwLeBwGuK4eY3nT0vvvJ4GmcJLImcQE&indexwLeBwGuK4eY3nT0vvvJ4GmcJLImcQE&indexte=14 2、https://firedancer-io.github.io/firedancer/guide/tuning.html

3、https://solanacompass.com/learn/Validated/firedancer-w-kevin-bowers

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