为什么目前区块链TPS无法突破10万+

1、先说结论:现阶段区块链TPS无法超过10万


2、物理限制:

测试一:Compellent Fluid Cache(服务器侧闪存+集中存储),彼时几乎是全球最低延时的存储硬件组合,数据库性能不到6.6万TPS;

测试二:Compellent全闪存集中存储,不到1.3万TPS;

测试三:分布式存储-四节点vSAN全闪存+HGST SAS SSD,不到2.4万TPS;

由于上述测试,使用了性能几乎最顶级的存储硬件,做为中心化组织的硬件设施,TPS都不超过7万,怎么可能相信百万乃至千万TPS的鬼话!


3、影响因素:

最新消息:(不同硬件或优化方案下)是,TPS不超过10.3万,对应的存储IOPS(随机读写)约50万。粗略来看,最简单的事务或交易(Transaction),都至少带来1:5的存储IO压力。根据我的经验,复杂事务,带来几十乃至上千个存储IO都有可能。因此采用存储介质(如闪存盘)的最大值反推TPS时,必须至少先考虑除去这个比例,而且网络损耗、业务应用等还有很多影响性能的多种因素。

也就是如果最大有10万的IO吞吐量,按照工作量比例,最简单的事务下TPS都只有2万不到。


4、网络延迟:

先看看目前公认最高TPS的项目,EOS在真实网络里的运行水平:

2018-11-02 巴比特资讯披露了原来号称百万TPS的EOS的一些信息:

“在一项新的实验中,基准测试公司Whiteblock得出结论,EOS代币(及其RAM市场)本质上是一种用于计算的云服务,它建立在一个完全集中的前提之上。因此,它缺少一些区块链最基本的方面,比如不可更改性”……,“在真实世界条件为50(毫秒)的往返延迟和0.01%的包丢失的测试中,EOS网络性能下降到50 TPS以下,使系统接近于以太坊的性能”


5、理论研究:

2018 年,清华大学的 Chenxing Li 、姚期智等在论文《Scaling Nakamoto Consensus to Thousands of Transactions per Second》中提出新的区块链共识协议。该协议在 GHOST 算法基础上改善了安全性,面向公有区块链场景下,理论上能达到6000+ TPS


姚期智:(1946年12月24日-),中国计算机科学家,2000年图灵奖得主,是目前唯一一位获得此奖项的华人。他目前是北京清华大学理论计算机科学研究中心主任兼教授[2]、香港中文大学博文讲座教授[3]、新竹国立清华大学荣誉讲座[4],以及国立台湾大学特聘研究讲座[5],香港中文大学(深圳)杰出大学教授。


6、INKC的实测数据

网络:千兆光纤网络

硬件:

250GB SSD M.2(NVMe) ,Sequential read/write speed:3500/3300M/s

Intel) i7-9700K,Cpu frequency 3.6Hz,Highest frequency 4.9Hz,Kernel/thread 8/8

4*DIMM-8G DDR4 3200up3600 Non-ECC\Un-buffered

系统:

Distributor ID:  Ubuntu

Description:  Ubuntu 18.04.2 LTS

Release:  18.04

Codename:  bionic

INKC Test NET

TPS:2059、2231、2021

测试结果:INKC TPS 2000+


PS:目前京东、小米、蚂蚁金服、百度、华为、腾讯等多家互联网龙头企业均发布了自家的区块链技术,目标TPS都在万级以上,但目前TPS仅仅几千,而且绝大部分代码不开源、也没有第三方验证,本质上来说不能算是透明可验证的开源去中心化公链。最多能算是使用了区块链技术的企业云服务,所以大部分的项目名称叫BaaS(区块链即服务Blockchain as a Service),一种商业服务而已。

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