硬件事务内存区块加速器

通过细粒度并发执行和验证，显著提升区块链交易吞吐量。

Li, Yue · Liu, Han · 高健博 · 张家硕 · 关志 · 陈钟

Journal of Parallel and Distributed Computing 2024

参数信息

执行步骤加速比

3.0 x

验证步骤加速比

2.3 x

技术优势

突破串行瓶颈

利用硬件事务内存并发执行可能冲突的交易，将执行步骤平均加速至 3.0 倍，验证步骤平均加速至 2.3 倍，大幅提升吞吐量。

自动识别冲突

基于符号执行的分析器自动识别每笔交易中的最小原子段，无需人工标注即可实现安全并行。

确定性验证

验证步骤引入 happens-before 关系，确保并发执行后的确定性重放，维持区块链一致性。

支持同账户调度

通过 nonce 机制调度同一账户的并发交易，避免顺序冲突，性能损失在可接受范围内。

应用场景

• 区块链系统：集成后节点吞吐量提升，交易执行与验证延迟降低，直接缓解网络拥堵。
• 高性能计算：充分发挥多核硬件潜力，以硬件事务内存实现细粒度并行，提升单位时间处理能力。
• 并行处理：为冲突交易提供安全并行执行模型，可推广至类似事务系统的并发优化。