Optimizing Solana TFM: Key Improvement Strategies for Better Performance

转发原文标题：Solana 与以太坊交易费用机制对比：优化 Solana TFM 的思考

特别感谢 Andrew Fitzgerald、Harsh Patel、Jon Charbonneau、Kevin Galler、Lanre Ige、Mert Mumtaz、Pranav Garimidi、Ryan Chern、Tao Zhu 以及 Tarun Chitra 提供的宝贵反馈和专业审查。

背景介绍

作为以太坊生态中首个基于SVM的L2解决方案，Eclipse不仅致力于将SVM的强大功能带给更广泛的用户群体，同时也积极推动SVM技术本身的持续创新。我们始终确保Eclipse的开发能够为整个SVM生态，特别是Solana网络，创造显著价值。

本文作为我们后续关于费用市场研究的开篇之作，将深入分析Solana现有的费用市场机制，并提出相应的改进建议。我们的研究建立在Tim Roughgarden、Maryam Bahrani和Pranav Garimidi、Hao Chung与Elaine Shi等学者的研究成果基础上，并结合交易费用机制（TFM）的核心理论目标展开讨论。文中将以**标注关键定义。

交易费用机制主要解决三个核心问题：确定区块包含哪些交易、设定交易费用标准以及分配累积的交易费用。本文旨在将以太坊为中心的TFM研究成果与Solana的创新工程实践相结合。

Solana与以太坊TFM机制比较

基础架构差异

首先我们对比Solana与以太坊的TFM机制。Solana采用固定费用模式，每笔签名交易收取5,000 lamports（约0.000005 SOL），而大多数交易仅需一次签名。这种机制不考虑交易消耗的计算资源（以CU计算）。

Solana交易基础费用 = 5,000 Lamports × 交易签名数量

以太坊的机制则有两个显著不同：采用动态调整的基础费用（以gwei为单位），根据市场需求浮动；同时采用更精细的计算单位计费，交易费用与实际消耗的Gas量呈线性关系。

以太坊交易基础费用 = 当前Gas价格 × 交易消耗Gas量

Solana用户还可以选择支付优先费用来提高交易被包含的概率。与基础费用不同，优先费用按交易申请的每个CU计算。交易可以包含SetComputeUnitLimit指令设置最大CU消耗量（上限140万CU），以及SetComputeUnitPrice指令设定每个CU的微lamport价格。

费用分配机制

在Solana网络中，基础费用和优先费用各占50%，分别用于销毁和奖励当前区块生产者。基础费用是区块包含的必要条件，而优先费用则是可选的，用于提高交易优先级。值得注意的是，用户无法规避基础费用，但可以通过其他方式表达优先需求，如Jito-Solana拍卖机制。

近期Solana网络费用创下历史新高，主要受优先费用激增驱动。数据显示，费用分配呈现新的变化趋势。

区块构建机制对比

以太坊的区块生产机制相对直观。大多数验证者通过MEV-Boost将区块构建外包给专业构建者，后者每12秒（以太坊时隙时间）创建一个完整区块。验证者从中选择价值最高的区块进行提议。

Solana则采用完全不同的”调度器”机制，这是Solana Labs验证器客户端中的默认算法，用于连续构建区块并调度交易执行。Solana交易需要预先指定所有读写锁定的账户，这使得调度器能够并行处理不涉及相同状态的交易。

当前Solana调度器的实现存在”抖动”问题，交易被随机分配到四个线程之一，每个线程独立排序。这种机制降低了优先费用的确定性，增加了垃圾交易的动机。不过，社区已经提出了改进方案，计划通过依赖关系图来优化调度算法。

当前Solana TFM的局限性

垃圾交易问题

当前的先到先得机制和随机线程分配导致大量垃圾交易出现，特别是在MEV场景下。数据显示这些低效交易占据了大量区块空间。

一口价拍卖的弊端

简单的一口价拍卖模式不够用户友好，要求用户猜测竞争对手的出价。这与以太坊EIP-1559形成的确定性基础费用机制形成鲜明对比，后者为用户提供了更可靠的包含保证。

费用分配问题

50/50的销毁与验证者奖励分配机制存在缺陷，可能导致链下协议的出现。例如Jito-Solana的拍卖机制就完全绕过了原有的费用分配规则。

特殊交易处理不足

投票交易虽然对网络安全至关重要，但却给验证者带来了不成比例的成本负担。类似地，重要的预言机更新也缺乏合理的费用补贴机制。

本地费用市场不完善

当前的CU限制机制虽然在一定程度上实现了本地化费用控制，但缺乏弹性调整能力，且优先级费用与区块包含的关系不够确定。

CU使用效率低下

由于基础费用与CU使用量无关，开发者缺乏优化计算资源使用的动力，导致区块空间利用率低下。

账户锁定漏洞

当前机制允许用户无成本地锁定任意账户，这为垃圾邮件攻击提供了可乘之机，且账户所有者无法控制这种锁定行为。

TFM改进方案与框架

多维费用市场

传统的一维费用市场将多种资源统一计价，而多维模型则可以对计算、带宽、存储等资源分别定价。EIP-4844就是简单的二维费用市场实践。研究表明，这种机制可以最大化区块链用户福利，同时降低资源耗尽攻击风险。

账户写入锁定指数费用

SIMD-0110提案建议跟踪每个账户的CU使用率EMA，并根据使用情况动态调整写入锁定费用。这种机制类似于EIP-1559的基本费用调整，但在账户层面实现更精细的控制。提案还建议将写锁费用100%销毁，优先费用100%奖励，签名费用50/50分配。

调度器优化

新的CentralScheduler模式将取代当前的ThreadLocalMultiIterator模式，采用prio-graph算法优化交易调度。这种改进有望显著降低高负载时的锁冲突概率，提高网络效率。

可返还账户写入费用

SIMD-0016提出的PRAW机制允许应用程序开发者对锁定其状态的失败交易收费，并在满足条件时返还费用。这为开发者提供了控制垃圾交易的新工具，但也存在实施复杂性和统一性不足的问题。

未来展望

Solana独特的性能目标需要创新的TFM设计。我们认为协议内机制（如EIP-1559和SIMD-0110）与协议外方案（如MEV-Boost和Jito拍卖）可以协同发展。当前关于TFM改进的讨论主要集中在两个方向：一是通过调度器和网络优化解决问题，二是主张必须引入协议内的经济反压机制。

随着Eclipse主网上线的临近，我们将继续探索这些创新机制的应用。模块化架构的优势在于促进不同生态系统间的知识共享，这将加速整个行业的创新发展。我们对Solana及其他区块链在费用市场机制上的持续进步充满期待。