關于 Solana 本地費用市場的真相
可操作的見解
本地費用市場（LFMs）使Solana能夠根據(jù)狀態(tài)的競爭程度為單個狀態(tài)設置細粒度費用。交易根據(jù)它們寫入的特定狀態(tài)支付費用，防止局部熱點在整個Blockchain上提高費用。
LFMs對于實現(xiàn)Solana可擴展的統(tǒng)一基礎層愿景至關重要，在這個層面上，所有應用程序無縫共存。如果沒有LFMs，鏈上某一部分的費用激增將導致所有交易的費用增加——這是其他僅依賴全球費用市場進行區(qū)塊空間定價的網(wǎng)絡常見的問題。
隨著2023年底Solana經(jīng)濟活動的加速，LFMs原始實現(xiàn)中的幾個關鍵缺陷變得明顯。最顯著的是非確定性調(diào)度器優(yōu)先級。交易主要根據(jù)到達區(qū)塊構(gòu)建者的時間排序，優(yōu)先費用僅作為次要考慮。
在2024年5月的Agave客戶端更新v1.18中，引入了新的交易調(diào)度器和改進的交易優(yōu)先級公式。調(diào)度器構(gòu)建依賴圖，以更好地管理跨線程的沖突交易的處理和優(yōu)先級。這一重大更新顯著提高了協(xié)議以確定性方式排序交易的能力。
評估有效運行的LFMs的一個有價值的指標是比較中位數(shù)和平均交易優(yōu)先費用。涉及無爭議狀態(tài)（50%百分位中位數(shù)）的費用預計將保持較低。爭議狀態(tài)的費用應隨著需求的增加而激增，從而拉高平均費用。最近的數(shù)據(jù)證實了這一模式。在2024年11月，非投票交易的平均費用達到了超過0.0003SOL的歷史新高。然而，中位費用保持在0.00000861SOL，約為35倍低。
今天，Solana的LFMs是功能性的，但仍有顯著的改進空間。Anza工程師對銀行階段線程工作負載的分析表明，調(diào)度器的錯誤阻止了驗證者客戶端充分利用其全部能力。因此，Agave客戶端僅以其潛力的一小部分運行。此外，尚無正式規(guī)范說明交易應如何排序。
當前的優(yōu)先費用API缺乏提供確定性結(jié)果所需的復雜性。每個主要RPC提供商都提供自己的自定義優(yōu)先費用API，這可能導致一種軟性供應商鎖定。核心開源RPCAPI實現(xiàn)未考慮關鍵網(wǎng)絡動態(tài)，例如Jito的影響，導致費用估算不準確。
在沒有確定性計算優(yōu)先費用的方法的情況下，開發(fā)者通常采取謹慎的方法，通過超額支付來確保他們的交易被處理。或者，他們可能會過度使用Jito小費作為替代機制，即使對于不需要確保區(qū)塊頂部的交易也是如此。
已提出各種策略以進一步增強Solana的費用結(jié)構(gòu)。這些包括指數(shù)寫鎖費用和動態(tài)基礎費用。網(wǎng)絡尚未找到施加經(jīng)濟反壓力以抑制垃圾郵件的方式，同時保持對真實用戶的低費用。介紹
費用市場是經(jīng)濟機制，旨在通過動態(tài)調(diào)整交易費用有效分配稀缺的區(qū)塊空間給最高價值的交易。交易愿意支付的費用是其價值的代理。LFMs通過根據(jù)狀態(tài)的競爭程度為單個狀態(tài)設置細粒度費用來細化這一一般概念。當兩個交易訪問相同狀態(tài)時（無論是兩個寫操作還是對同一賬戶的讀寫操作），則認為它們是有爭議的。
通過LFMs，交易根據(jù)它們寫入的特定狀態(tài)支付費用，防止局部熱點在整個Blockchain上提高費用。訪問高需求或有爭議狀態(tài)的交易會產(chǎn)生更高的費用，而與需求較低的狀態(tài)交互的交易則支付較低的費用。這一點很重要，因為Solana在處理無爭議交易方面表現(xiàn)更好，因為它支持并行執(zhí)行。
Ethereum的費用模型，在EIP-1559中實施，是全球費用市場的一個相關示例。EIP-1559根據(jù)網(wǎng)絡需求調(diào)整動態(tài)基礎費用，以保持每個區(qū)塊的最佳計算（gas）使用。當區(qū)塊容量填滿時，所有交易的費用都會增加。錢包根據(jù)當前基礎費用和交易的gas限制計算費用。這種方法在協(xié)議中強制執(zhí)行，并提供可預測的費用計算；然而，它未能將高需求熱點與更廣泛的網(wǎng)絡隔離。當費用激增時，所有交易的費用都會激增。
特定狀態(tài)的高需求問題并非Blockchain所獨有。這一挑戰(zhàn)與熱點關鍵問題相似，通常被稱為“名人問題”，在Web2社交應用中常見。
通過本文，我們旨在提供對SolanaLFMs的可訪問分析。該工作分為以下幾個部分：
Solana費用基礎知識：為讀者建立對Solana當前交易處理方式的基本理解。
本地費用市場的早期問題：探討LFMs早期實現(xiàn)中的初始問題及其缺陷。
中央調(diào)度器v.1.18更新：突出2024年一個重要更新，顯著改善了LFMs的功能。
衡量本地費用市場的有效性：提供與理解LFMs在Solana上運行狀態(tài)相關的數(shù)據(jù)。
持續(xù)問題和改進領域：本節(jié)討論未解決的問題和需要關注的領域，以使LFMs實現(xiàn)其全部潛力。
提議的解決方案：回顧提議的解決方案，以細化LFMs并引入更好的經(jīng)濟激勵，以實現(xiàn)更細致的區(qū)塊空間定價。
已經(jīng)熟悉Solana交易費用結(jié)構(gòu)的讀者可能希望跳過以下關于費用基礎知識的部分。Solana費用基礎知識
Solana交易由兩部分費用組成——基礎費用和優(yōu)先費用。基礎費用目前固定為每個簽名5,000lamports。大多數(shù)Solana交易只有一個簽名。優(yōu)先費用以微lamports（即lamport的百萬分之一）為單位，按請求的計算單位（CU）計算。費用從費用支付者賬戶（簽名者）中扣除。如果支付者的lamports不足以支付交易費用，則交易將被丟棄。在撰寫本文時，基礎費用和優(yōu)先費用的50%由區(qū)塊構(gòu)建者保留，作為將交易納入?yún)^(qū)塊的激勵。其余50%被銷毀。在去年5月成功的治理投票后，提案SIMD-096將改變?yōu)?00%的優(yōu)先費用由區(qū)塊構(gòu)建者保留。例如：
一筆交易有一個簽名并請求500,000CUs。發(fā)送方設置的優(yōu)先費用為每請求的CU50,000微蘭波特。該交易的總費用為5,000蘭波特+(500,000請求的CUs*50,000微蘭波特每請求CU)=25,000蘭波特，或0.000025SOL。
驗證者的計算資源是有限的，協(xié)議將每個區(qū)塊的總計算資源限制為4800萬CUs。這個數(shù)字是根據(jù)驗證者能夠合理處理的量經(jīng)驗性選擇的，以達到400毫秒的區(qū)塊時間。每個賬戶每個區(qū)塊的最大CUs限制為1200萬，而每筆交易的最大計算限制設定為140萬CUs。交易消息的大小也限制為最大1,232字節(jié)，這是IPv6的最小傳輸單元（1280字節(jié)）減去頭部。
為了防止計算資源的濫用，Solana為每筆交易分配了計算預算。默認情況下，網(wǎng)絡為每條指令設置的最大限制為200,000計算單位（CU）。然而，交易可以通過包含SetComputeUnitLimit 指令來指定自定義的計算單位限制，從而實現(xiàn)更高效的資源分配。Agave客戶端代碼庫列出了各種操作的CU成本。
Solana要求所有交易都必須指定在交易過程中將被讀取或?qū)懭氲馁~戶地址的完整列表。該列表的最大大小為35個地址，可以通過鏈上地址查找表進行擴展。構(gòu)建地址列表為開發(fā)者帶來了額外的開銷，但這是解鎖Solana許多優(yōu)化的關鍵，包括并行交易執(zhí)行和本地化費用市場。Solana本地費用市場的早期問題
“本地費用市場是一個謊言。” -BenCoverston，聯(lián)合創(chuàng)始人，Temporal
隨著2023年底Solana上經(jīng)濟活動的加速，原始LFMs實現(xiàn)中的幾個關鍵缺陷變得顯而易見。此時，EllipsisLabs的EugeneChen提供了對這些挑戰(zhàn)的全面分析，見于UmbraResearch文章，SolanaFees,Part1。以下是Chen提出的關鍵點摘要。缺乏準確請求CUs的激勵
Solana的費用結(jié)構(gòu)按簽名收取基本費用，而不考慮使用或請求的計算單位（CUs）。與此同時，優(yōu)先費用在擁堵期間僅提供有限的激勵來減少CU使用。這種設計使得交易發(fā)送者幾乎沒有動力來優(yōu)化計算使用或?qū)⑵銫U請求與實際需求匹配。因此，交易經(jīng)常過度請求CUs，導致網(wǎng)絡調(diào)度過程中的低效。激勵使用協(xié)議外的優(yōu)先機制
燃燒50%的優(yōu)先費用激勵交易發(fā)送者通過與區(qū)塊構(gòu)建者串通并安排鏈下支付以獲得優(yōu)先訪問，從而繞過協(xié)議。這種行為在Jito拍賣的日益增長中顯而易見。運行Jito-Agave客戶端的驗證者從更高的費用收入中受益，并可以通過JitoMEV傭金獎勵有效地將這些利潤分配給委托的質(zhì)押者。隨著Jito-Agave客戶端的采用增加，Jito套餐在許多場景中證明是一種更優(yōu)的交易交付服務。非確定性調(diào)度器優(yōu)先級
Solana的共識和調(diào)度器都沒有根據(jù)優(yōu)先費用強制執(zhí)行嚴格的交易排序。交易主要按到達區(qū)塊構(gòu)建者的時間排序，優(yōu)先費用僅作為次要考慮因素。更高的優(yōu)先費用可以增加在爭議狀態(tài)下被包含的可能性，但排序過程仍然是非確定性的。在到達交易處理單元（TPU）之前的網(wǎng)絡抖動和調(diào)度器內(nèi)部的抖動進一步增加了不可預測性。
這種缺乏確定性降低了交易執(zhí)行的可預測性和可靠性，促使用戶通過交易垃圾泛濫網(wǎng)絡以提高更快包含的機會。然而，提高優(yōu)先費用在某個閾值之后收益遞減，削弱了其作為更好交易放置機制的有效性。Solana的共享區(qū)塊空間最終成為經(jīng)典的“公地悲劇”的受害者。個體行為者出于自身利益，導致了這一公共資源的過度利用和低效。中央調(diào)度器v1.18更新
Agave客戶端調(diào)度器的初始實現(xiàn)僅提供了一個松散的保證，即高優(yōu)先費用的交易在特定區(qū)塊中被包含的機會更大。領導者的交易處理單元（TPU）使用六個并行線程運行：四個處理非投票交易，兩個保留用于投票交易。每個非投票交易線程維護自己的隊列，待處理的交易在此隊列中等待分組以執(zhí)行。之前，交易是隨機分配到這些線程的，隊列獨立優(yōu)先處理數(shù)據(jù)包，而不考慮其他線程處理的數(shù)據(jù)包。
當一個線程準備執(zhí)行交易時，必須首先獲取所需的賬戶鎖。如果所需的寫鎖不可用，則該交易會被重新排隊。交易隨機分配到線程的問題加劇了這一問題，因為同一交易類型可能在多線程調(diào)度系統(tǒng)中處于不同的位置。這種調(diào)度器的隨機性引入了抖動，造成交易在區(qū)塊中的放置位置的可變性。
隨著Agave客戶端更新v1.18于2024年5月推出了新的交易調(diào)度器，即中央調(diào)度器。在這個修訂結(jié)構(gòu)中，中央調(diào)度器構(gòu)建了一個依賴圖，稱為優(yōu)先圖，以更好地管理跨所有線程的沖突交易的處理和優(yōu)先級。這一重大更新顯著提高了Solana確定性排序交易的能力；優(yōu)先費用更高的交易更有可能被包含在區(qū)塊中。
有關中央調(diào)度器的更詳細信息，讀者可以參考我們之前的Helius博客文章，涵蓋Agave1.18更新。更有效的優(yōu)先級計算
與調(diào)度器更新一起，交易優(yōu)先級公式經(jīng)過改進，給予計算需求較低的交易優(yōu)勢，惠及開發(fā)者和資源使用最少的交易。
{
"jsonrpc": "2.0",
"id": "helius-example",
"method": "getPriorityFeeEstimate",
"params": [
{
"transaction": "LxzhDW7T...", // Base58 編碼的序列化交易
"options": {
"recommended": true
}
}
]
}
以上：使用Base58編碼的序列化交易的getPriorityFeeEstimate示例負載。
由于沒有確定性的方法來計算優(yōu)先費用，開發(fā)者通常采取謹慎的方法，通過超額支付來確保他們的交易被處理。或者，他們可能會過度使用Jito小費，即使在不需要確保區(qū)塊頂部的交易中。這些小費通常被用作優(yōu)先費用的替代品。值得注意的是，2024年觀察到的大多數(shù)小費與傳統(tǒng)的MEV活動無關，例如套利或夾擊，而是旨在實現(xiàn)更快的交易包含。驗證者通過收取更高的區(qū)塊獎勵和MEV傭金來獲得這種低效的收益。
當開發(fā)者未能實現(xiàn)邏輯以動態(tài)調(diào)整其優(yōu)先費用以應對鏈上條件波動時，另一個挑戰(zhàn)就出現(xiàn)了。在重大事件（如市場大幅波動）期間，訪問特定狀態(tài)賬戶的費用可能會急劇飆升。缺乏動態(tài)費用機制的應用程序在這些情況下將面臨困難，因為其靜態(tài)費用設置不足以確保及時執(zhí)行。提出的解決方案
已經(jīng)提出了各種策略，以進一步增強Solana的費用結(jié)構(gòu)。這些提案旨在優(yōu)化網(wǎng)絡資源分配并減輕垃圾郵件的激勵。指數(shù)寫鎖費用
由TaoZhu(Anza)和AnatolyYakavenko于2023年1月提出的SIMD-0110提出了通過對有爭議賬戶施加動態(tài)費用來管理擁堵的新機制。該機制跟蹤寫鎖定賬戶的計算單元(CU)利用率的指數(shù)移動平均(EMA)，并提高持續(xù)高利用率的寫鎖定賬戶的費用。
為了實現(xiàn)這樣的系統(tǒng)，Solana運行時維護一個有爭議賬戶的公共密鑰的LRU（最近最少使用）緩存及其相應的計算單元定價器(CUP)。CUP監(jiān)控賬戶的EMACU利用率，并在查詢時提供更新的費用率。
該機制動態(tài)調(diào)整寫鎖費用。如果賬戶的EMACU利用率超過目標閾值，則寫鎖費用率增加。相反，如果利用率低于目標，則費用率降低。初始參數(shù)包括：
賬戶最大CU限制的25%的目標利用率。
初始寫鎖費用率為每CU1,000微拉波特。
每個區(qū)塊的費用調(diào)整率為1%。
賬戶的寫鎖費用通過將其費用率乘以交易請求的CU來計算。在該系統(tǒng)下，總交易費用是三個組成部分的總和：基本簽名費用、優(yōu)先費用和寫鎖費用。寫鎖費用將100%被銷毀。
在發(fā)布時，SIMD-0110在社區(qū)內(nèi)引發(fā)了熱烈的討論。然而，該提案目前處于非活躍狀態(tài)，并已標記為關閉。動態(tài)基本費用
改善Solana的LFM的另一個長期解決方案是引入全球和每個賬戶的動態(tài)基本費用(DBF)。EllipsisLabs的JarryXiao和EugeneChen是這一方法的著名支持者。
雖然優(yōu)先費用是可選的，但基本費用是強制性的。目前，Solana的基本費用固定為每個簽名5000拉波特。提交簡單Tokens轉(zhuǎn)賬的用戶支付的基本費用與進行復雜多場所交換或試圖執(zhí)行復雜MEV套利的搜索者支付的基本費用相同。基本費用并未準確反映交易的計算使用情況。
通過動態(tài)基本費用，具有不當基本費用的套利交易可以被視為無效，并在到達調(diào)度器之前被丟棄。提高基本費用會鼓勵垃圾郵件發(fā)送者發(fā)送更少的交易。
基本費用最終將達到均衡，交易將根據(jù)區(qū)塊空間市場的價值定價。由于基本費用在上升，最終將達到邊際成本，此時發(fā)送交易不再值得交易的機會成本。費用不能過高；否則，用戶活動將受到影響。對于機器人來說，過高的最大值但對用戶普遍可接受是理想的。在這樣的系統(tǒng)下，為了包含而發(fā)送交易的賬戶將燒掉他們所有的SOL。
Solana的快速區(qū)塊時間使得激進的算法能夠設定基本費用。在高需求期間，費用可以迅速調(diào)整——每個區(qū)塊可能翻倍——以反映網(wǎng)絡擁堵。相反，隨著需求的減少，費用可以更逐漸地降低。由于Solana的短區(qū)塊時間，費用減少仍然相對迅速，確保網(wǎng)絡快速適應變化的條件。
類似的經(jīng)濟反壓力的例子是MetaplexCandyMachine程序，該程序在2022年作為反垃圾郵件機制實施了機器人稅。機器人稅是對無效交易的可選收費。通常，這將是一個相對較小的金額，以避免影響真正的用戶，他們可能犯了一個真正的錯誤。這個稅收證明是有效的；鑄造狙擊手很快被耗盡，垃圾郵件也停止了。結(jié)論
Solana的LFM是功能性的，但仍有很大的改進空間：
增強優(yōu)先費用機制：優(yōu)先費用RPC調(diào)用需要改進。理想情況下，開發(fā)者應該有一種簡單、確定性的方法來設置費用，以確保交易在接下來的幾個區(qū)塊內(nèi)被包含。
經(jīng)濟上抑制垃圾郵件：網(wǎng)絡必須找到在高經(jīng)濟活動期間對機器人施加經(jīng)濟反壓力的方法，同時保持對真正人類用戶的低費用。
教育開發(fā)者：開發(fā)者需要停止設置靜態(tài)應用程序交易費用，并減少對Jito等協(xié)議外機制的依賴，以進行常規(guī)交易。
進一步優(yōu)化調(diào)度器：交易調(diào)度器需要進一步優(yōu)化，以確保在高需求期間所有工作線程都得到利用。
正如Solana聯(lián)合創(chuàng)始人AnatolyYakovenko所指出的，這些挑戰(zhàn)主要是“工程問題”——通過適當?shù)募夹g關注可以解決。其他資源
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