Sự phát triển của công nghệ blockchain từ giai đoạn sơ khai của Bitcoin đến thời kỳ bùng nổ của các ứng dụng phi tập trung (dApps) trên Ethereum đã đặt ra một bài toán hóc búa về khả năng mở rộng. Trong nhiều năm, ngành công nghiệp này đã tập trung vào việc tối ưu hóa các thuật toán đồng thuận để đạt được tốc độ giao dịch cao hơn. Tuy nhiên, theo phân tích từ Tấn Phát Digital, khi bước sang giai đoạn 2024-2026, trọng tâm nghiên cứu đã dịch chuyển mạnh mẽ từ lớp đồng thuận sang lớp thực thi. Câu hỏi cốt lõi đặt ra là: Liệu thực thi song song (parallel execution) có thực sự giải quyết được vấn đề tốc độ? Câu trả lời ngắn gọn là có, nhưng thực tế kỹ thuật phức tạp hơn nhiều. Việc áp dụng thực thi song song giống như việc thêm thợ vào một công trường xây dựng; nó chỉ thực sự hiệu quả nếu công việc có thể chia nhỏ và chi phí quản lý không triệt tiêu các lợi ích về năng suất.
Khung lý thuyết về thực thi song song và đồng thời trong hệ thống phân tán
Để đánh giá tính hiệu quả của thực thi song song, cần làm rõ sự khác biệt giữa hai khái niệm thường bị nhầm lẫn: tính đồng thời (concurrency) và tính song song (parallelism). Tính đồng thời đề cập đến khả năng xử lý nhiều tác vụ bằng cách chồng lấp thời gian thực hiện, giống như một đầu bếp làm nhiều món bằng cách thái thịt trong khi chờ nước sôi. Ngược lại, tính song song thực sự yêu cầu việc thực hiện đồng thời các tác vụ trên các tài nguyên vật lý riêng biệt, tương tự như việc có hai đầu bếp cùng nấu hai món ăn khác nhau trong hai gian bếp riêng.
Trong kiến trúc blockchain truyền thống như Ethereum Virtual Machine (EVM) thời kỳ đầu, mọi giao dịch được xử lý tuần tự (sequential execution). Điều này đảm bảo tính tất định nhưng tạo ra một hàng đợi duy nhất, nơi một giao dịch phức tạp có thể làm tắc nghẽn toàn bộ mạng lưới. Thực thi song song phá vỡ mô hình này bằng cách cho phép các giao dịch không liên quan được xác thực cùng một lúc trên nhiều lõi CPU hoặc GPU.
Các điều kiện tối ưu để thực thi song song phát huy hiệu quả
Thực thi song song không phải là một "viên đạn bạc" cho mọi loại tác vụ. Hiệu suất của nó phụ thuộc vào bản chất của khối lượng công việc đang xử lý. Các nghiên cứu thực nghiệm chỉ ra ba kịch bản chính mà song song hóa mang lại lợi ích vượt trội:
Các tác vụ độc lập về trạng thái: Những công việc mà kết quả của phần này không ảnh hưởng đến phần kia, ví dụ như xử lý các giao dịch thanh toán giữa các cặp tài khoản hoàn toàn khác nhau.
Xử lý dữ liệu quy mô lớn (Big Data): Khi hệ thống cần xử lý hàng triệu bản ghi, việc phân phối khối lượng công việc lên hàng ngàn luồng giúp giảm đáng kể thời gian hoàn thành tổng thể.
Tính toán nặng (Compute-Intensive): Các bài toán khoa học, huấn luyện AI hoặc học sâu yêu cầu khả năng tính toán song song cực lớn trên các phần cứng chuyên dụng như NVIDIA GPU.
Đặc tính so sánh giữa xử lý tuần tự và xử lý song song
Xử lý tuần tự (Sequential):
Cấu trúc thực hiện: Từng tác vụ một theo thứ tự cố định.
Tính tất định: Rất cao và dễ dự đoán kết quả.
Khả năng tận dụng phần cứng: Thấp, thường chỉ sử dụng một lõi CPU duy nhất.
Độ trễ: Tăng tỉ lệ thuận với số lượng giao dịch trong hàng đợi.
Phạm vi ứng dụng: Các thuật toán có sự phụ thuộc chặt chẽ vào dữ liệu trước đó.
Xử lý song song (Parallel):
Cấu trúc thực hiện: Nhiều tác vụ diễn ra đồng thời trên nhiều lõi xử lý.
Tính tất định: Phức tạp, cần các cơ chế khóa trạng thái hoặc xác thực sau thực thi.
Khả năng tận dụng phần cứng: Cao, tận dụng tối đa kiến trúc đa nhân và GPU hiện đại.
Độ trễ: Giảm đáng kể đối với các tác vụ độc lập.
Phạm vi ứng dụng: Phù hợp với Big Data, AI và các giao dịch blockchain độc lập.
Xem thêm: Blockchain Trilemma là gì?
Những rào cản toán học và kỹ thuật: "Hố đen" của tốc độ
Dù thực thi song song hứa hẹn tốc độ xử lý hàng chục ngàn giao dịch mỗi giây (TPS), thực tế triển khai luôn vấp phải những giới hạn lý thuyết nghiêm ngặt, đặc biệt là Định luật Amdahl.
Định luật Amdahl và giới hạn của việc tăng tốc
Định luật Amdahl khẳng định rằng tốc độ tối đa của một hệ thống bị giới hạn bởi phần chương trình bắt buộc phải chạy tuần tự. Nếu một khối mã nguồn có 10% phần không thể chạy song song, thì dù hệ thống có vô số CPU, tốc độ cũng không bao giờ nhanh hơn quá 10 lần so với ban đầu.
Ảnh hưởng của tỷ lệ song song hóa đến tốc độ tối đa
Tỷ lệ song song 50%: Tốc độ tăng tối đa 2 lần.
Tỷ lệ song song 75%: Tốc độ tăng tối đa 4 lần.
Tỷ lệ song song 90%: Tốc độ tăng tối đa 10 lần.
Tỷ lệ song song 95%: Tốc độ tăng tối đa 20 lần.
Tỷ lệ song song 99%: Tốc độ tăng tối đa 100 lần.
Chi phí quản lý (Overhead) và Tranh chấp tài nguyên
Việc chia nhỏ tác vụ để thực hiện song song không phải là miễn phí. Hệ thống phải tiêu tốn tài nguyên để phân phối công việc cho các luồng (threads), theo dõi trạng thái và gộp kết quả lại. Nếu các tác vụ quá nhỏ, thời gian dành cho việc quản lý này có thể lâu hơn cả thời gian thực hiện tác vụ tuần tự. Tranh chấp tài nguyên xảy ra khi nhiều luồng cùng tranh giành quyền truy cập vào một vùng bộ nhớ, tạo ra các nút thắt cổ chai làm giảm hiệu quả toàn hệ thống.
Các mô hình thực thi song song trong kiến trúc Blockchain hiện đại
Tấn Phát Digital đã tổng hợp ba mô hình chính đang định hình lại hiệu suất ngành:
1. Mô hình Tất định (Solana Sealevel)
Solana yêu cầu mỗi giao dịch khai báo trước tất cả các tài khoản mà nó sẽ đọc hoặc ghi. Nhờ thông tin này, hệ thống lập lịch trình thực thi đồng thời cho các giao dịch không trùng lặp tài khoản. Ưu điểm là hiệu suất cực cao nhưng gánh nặng đặt lên vai nhà phát triển khi phải quản lý danh sách truy cập trạng thái phức tạp.
2. Mô hình Kiểm soát xung đột lạc quan (Aptos & Sei)
Thay vì khai báo trước, hệ thống giả định hầu hết giao dịch không xung đột và chạy song song ngay lập tức. Sau đó, hệ thống mới kiểm tra xung đột; nếu có, giao dịch sẽ được khôi phục (rollback) và thực hiện lại. Sei Giga, một bản nâng cấp năm 2026, đã đạt tới 200.000 TPS trong môi trường thử nghiệm nhờ cơ chế này.
3. Mô hình Hướng đối tượng (Sui)
Sui thay đổi cấu trúc dữ liệu sang mô hình đối tượng. Các giao dịch tương tác với tài sản cá nhân (Owned Objects) có thể bỏ qua bước đồng thuận toàn cầu, cho phép thực thi ngay lập tức với độ trễ cực thấp. Hệ thống Stingray mới trên Sui còn cho phép đạt 20.000 TPS cho các tác vụ có tính giao hoán cao.
Phân tích chuyên sâu: Monad và cuộc cách mạng song song hóa EVM
Đến năm 2026, Monad trở thành biểu tượng cho việc tối ưu hóa lớp thực thi mà vẫn giữ tương thích 100% với Ethereum. Kiến trúc của Monad giải quyết nút thắt cổ chai lớn nhất: truy cập dữ liệu từ ổ đĩa.
MonadDb: Hệ thống lưu trữ nhận thức trạng thái, hỗ trợ I/O không đồng bộ, giảm độ trễ truy cập trạng thái từ 10ms xuống dưới 1ms.
Thực thi không đồng bộ: Tách biệt đồng thuận và thực thi, cho phép CPU không bao giờ ở trạng thái nhàn rỗi trong khi chờ mạng lưới truyền tải dữ liệu.
Berachain BeaconKit: Một khung công nghệ khác cũng đang giúp giảm 40% thời gian tạo khối thông qua thực thi song song và xây dựng payload lạc quan.
So sánh các chỉ số hiệu suất dự báo 2026
Sei Giga: TPS thực tế đạt mức 12.500+ (với kỷ lục 200.000+ trên devnet). Thời gian tạo khối 0.4s và độ trễ hoàn tất dưới 0.4s. Sử dụng cơ chế Đa đề xuất (Multi-proposer).
Monad: TPS thực tế đạt 10.000. Thời gian tạo khối 1.0s và độ trễ hoàn tất ~1.0s. Sử dụng cơ chế Lạc quan kết hợp MonadDb.
Sui: TPS thực tế từ 2.000 - 4.500. Thời gian tạo khối 0.4s và độ trễ hoàn tất dưới 0.4s. Sử dụng cơ chế Hướng đối tượng (Mysticeti).
Solana: TPS thực tế từ 2.500 - 5.000. Thời gian tạo khối 0.4s và độ trễ hoàn tất ~2.0s. Sử dụng cơ chế Tất định (Sealevel).
Aptos: TPS thực tế từ 1.500 - 3.500. Thời gian tạo khối 0.7s và độ trễ hoàn tất ~0.9s. Sử dụng cơ chế Lạc quan (Block-STM).
Lộ trình phát triển của Ethereum: Từ tuần tự đến song song
Ethereum đang tích cực triển khai các nâng cấp quan trọng thông qua lộ trình Glamsterdam và Hegota trong năm 2026.
EIP-2930: Cho phép người dùng khai báo trước danh sách truy cập, giúp các nút có thể nạp trước dữ liệu và thực hiện song song các phần của khối.
EIP-7928: Giới thiệu Danh sách truy cập cấp Khối (BAL), cho phép thực thi song song hoàn toàn I/O và EVM, giúp các nút vận hành nhanh hơn và tiết kiệm tài nguyên hơn.
Cây Verkle: Giảm kích thước bằng chứng trạng thái, cho phép khách hàng thực hiện song song việc xác thực khối một cách hiệu quả hơn.
10 Case Study chi tiết về thực thi song song (Cập nhật 2026)
Dưới đây là phân tích chi tiết từ Tấn Phát Digital về các dự án tiêu biểu đang dẫn đầu cuộc đua hiệu năng:
1. Solana (Sealevel)
Solana là dự án tiên phong trong việc sử dụng cơ chế thực thi song song tất định thông qua công cụ Sealevel.
Cơ chế: Yêu cầu giao dịch khai báo trước các tài khoản sẽ truy cập (Read-Write set).
Hiệu suất: Đạt mức 2.500 - 4.000 TPS thực tế trên mainnet năm 2024-2025, với khả năng xử lý lên tới hàng chục ngàn TPS trong điều kiện lý tưởng.
Ưu điểm: Tận dụng tối đa GPU và CPU đa lõi.
2. Monad (MonadDb & Asynchronous Execution)
Monad đại diện cho bước nhảy vọt của hệ sinh thái EVM vào năm 2026.
Cơ chế: Kết hợp thực thi lạc quan (Optimistic Execution) với cơ sở dữ liệu tùy chỉnh MonadDb để loại bỏ nút thắt cổ chai I/O.
Hiệu suất: Đạt mốc 10.000 TPS ổn định với thời gian tạo khối 0.4 giây.
Điểm nhấn: Tương thích 100% bytecode với Ethereum, cho phép các dApp di chuyển không cần chỉnh sửa code.
3. Sei Giga (Multi-Proposer Consensus)
Bản nâng cấp Giga của Sei Network là một trong những cột mốc quan trọng nhất năm 2026.
Cơ chế: Cho phép nhiều validator đề xuất khối đồng thời trong một vòng đồng thuận, kết hợp với thực thi song song tự động.
Hiệu suất: Đạt kỷ lục 200.000 TPS trên devnet và duy trì hơn 12.500 TPS trên mainnet thực tế.
Độ trễ: Finality đạt mức cực thấp, dưới 400ms.
4. Sui (Object-Centric Fast Path)
Sui sử dụng mô hình dữ liệu dựa trên đối tượng thay vì tài khoản.
Cơ chế: Chia giao dịch thành Fast Path (cho các đối tượng sở hữu riêng - Owned Objects) và Consensus Path (cho đối tượng chia sẻ).
Hiệu suất: Khả năng xử lý hơn 65 triệu giao dịch trong một ngày cao điểm.
Ưu điểm: Loại bỏ hoàn toàn bước đồng thuận cho phần lớn các giao dịch đơn giản, mang lại cảm giác phản hồi tức thì.
5. Aptos (Block-STM)
Aptos sử dụng cơ chế Bộ nhớ giao dịch phần mềm (Software Transactional Memory) tinh vi.
Cơ chế: Block-STM tự động phát hiện và giải quyết xung đột trong khi thực thi, chỉ rollback các giao dịch bị ảnh hưởng thay vì toàn bộ khối.
Hiệu suất: TPS thực tế duy trì ở mức 1.500 - 3.000 TPS.
Ưu điểm: Thân thiện với nhà phát triển vì hệ thống tự động xử lý tính song song.
6. Berachain (BeaconKit)
Berachain mang đến kiến trúc "EVM-Identical" với hiệu suất vượt trội thông qua BeaconKit.
Cơ chế: Tách biệt lớp thực thi và lớp đồng thuận, cho phép xây dựng payload lạc quan (xây dựng khối song song với quá trình bỏ phiếu).
Hiệu suất: Giảm 40% thời gian tạo khối so với các chuỗi EVM truyền thống.
Điểm nhấn: Cơ chế Proof-of-Liquidity (PoL) giúp gắn kết bảo mật mạng lưới với thanh khoản hệ sinh thái.
7. Hyperliquid (HyperBFT)
Hyperliquid là một ví dụ điển hình về việc tối ưu hóa blockchain cho các ứng dụng tài chính cụ thể (App-chain).
Cơ chế: Sử dụng thuật toán đồng thuận HyperBFT tùy chỉnh và sổ lệnh (CLOB) hoàn toàn on-chain.
Hiệu suất: Khả năng xử lý 200.000 lệnh mỗi giây với độ trễ dưới 1 giây.
Ứng dụng: Chuyên biệt cho giao dịch phái sinh và vĩnh cửu với chi phí gas bằng 0 cho người dùng giao dịch.
8. BNB Chain (EIP-7928 & Reth)
BNB Chain thực hiện chiến lược "Smarter Execution" để duy trì vị thế chuỗi giao dịch phổ biến nhất.
Cơ chế: Áp dụng EIP-7928 (Block-level access lists) và chuyển dịch sang client Reth dựa trên Rust.
Hiệu suất: Mục tiêu đạt trên 20.000 TPS vào năm 2026 dưới điều kiện thực tế.
Tối ưu: Giảm phí gas xuống mức cực thấp (khoảng 0.05 gwei) nhờ cải thiện hiệu quả thực thi.
9. Polygon (AggLayer & Gigagas)
Polygon chuyển mình từ một Sidechain đơn lẻ thành một mạng lưới các chuỗi có thể tương tác hoàn hảo thông qua AggLayer.
Cơ chế: Tập trung vào thông lượng "Gigagas" (hàng tỷ đơn vị gas mỗi giây) thông qua thực thi song song hóa hoàn toàn trên Polygon PoS.
Hiệu suất: Lộ trình hướng tới 100.000 TPS thông qua việc kết hợp ZK-proofs và song song hóa.
10. Altius (Execution-First Architecture)
Altius là một dự án mới nổi tập trung vào việc xử lý các tác vụ thực tế hơn là các benchmark lý thuyết.
Cơ chế: Thiết kế lại toàn bộ luồng thực thi để ưu tiên tính tất định và khả năng chịu tải khi có xung đột cao (high contention).
Điểm mạnh: Benchmark được thực hiện trên các kịch bản thực tế như NFT Minting hay DEX Swapping thay vì các giao dịch chuyển tiền đơn giản.
Câu hỏi thường gặp (FAQs) về thực thi song song
Thực thi song song (Parallel Execution) là gì? Là khả năng xử lý đồng thời nhiều giao dịch hoặc tác vụ trên nhiều lõi CPU/GPU thay vì xử lý tuần tự từng cái một, giúp tối ưu hóa tài nguyên phần cứng và tăng tốc độ mạng.
Tại sao blockchain truyền thống như Ethereum lại chạy tuần tự? Để đảm bảo tính tất định (mọi nút mạng đều ra kết quả giống hệt nhau). Xử lý tuần tự giúp tránh xung đột dữ liệu nhưng tạo ra "nút thắt cổ chai" khi lượng giao dịch lớn.
Định luật Amdahl ảnh hưởng thế nào đến tốc độ blockchain? Nó khẳng định tốc độ tối đa bị giới hạn bởi phần giao dịch bắt buộc phải chạy tuần tự (ví dụ: các giao dịch cùng tương tác với một tài khoản nóng). Nếu 10% khối lượng công việc là tuần tự, tốc độ không thể tăng quá 10 lần bất kể có bao nhiêu CPU.
Xung đột trạng thái (State Conflict) là gì? Xảy ra khi hai hoặc nhiều giao dịch cùng muốn thay đổi dữ liệu của một tài khoản duy nhất tại cùng một thời điểm. Hệ thống phải sắp xếp lại chúng để tránh lỗi dữ liệu.
Sự khác biệt giữa Solana và Aptos trong cách xử lý song song? Solana yêu cầu khai báo trước danh sách tài khoản (Tất định), trong khi Aptos cho phép chạy trước rồi kiểm tra xung đột sau (Lạc quan - OCC).
Sei Giga là gì và nó nhanh như thế nào? Sei Giga là bản nâng cấp năm 2026 của Sei Network, đạt 200.000 TPS trên devnet nhờ kiến trúc đa đề xuất (multi-proposer) và cơ chế song song hóa tự động.
MonadDb giải quyết vấn đề gì? Nó giải quyết nút thắt cổ chai về I/O (đọc/ghi ổ đĩa). MonadDb giảm thời gian truy cập trạng thái từ 10ms xuống dưới 1ms bằng cách nạp trước dữ liệu và hỗ trợ I/O không đồng bộ.
"Owned Objects" trong Sui có lợi thế gì? Đối tượng sở hữu riêng (Owned Objects) chỉ thuộc về một địa chỉ, cho phép các giao dịch liên quan bỏ qua bước đồng thuận phức tạp và thực hiện gần như tức thì (Fast Path).
EIP-7928 có vai trò gì trong lộ trình Ethereum 2026? Nó cung cấp "Danh sách truy cập cấp khối" (BAL), ghi lại toàn bộ tài khoản và vị trí lưu trữ được truy cập, giúp các nút mạng thực hiện song song việc đọc dữ liệu và xác thực giao dịch.
Thực thi song song có làm giảm phí gas không? Có, vì nó tăng khả năng xử lý của mạng lưới, giảm tình trạng hàng đợi bị tắc nghẽn, từ đó giảm áp lực tăng phí để được ưu tiên xử lý.
Tại sao đợt mint NFT hot lại làm chậm các chuỗi song song? Vì hàng ngàn người dùng cùng tương tác với một hợp đồng NFT duy nhất (hot account), khiến hệ thống phải quay lại xử lý tuần tự để đảm bảo tính nhất quán của biến đếm tổng cung.
Yêu cầu phần cứng cho validator của các chuỗi này là gì? Thường yêu cầu rất cao: CPU 64 lõi trở lên, RAM tối thiểu 128GB và ổ cứng NVMe tốc độ cao để xử lý luồng dữ liệu khổng lồ.
Monad có tương thích hoàn toàn với Ethereum không? Có, Monad duy trì tương thích 100% ở mức bytecode, cho phép các nhà phát triển triển khai hợp đồng Solidity hiện có mà không cần sửa mã nguồn.
Phân biệt tính "Đồng thời" và "Song song"? Đồng thời (Concurrency) là quản lý nhiều việc cùng lúc (có thể chồng lấp thời gian), còn Song song (Parallelism) là thực sự thực hiện nhiều việc tại cùng một thời điểm trên các tài nguyên phần cứng riêng biệt.
Lộ trình "Glamsterdam" của Ethereum ra mắt khi nào? Dự kiến kích hoạt vào nửa đầu năm 2026 (khoảng tháng 5 hoặc tháng 6), tập trung vào hiệu quả thực thi lớp 1 và cải thiện cơ chế MEV.
Thực thi song song không còn là một lựa chọn mà đã trở thành yêu cầu kiến trúc bắt buộc cho bất kỳ mạng lưới nào muốn đạt đến quy mô sử dụng toàn cầu. Tấn Phát Digital tin rằng nó thực sự giải quyết được vấn đề tốc độ bằng cách phá vỡ rào cản xử lý tuần tự truyền thống.
Tuy nhiên, hiệu quả của nó không phải là vô hạn. Định luật Amdahl luôn là lời nhắc nhở về giới hạn của logic tuần tự. Sự thành công của các dự án như Monad, Sei hay Sui cho thấy tương lai nằm ở việc tối ưu hóa toàn diện: từ lớp lưu trữ trạng thái, cơ chế đồng thuận đến việc thiết kế lại mô hình dữ liệu để giảm thiểu xung đột. Đối với các nhà phát triển, thực thi song song cung cấp một "xa lộ" rộng lớn hơn, nhưng để di chuyển nhanh, ứng dụng vẫn cần được thiết kế thông minh để tránh "va chạm" dữ liệu trên các làn đường có sẵn.
