Solana是世界上性能最强的公链，在Solana测试网的当前迭代中，一个由200个不同的物理节点组成的网络在使用GPU运行时，支持每秒超过50,000笔交易的持续吞吐量。实现这样的目标需要实施一些优化和新技术，其结果是网络能力的突破，标志着区块链发展的一个新阶段。
在这篇文章中，我们将探讨Sealevel，Solana的并行智能合约runtime。在我们开始之前，需要考虑的一件事是，EVM和EOS的基于WASM的运行时都是单线程的。这意味着一次有一个合约修改区块链的状态。我们在Solana中建立的是一个运行时，可以并行处理数以万计的合约，充分利用Validator可用的核心数。
Solana之所以能够并行处理事务，是因为Solana事务描述了一个事务在执行时将读取或写入的所有状态。这不仅允许不重叠的事务并发执行，而且允许只读取相同状态的事务也并发执行。
Programs and Accounts
Cloudbreak，我们的账户数据库，是公钥与账户的映射。帐户保持余额和数据，其中数据是一个字节的向量。账户有一个 "owner"字段。所有者是管理账户状态转换的程序的公钥。Program是代码，没有状态。它们依靠分配给它们的Account中的数据向量进行状态转换。
- Program只能改变他们所拥有的Account的数据。
- Program只能借记他们拥有的Account。
- 任何Program都可以记入任何Account。
- 任何Program都可以读取任何Account。
默认情况下，所有账户开始时都是由System Program拥有的。
- System Program是唯一可以分配Account所有权的程序。
- System Program是唯一可以分配零初始化数据的程序。
- Account所有权的分配在一个帐户的生命周期内只能发生一次。
一个用户定义的程序由加载器程序（BPF Loader）加载。装载器程序能够将账户中的数据标记为可执行。用户执行以下事务来加载一个自定义程序。
- 创建一个新的公钥。
- 将代币转移到该地址上。
- 告诉系统程序分配内存。
- 告诉系统程序，将账户分配给加载器。
- 将字节码分块上传到内存中。
- 告诉加载器程序，将内存标记为可执行。
在这一点上，加载器验证了字节码，字节码被加载到的账户可以作为可执行程序使用。新账户可以被标记为由用户定义的程序拥有。
这里的关键是，程序是代码，在我们的键值存储中，存在一些键的子集，该程序和只有该程序有写入权限。
Transactions
交易指定一个指令向量。每条指令都包含了程序、程序指令和事务要读写的账户列表。这个接口的灵感来自于设备的低级别操作系统接口。
size_t
**readv**(int d, const struct iovec *iov, int iovcnt);
struct iovec {
char *iov_base; /* Base address. */
size_t iov_len; /* Length. */
};
像readv或writeev这样的接口会提前告诉内核所有用户想要读取或写入的内存。这允许操作系统预取，准备设备，并在设备允许的情况下同时执行操作。
在Solana上，每条指令都会提前告诉虚拟机它要读和写哪些账户。这是我们对虚拟机进行优化的根源。
- 对数以百万计的待处理事务进行排序。
- 将所有不重叠的事务并行处理。
更重要的是，我们可以利用CPU和GPU硬件的设计方式。
SIMD指令允许单段代码在多个数据流上执行。这意味着Sealevel可以执行一个额外的优化，这是Solana设计所特有的。
- 按程序ID对所有指令进行排序。
- 在所有账户上同时运行同一个程序。
为了了解为什么这是一个如此强大的优化，请看一下《CUDA开发者指南》。
"CUDA架构是围绕可扩展的多线程流式多处理器（SM）阵列建立的。当主机CPU上的CUDA程序调用内核网格时，网格的块被列举出来并分配给具有可用执行能力的多处理器。"
一个现代的Nvidia GPU有4000个CUDA核心，但大约有50个多处理器。虽然一个多处理器一次只能执行一条程序指令，但它可以在80个不同的输入上并行执行该指令。因此，如果被Sealvel加载的传入事务都调用相同的程序指令，比如CryptoKitties::BreedCats，Solana可以在所有可用的CUDA核心上并发执行所有的事务。
在性能方面没有免费的午餐，所以为了使SIMD优化可行，所执行的指令应该包含少量的分支，而且应该都采取相同的分支。多处理器受到批量中执行的最慢路径的约束。即使有这样的考虑，通过Sealevel的并行处理，与单线程运行时相比，区块链网络的运作方式呈现出基础性的发展，能够实现极高的吞吐量和实用性。
Solana对Sealevel的实施，以及像历史证明（Proof of History）、复制证明(Proof of Replication)和湾流(Gulf Stream)这样的创新，共同创造了世界上性能最强的区块链。Solana的测试网和主网如今都已经上线。出于成本考虑，我们在测试网上只运行少量的节点。然而，我们已经在AWS、GCE和Azure的23个数据中心的许多实例上运行了超过200个物理上不同的节点（不是在共享硬件上），以进行基准测试。
该运行时间今天已经开始运作，开发人员现在就可以在测试平台上部署代码了。开发人员今天可以用C语言和Rust构建智能合约。Rust将成为Solana智能合约开发的旗舰语言。Rust工具链作为Solana Javascript SDK的一部分已经公开，我们正在进一步迭代软件开发工具包。
Solana将很快推出一个公开测试版，激励验证者通过Tour de SOL运行节点--类似于Cosmos的赌注游戏--挑战广大公众测试Solana网络的极限，同时赚取代币。
