Breakpoint에서 주목받고 있는 Firedancer란 무엇인가?

2024-09-23 20:19:37

수집

Solana 검증자 클라이언트 Firedancer 성능은 어떠한가요? 어떻게 운영하나요?

저자: Karen, Foresight News

지난 주 Solana Breakpoint 대회에서 현장 분위기는 활기차고, 생태계 제품 발표가 이어지며 다양한 부대행사가 더욱 풍성함을 더했습니다. 이 축제에서 특히 주목할 만한 점은 Solana 검증기 클라이언트 Firedancer의 초기 버전이 공식적으로 메인넷에 출시된 것입니다. 이 이정표적인 성과는 특별한 주목을 받으며, Solana 네트워크가 성능 면에서 질적인 도약을 이룰 것임을 나타내며, Solana에서 단일 클라이언트의 붕괴로 인한 네트워크 다운타임의 위험을 피할 수 있게 됩니다.

Firedancer의 개발 역사는 2021년부터 2022년까지 거슬러 올라가며, Jump Trading Group이 주도하여 개발한 Solana의 두 번째 검증기 클라이언트(기존 클라이언트 Agave는 Anza가 개발함)입니다. 그 설계 초기 목적은 단일 장애 지점의 위험을 제거하고 네트워크의 전반적인 견고성과 회복력을 강화하는 것이었습니다. 기존의 Rust 기반 검증기와 달리, Firedancer는 C 언어로 작성되었으며 Rust 코드를 포함하지 않아 잠재적인 취약점이 전체 네트워크에 미치는 영향을 크게 줄이고, Solana의 안전성에 또 하나의 강력한 방어선을 추가했습니다.

Firedancer의 성능은 어떤가?

Jump Crypto의 수석 과학자 Kevin Bowers가 Solana Breakpoint 대회에서 발표한 바에 따르면, Firedancer는 초당 100만 건 이상의 거래를 처리할 수 있는 능력을 보여주었으며, 이는 Solana의 현재 이론적인 수만 TPS 한계를 훨씬 초과하는 수치입니다. Kevin Bowers는 이 성과를 "시골길"을 "주간 고속도로"로 확장하는 것에 비유하며, 네트워크 비용과 용량의 이중 최적화를 예고했습니다.

Jump Trading의 핵심 엔지니어 Liam Heeger는 Firedancer가 테스트넷에서 2만 개 이상의 블록을 성공적으로 생성했으며 1%의 스테이킹 비율을 달성했다고 공유했습니다.

또 다른 엔지니어 Aryaman Jain의 발표는 특정 조건에서의 Firedancer의 성능을 더욱 자세히 보여주었습니다. 예를 들어, 10개의 검증기 환경에서 TPS는 백만 수준에 도달하며, 초당 12억 개 이상의 계산 단위를 처리하고, 3.5 Gbps의 블록스페이스 능력과 50만 TPS의 VM 실행 효율성을 보여주었습니다.

Firedancer는 어떻게 작동하나?

Firedancer는 고성능 컴퓨팅 스택과 네트워크 스택, 런타임 및 합의 메커니즘의 세 가지 주요 구성 요소를 중심으로 구축되었습니다. Firedancer가 Solana 네트워크의 성능을 100만 TPS로 향상시킬 수 있는 핵심은 혁신적인 아키텍처 설계와 데이터 흐름 최적화에 있습니다.

이 검증기는 적은 수의 스레드를 통해 다양한 작업을 수행하는 동시성 모델을 채택하고 있으며, 각 스레드는 네트워크 데이터 패킷 처리, 거래 검증, 블록 패키징 등 특정 작업에 집중합니다. 이러한 설계는 자원의 최대 활용과 거래 처리 속도의 현저한 향상을 실현합니다.

구체적으로, 각 스레드는 11개의 서로 다른 작업 중 하나를 수행합니다. 일부 작업은 하나의 스레드로 완료할 수 있지만, 특정 작업은 여러 스레드가 병렬로 동일한 작업을 수행해야 합니다. 또한 각 스레드는 CPU 코어를 가지고 있으며, 스레드는 해당 코어의 모든 권한을 소유합니다: 절대 잠들지 않거나 운영 체제가 다른 용도로 사용할 수 없습니다.

Firedancer는 "타일"이라는 아키텍처를 도입하여, 각 타일은 작업과 해당 작업을 실행하는 스레드 및 할당된 CPU 코어를 나타냅니다. 이러한 조합 방식은 성능 조정을 유연하고 효율적으로 만듭니다. 예를 들어, net 및 quic의 각 타일은 >100만 TPS를 처리할 수 있으며, verify 및 bank 타일은 거래 검증 및 블록 실행에 집중하지만, 처리 속도는 상대적으로 낮지만 높은 동시성 환경에서의 요구를 충족할 수 있습니다.

Firedancer 공식 문서에는 11종의 타일이 나열되어 있습니다:

net: 네트워크 장치에서 네트워크 데이터 패킷을 전송하고 수신합니다(각 타일은 >100만 TPS를 처리할 수 있음);
quic: 클라이언트로부터 거래를 수신하고 QUIC 프로토콜을 관리하고 구현하기 위해 모든 연결 관리 및 데이터 패킷 처리를 수행합니다(각 타일은 >100만 TPS를 처리할 수 있음);
verify: 들어오는 거래의 암호 서명을 검증하고 무효 거래를 필터링합니다(각 타일은 20-40만 TPS를 처리할 수 있음);
dedup: 중복된 들어오는 거래를 확인하고 필터링합니다;
pack: 리더가 되었을 때 들어오는 거래를 패키징하고 지능적으로 실행을 예약합니다;
bank: 예약된 거래를 실행합니다(각 타일은 20-40만 TPS를 처리할 수 있음);
poh: 백그라운드에서 지속적으로 해시 연산을 수행하는 메커니즘으로, 생성된 해시 값을 실행된 거래와 혼합하여 순서성과 시간성을 증명합니다;
shred: 리더가 되었을 때 네트워크에 블록 데이터를 배포합니다; 비리더일 때는 블록 데이터를 수신하고 재전송합니다(처리량은 주로 클러스터 크기에 따라 달라집니다. 벤치마크에서 클러스터 규모가 작으면 1개의 타일이 >100만 TPS를 처리할 수 있습니다);
store: 리더가 되었을 때 블록 데이터를 수신하거나 다른 노드가 리더일 때 다른 노드로부터 블록 데이터를 수신하여 로컬 디스크의 데이터베이스에 저장합니다;
metric: 다른 타일에 대한 모니터링 정보를 수집하고 이를 HTTP 엔드포인트에 제공합니다;
sign: 검증자의 개인 키를 보유하고 다른 타일로부터의 서명 요청을 수신하고 응답합니다.

주목할 점은, Firedancer가 성숙하기 전에 그 전환 버전인 Frankendancer가 먼저 Solana 메인넷에 진입했다는 것입니다. Frankendancer는 Firedancer와 Agave의 일부 코드가 혼합된 형태로, Firedancer가 네트워크 스택과 블록 생산에서의 장점을 결합하면서 Agave의 실행 및 합의 기능을 유지합니다. 반면 Firedancer는 완전히 처음부터 구축되었으며 Agave의 코드를 포함하지 않습니다.