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FastLane 업그레이드 파트3

2021-03-15 18:00

퀀텀 재단은 2020년 10월 19일 블록 형성 시간을 단축하는 QIP-26를 발표했습니다. QIP-26의 주된 목표는 블록 형성 시간을 단축하여 거래와 확인 시간 그리고 디파이 등 애플리케이션을 위해 스마트 컨트랙트 처리 속도를 향상시키는 것입니다. 본문을 통해 지난 파트1,2에 이어 현재까지 진행된 테스트 내용을 공유하도록 하겠습니다.

여러 달에 걸친 테스트를 통해 개선안은 32초 블록 간격과 4초의 인터벌로 수렴되었습니다. 현재 퀀텀 노드가 128초의 블록 간격과 16초의 인터벌로 운영되고 있는 점을 고려하면 업그레이드 후 블록 생성 속도는 4배 빨라질 예정입니다.

전반적인 블록체인 안정을 위해 32초 블록 업그레이드에 맞춰 퀀텀 블록체인의 다른 사양들도 아래와 같이 수정될 예정입니다.

  • 블록 리워드를 1 QTUM으로 수정. (수수료와 가스비는 별도)
  • 1일 블록 생성 수량을 2,700개로 수정.
  • 반감기는 21년 12월로 유지.
  • 인플레이션율은 0.95%로 유지.
  • QTUM 코인의 총 발행량은 1억780만개로 유지.
  • ‘블록 리워드 예상 시간’은 4분의1로 감소. 스테이킹 물량에 의해 결정되는 연간 수익률은 현상 유지.
  • 블록 사이즈는 4분의1로 감소하여 이론상 70TPS 유지. 단 블록 사이즈는 추후 온체인 탈중앙화 거버넌스 프로토콜을 통해 수정 가능.

퀀텀 개발팀은 스테이커 효율성 향상을 위한 최적화를 지속적으로 진행했습니다. 멀티 스레드 스테이커 부분을 추가하여 CPU 퍼포먼스는 더욱 향상되었습니다. C++ 스레딩 성능을 활용하여 스테이킹 알고리즘에서 병렬 처리가 가능하게 되었습니다. 멀티 스레드 스테이커의 퍼포먼스가 향상되어 Qtum-Qt(데스크탑 GUI 지갑)에서의 CPU 사용률은 0.12%~0.6%를 유지했고 qtumd(서버 지갑)에서는 0.05%~0.37%를 유지했습니다.

아래 캡처는 Qtum-Qt v0.20.2.1(미발표 버전)을 활용하여 인텔 i5 2.7GHz CPU(4코어)을 사용하는 윈도우 10 환경에서 20,000 UTXO를 스테이킹한 결과입니다. 이는 블록 리워드를 획득하는 순간을 캡처한 것이고 평균 CPU 사용률은 0.89%였습니다.

동일한 환경과 하드웨어로 현재의 Qtum-Qt v0.20.1버전을 운영했을 경우 CPU 사용률은 3.89%에 달했고 인터벌을 거치는 동안 피크가 올라오는 것도 확인할 수 있습니다.

퀀텀 개발팀은 스테이커 최적화를 하면서 고아 블록 억제도 신경을 쓰고 있습니다. 새로 업그레이드된 스테이커는 테스트넷에서 기존 메인넷과 동일한 고아 블록 수준을 유지하고 있지만 개발팀은 이를 더 낮게 억제하는 방법을 모색하고 있습니다.

테스트 실행 결과

새로운 스테이커를 AWS 환경에서 실행한 결과입니다. 이 테스트에서의 네트워크는 100개의 글로벌 노드로 32초의 블록 생성 시간을 유지하며 1,925개의 블록을 생성했습니다. 테스트 결과 고아 블록 발생률은 10.3%였고 대다수의 스플릿 체인 길이는 1개에 그쳤습니다.

인터벌 분포

4초 인터벌은 스테이킹 노드들이 4초 마다 새로운 블록을 위한 합의의 값을 찾는 시도를 한다는 것입니다. 기존에는 16초의 인터벌을 사용하고 있었습니다. 시뮬레이터로 인터벌 분포를 확인한 결과 아래와 같은 결과가 나왔습니다.

  • 41.5%의 경우, 1-4 인터벌(16초 미만) 사이에서 새로운 블록이 생성됨.
  • 60.9%의 경우, 1-8 인터벌(32초 미만) 사이에서 새로운 블록이 생성됨.

인터벌 분포에 대한 시뮬레이션 결과는 아래 그림과 같습니다.

추후 계획

고아 블록 테스트가 끝나면 퀀텀 개발팀은 테스트넷과 메인넷의 하드포크 높이를 설정하고 새로운 버전의 Qtum Core를 발표할 예정입니다.

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