チェーン外非同期並列モデルは、Actorエージェントシステム（Agent / Actor Model）を代表とし、これらは別の並列計算パラダイムに属します。クロスチェーン/非同期メッセージシステム（非ブロック同期モデル）として、各エージェントは独立して動作する「スマートプロセス」として、並列方式で非同期メッセージを処理し、イベント駆動型で、同期スケジューリングを必要としません。代表的なプロジェクトにはAO、ICP、Cartesiなどがあります。
デュアルVM並列実行（Dual VM Parallel Execution）：PharosはEVMとWASMの2つの仮想マシン環境をサポートしており、開発者はニーズに応じて適切な実行環境を選択できます。このデュアルVMアーキテクチャは、システムの柔軟性を向上させるだけでなく、並列実行によって取引処理能力を向上させます。
Web3パラレルコンピューティングの全体像：EVM互換から非同期実行への性能ブレークスルー
Web3並行計算の競技場全景図：ネイティブスケーリングの最適なソリューションは？
一、引言：ブロックチェーンのスケーリングの永遠のテーマ
ブロックチェーンの「不可能な三角形」（Blockchain Trilemma）「セキュリティ」、「非中央集権」、「スケーラビリティ」は、ブロックチェーンシステム設計における本質的なトレードオフを明らかにしています。つまり、ブロックチェーンプロジェクトは「極限のセキュリティ、誰もが参加できる、高速処理」を同時に実現するのは難しいのです。「スケーラビリティ」という永遠のテーマについて、現在市場にある主流のブロックチェーンの拡張ソリューションは、パラダイムに基づいて区別されています。
ブロックチェーンのスケーリングソリューションには、オンチェーン並列計算、Rollup、シャーディング、DAモジュール、モジュラー構造、アクターシステム、zk証明圧縮、Statelessアーキテクチャなどが含まれ、実行、状態、データ、構造の複数のレイヤーをカバーしており、「多層協調、モジュールの組み合わせ」の完全なスケーリングシステムとなっています。本記事では、並列計算を主流としたスケーリング方式に重点を置いて紹介します。
チェーン内並列計算(intra-chain parallelism)は、ブロック内部の取引/命令の並列実行に注目しています。並列メカニズムに基づいて、そのスケーラビリティの方法は5つの主要なカテゴリに分けられます。それぞれのカテゴリは異なる性能の追求、開発モデル、アーキテクチャ哲学を表しており、並列粒度は次第に細かくなり、並列強度はますます高くなり、スケジューリングの複雑さも増し、プログラミングの複雑性と実装の難易度も高まります。
チェーン外非同期並列モデルは、Actorエージェントシステム（Agent / Actor Model）を代表とし、これらは別の並列計算パラダイムに属します。クロスチェーン/非同期メッセージシステム（非ブロック同期モデル）として、各エージェントは独立して動作する「スマートプロセス」として、並列方式で非同期メッセージを処理し、イベント駆動型で、同期スケジューリングを必要としません。代表的なプロジェクトにはAO、ICP、Cartesiなどがあります。
私たちがよく知っているRollupやシャーディングのスケーリングソリューションは、システムレベルの並行メカニズムに属し、チェーン内の並列計算には属しません。これらは「複数のチェーン/実行領域を並行して実行する」ことによってスケーリングを実現しており、単一のブロック/仮想マシン内部の並行度を向上させるものではありません。このようなスケーリングソリューションは本記事の重点ではありませんが、依然としてそのアーキテクチャの理念の類似点と相違点の比較に使用します。
次に、EVM は並列拡張チェーンであり、互換性の性能境界を突破します
イーサリアムのシリアル処理アーキテクチャは、シャーディング、ロールアップ、モジュラーアーキテクチャなどの多くの拡張試みを経てきましたが、実行層のスループットのボトルネックは依然として根本的な突破を果たしていません。しかし同時に、EVMとSolidityは現在最も開発者基盤とエコシステムの潜在力を持つスマートコントラクトプラットフォームです。したがって、EVM系の並行強化チェーンはエコシステムの互換性と実行性能の向上を兼ね備えた重要な道筋として、新たな拡張進化の重要な方向になっています。MonadとMegaETHは、この方向において最も代表的なプロジェクトであり、それぞれ遅延実行と状態分解から出発して、高い同時実行性と高スループットのシナリオに向けたEVM並行処理アーキテクチャを構築しています。
Monadの並列計算メカニズムの解析
Monadは、Ethereum仮想マシン（EVM）向けに再設計された高性能Layer1ブロックチェーンで、パイプライン処理（Pipelining）という基本的な並列概念に基づいており、コンセンサス層で非同期実行（Asynchronous Execution）、実行層で楽観的並行実行（Optimistic Parallel Execution）を行います。さらに、コンセンサス層とストレージ層では、Monadはそれぞれ高性能BFTプロトコル（MonadBFT）と専用データベースシステム（MonadDB）を導入し、エンドツーエンドの最適化を実現しています。
パイプライン：マルチステージパイプライン並列実行メカニズム
パイプライン処理はMonadの並行実行の基本理念であり、その核心思想はブロックチェーンの実行プロセスを複数の独立した段階に分割し、これらの段階を並行して処理することで立体的なパイプライン構造を形成し、各段階が独立したスレッドまたはコアで実行され、クロスブロックでの並行処理を実現し、最終的にスループットの向上と遅延の低減を達成することです。これらの段階には、取引提案（Propose）、合意形成（Consensus）、取引実行（Execution）、およびブロックのコミット（Commit）が含まれます。
非同期実行：コンセンサス-実行の非同期デカップリング
従来のブロックチェーンでは、取引のコンセンサスと実行は通常同期プロセスであり、この直列モデルはパフォーマンスの拡張を著しく制限します。Monadは「非同期実行」により、コンセンサス層の非同期、実行層の非同期、ストレージの非同期を実現しました。ブロック時間（block time）と確認遅延を大幅に減少させ、システムの弾力性を高め、処理プロセスをより細分化し、リソースの利用率を向上させます。
コアデザイン：
オプティミスティック並列実行
従来のイーサリアムは取引実行に厳格な直列モデルを採用しており、状態の競合を避けています。一方、Monadは「楽観的並行実行」戦略を採用しており、取引処理速度を大幅に向上させています。
実行メカニズム：
Monadは互換性のあるパスを選択しました：EVMルールをできるだけ変更せず、実行中に状態の書き込みを遅延させ、動的に競合を検出することで並行性を実現しています。これは性能向上版のイーサリアムに似ており、成熟度が高く、EVMエコシステムの移行を容易に実現します。EVMの世界における並行加速器です。
MegaETHの並列計算メカニズムの解析
Monadとは異なるL1の位置付けとして、MegaETHはEVM互換のモジュラー高性能並列実行層として位置付けられています。これは独立したL1パブリックチェーンとして機能することも、Ethereum上での実行強化層（Execution Layer）またはモジュラーコンポーネントとして機能することもできます。そのコア設計目標は、アカウントロジック、実行環境、状態を独立してスケジュール可能な最小単位に隔離・解体することにより、チェーン内での高い同時実行性と低遅延応答能力を実現することです。MegaETHが提案する重要な革新は、Micro-VMアーキテクチャ + State Dependency DAG（有向非循環状態依存グラフ）およびモジュラー同期メカニズムであり、これらは「チェーン内スレッド化」に向けた並列実行システムを共同で構築しています。
マイクロVM（微仮想マシン）アーキテクチャ：アカウントはスレッドである
MegaETHは「各アカウントに1つのマイクロ仮想マシン（Micro-VM）」の実行モデルを導入し、実行環境を「スレッド化」して並列スケジューリングの最小隔離単位を提供します。これらのVMは非同期メッセージ通信（Asynchronous Messaging）を介して相互に通信し、同期呼び出しを使用せず、大量のVMが独立して実行され、独立してストレージを持つことで、自然に並列性を発揮します。
状態依存DAG：依存グラフ駆動のスケジューリングメカニズム
MegaETHは、アカウントの状態アクセス関係に基づいたDAGスケジューリングシステムを構築しました。このシステムは、グローバル依存グラフ（Dependency Graph）をリアルタイムで維持し、各取引がどのアカウントを変更し、どのアカウントを読み取るかをすべて依存関係としてモデル化します。競合のない取引は直接並行して実行でき、依存関係のある取引はトポロジー順に直列または遅延でスケジューリングされます。依存グラフは、並行実行プロセス中の状態の一貫性と重複書き込みの防止を保証します。
非同期実行とコールバックメカニズム
MegaETHは、アクターモデルの非同期メッセージングと同様に、非同期プログラミングパラダイムの上に構築されており、従来のEVMシリアルコールの問題を解決します。 コントラクト呼び出しは非同期 (非再帰的実行) であり、コントラクト A -> B -> C が呼び出されると、各呼び出しはブロック待機せずに非同期になります。 呼び出し履歴は、非同期呼び出しグラフに展開されます。 トランザクション処理 = 非同期グラフの走査 + 依存関係の解決 + 並列スケジューリング。
要するに、MegaETHは従来のEVM単スレッド状態機械モデルを打破し、アカウント単位でマイクロ仮想機構のカプセル化を実現し、状態依存グラフを用いて取引スケジューリングを行い、非同期メッセージ機構で同期コールスタックを置き換えています。これは「アカウント構造 → スケジューリングアーキテクチャ → 実行フロー」という全次元で再設計された並列計算プラットフォームであり、次世代の高性能なオンチェーンシステムを構築するためのパラダイムレベルの新しいアプローチを提供します。
MegaETHはリファクタリングパスを選択しました：アカウントとコントラクトを独立したVMに完全に抽象化し、非同期実行スケジューリングを通じて究極の並列潜在能力を解放します。理論的には、MegaETHの並列上限はより高いですが、複雑さを制御するのは難しく、Ethereumの理念に基づくスーパー分散型オペレーティングシステムのようです。
! 【Web3並列計算トラックパノラマ:ネイティブスケーリングに最適なソリューション?】 ](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-9c4a4c4309574e45f679b2585d42ea16.webp)
MonadとMegaETHのデザイン理念は、シャーディング（Sharding）とは大きく異なります：シャーディングはブロックチェーンを横方向に複数の独立したサブチェーン（シャード）に分割し、各サブチェーンが一部の取引と状態を担当することで、単一チェーンの制約を打破し、ネットワーク層の拡張を図ります。一方、MonadとMegaETHは単一チェーンの完全性を維持し、実行層での横の拡張のみを行い、単一チェーン内部での極限並行実行の最適化を通じて性能を突破します。両者はブロックチェーンの拡張パスにおける縦の強化と横の拡張の二つの方向を代表しています。
MonadやMegaETHなどの並列計算プロジェクトは、主にスループット最適化の道に集中し、チェーン内のTPS向上を核心目標としています。遅延実行（Deferred Execution）やマイクロ仮想マシン（Micro-VM）アーキテクチャを通じて、トランザクションレベルまたはアカウントレベルでの並列処理を実現しています。一方、Pharos Networkは、モジュール化されたフルスタックのL1ブロックチェーンネットワークであり、そのコア並列計算メカニズムは「Rollup Mesh」と呼ばれています。このアーキテクチャは、メインネットと特別処理ネットワーク（SPNs）の協調作業を通じて、多様な仮想マシン環境（EVMおよびWasm）をサポートし、ゼロ知識証明（ZK）や信頼実行環境（TEE）などの先進技術を統合しています。
ロールアップ メッシュ並列計算解析:
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さらに、PharosはマルチバージョンMerkleツリー、デルタエンコーディング、バージョンによって