チェーン外非同期並列モデルは、エージェント/アクターモデル（Agent / Actor Model）を代表とし、別の並列計算のパラダイムに属します。これはクロスチェーン/非同期メッセージシステム（非ブロック同期モデル）として機能し、各エージェントは独立して動作する「知能プロセス」として、非同期のメッセージやイベント駆動で並列的に処理され、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、開発者が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高めるだけでなく、並列実行によって取引処理能力を向上させます。
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並列計算トラックの全景：MonadとMegaETHがEVMのために高性能拡張ソリューションを提供
Web3パラレルコンピューティングトラックの全景図：ネイティブスケーリングの最適なソリューションは？
一、並行計算技術がブロックチェーンのスケーリングにおける地位と価値
ブロックチェーンの「不可能な三角形」（Blockchain Trilemma）の「安全性」、「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示しています。つまり、ブロックチェーンプロジェクトは「極度の安全性、誰もが参加できる、高速処理」を同時に実現することが難しいということです。「スケーラビリティ」という永遠のテーマに関して、現在市場にある主流のブロックチェーンのスケーリングソリューションは、パラダイムに基づいて分類されています。
ブロックチェーンのスケーリングソリューションには、チェーン内並列計算、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、ステートレスアーキテクチャなどが含まれ、実行、状態、データ、構造の複数のレベルをカバーしています。これは「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です。本記事では、並列計算を主流としたスケーリング方法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、ブロック内部のトランザクション/命令の並列実行に焦点を当てています。並列メカニズムに基づいて、そのスケーリング方法は5つの大きなカテゴリに分けられ、それぞれが異なるパフォーマンスの追求、開発モデル、アーキテクチャの哲学を表しています。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、エージェント/アクターモデル（Agent / Actor Model）を代表とし、別の並列計算のパラダイムに属します。これはクロスチェーン/非同期メッセージシステム（非ブロック同期モデル）として機能し、各エージェントは独立して動作する「知能プロセス」として、非同期のメッセージやイベント駆動で並列的に処理され、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やシャーディング拡張ソリューションは、システムレベルの並行処理メカニズムに属し、チェーン内の並行計算には属しません。これらは「複数のチェーン/実行ドメインを並行して実行する」ことで拡張を実現しており、単一のブロック/仮想マシン内部の並行性を向上させるものではありません。このような拡張ソリューションは本記事の主な焦点ではありませんが、アーキテクチャの理念の異同を比較するために依然として使用します。
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、これまでにシャーディング、ロールアップ、モジュラーアーキテクチャなどの多くのスケーリング試みを経てきましたが、実行層のスループットボトルネックは依然として根本的な突破を得ていません。しかし同時に、EVMとSolidityは依然として現在最も開発者基盤とエコシステムポテンシャル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両立させる重要な道筋として、新たなスケーリング進化の重要な方向性となりつつあります。MonadとMegaETHはこの方向性で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、高い同時処理能力と高スループットシナリオを対象としたEVM並行処理アーキテクチャを構築しています。
Monadの並行計算メカニズム解析
Monadは、イーサリアム仮想マシン（EVM）に再設計された高性能Layer1ブロックチェーンであり、パイプライン処理（Pipelining）という基本的な並列理念に基づいています。コンセンサス層では非同期実行（Asynchronous Execution）、実行層では楽観的並行実行（Optimistic Parallel Execution）を実現しています。さらに、コンセンサス層とストレージ層において、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
パイプライニングはモナド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処理することで立体的なパイプラインアーキテクチャを形成し、各段階は独立したスレッドまたはコアで実行され、ブロックを超えた並行処理を実現し、最終的にスループットの向上とレイテンシの低下を達成することです。これらの段階には、取引提案（Propose）、コンセンサス達成（Consensus）、取引実行（Execution）、およびブロックコミット（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が通常同期プロセスで行われるため、この直列モデルは性能の拡張を著しく制限しています。Monadは「非同期実行」によって、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短縮し、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、状態の競合を避けるために厳格な直列モデルを採用しています。一方、Monadは「楽観的並列実行」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ルールにできるだけ影響を与えず、実行中に状態を書き込むのを遅らせ、動的に衝突を検出することで並行性を実現します。まるで性能重視のイーサリアムのようで、成熟度が高くEVMエコシステムの移行を容易に実現し、EVMの世界の並行アクセラレーターです。
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レイヤーとして位置付けられており、独立したL1パブリックチェーンとしても機能し、Ethereum上の実行強化レイヤー（Execution Layer）またはモジュラーコンポーネントとしても利用できます。その核心設計目標は、アカウントロジック、実行環境、状態を隔離して解構し、独立してスケジュール可能な最小単位にすることで、チェーン内での高並列実行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（有向無環状態依存グラフ）およびモジュラー同期メカニズムであり、これらが共同で「チェーン内スレッド化」に向けた並列実行システムを構築しています。
マイクロVM（マイクロ仮想マシン）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に最小の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、同期呼び出しではなく、大量のVMが独立して実行および独立したストレージを持ち、自然に並列処理を行います。
ステート依存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、リアルタイムでグローバル依存グラフ（Dependency Graph）を維持し、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。競合し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カル順序に従って直列または遅延してスケジュールされます。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回避を保証します。
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、アカウント単位で微小な仮想マシンのカプセル化を実現し、状態依存グラフを通じて取引スケジューリングを行い、非同期メッセージメカニズムで同期呼び出しスタックを置き換えています。これは、「アカウント構造 → スケジューリング構造 → 実行プロセス」の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、次世代の高性能チェーン上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イデアを提供します。
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完全に独立したVMに抽象化し、非同期実行スケジューリングを通じて最大限の並列性を解放します。理論的には、MegaETHの並列上限は高いですが、複雑さを制御することも難しく、イーサリアムの理念に基づくスーパー分散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Shards）に分割し、それぞれのサブチェーンが一部の取引と状態を担当し、単一チェーンの制限を打破してネットワーク層の拡張を実現します。一方、MonadとMegaETHは単一チェーンの完全性を保持し、実行層での横方向の拡張を行い、単一チェーン内部での極限並列実行最適化によっ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2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パスに集中し、チェーン内のTPSを向上させること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の並列処理を実現します。一方、Pharos Networkはモジュール化された全スタックのL1ブロックチェーンネットワークであり、その核心となる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、メインネットと特殊処理ネットワーク（SPNs）の協調作業を通じて、複数の仮想マシン環境（EVMとWasm）をサポートし、ゼロ知識証明（ZK）、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:
さらに、Pharosは複数のバージョンのMerkleツリー、差分符号化（Delta Encoding）、バージョンアドレッシング（Versioned Addressing）、およびADSプッシュダウン（ADS Pushdown）技術を通じて、ストレージエンジンの底層から実行モデルを再構築し、ネイティブブロックチェーンの高性能ストレージエンジンPharを導入しました。