# Web3パラレルコンピューティングレースの全景図：ネイティブスケーリングの最適なソリューションは？## 一、ブロックチェーンのスケーリングに関する永遠のテーマブロックチェーンの「不可能三角」（Blockchain Trilemma）「安全性」、「分散化」、「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おり、ブロックチェーンプロジェクトは「極限の安全性、誰もが参加できること、高速処理」を同時に実現することが難しいことを示しています。「スケーラビリティ」という永遠のテーマに関して、現在市場に存在する主流のブロックチェーン拡張ソリューションは、パラダイムに従って分類されています。* 実行の強化されたスケーリング：原地で実行能力を向上させる、例えば並行処理、GPU、マルチコア* ステートアイソレーション型スケーリング：水平分割ステート/シャード、例えばシャーディング、UTXO、マルチサブネット* オフチェーンアウトソーシング型スケーリング：実行をチェーン外に置く、例えばロールアップ、コプロセッサー、DA* 構造デカップリング型拡張：アーキテクチャのモジュール化、協調運用、例えばモジュールチェーン、共有ソート装置、Rollup Mesh* 非同期並列型スケーリング：アクターモデル、プロセス隔離、メッセージ駆動、例えばエージェント、マルチスレッド非同期チェーンブロックチェーンのスケーラビリティ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、Statelessアーキテクチャなどが含まれ、実行、状態、データ、構造の複数のレベルをカバーし、"多層協調、モジュールの組み合わせ"の完全なスケーラビリティシステムを形成しています。本稿では、並列計算を主流としたスケーラビリティ手法について重点的に紹介します。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。並列メカニズムによって分類すると、そのスケーラビリティの方法は5つの大きなカテゴリーに分けられ、それぞれが異なるパフォーマンスの追求、開発モデル、アーキテクチャ哲学を表しています。並列粒度は順次細かくなり、並列強度は高まり、スケジューリングの複雑さも高まり、プログラミングの複雑性と実装の難易度もますます高まります。* アカウントレベルの並行処理（Account-level）：プロジェクト Solana を代表します* オブジェクトレベルの並列処理（Object-level）：プロジェクト Sui を表します* トランザクションレベル（Transaction-level）: プロジェクト Monad, Aptos* コールレベル/マイクロVMの並列処理（Call-level / MicroVM）: プロジェクトMegaETHを表します*指導レベル:プロジェクトGatlingXを表しますブロックチェーン外の非同期並行モデルであり、Actor スマートエージェントシステム（エージェント / アクターモデル）が代表的です。これらは別の並列計算のパラダイムに属し、クロスチェーン / 非同期メッセージシステム（ブロック同期モデルではない）として機能します。各エージェントは独立して動作する「スマートエージェントプロセス」として、非同期メッセージやイベント駆動で並行に処理され、同期スケジューリングは必要ありません。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列処理メカニズムに属し、チェーン内の並列計算には含まれません。これらは「複数のチェーン/実行領域を並行して実行する」ことでスケーリングを実現しますが、単一のブロック/仮想マシン内部の並列度を向上させるわけではありません。このようなスケーリングソリューションは本稿の焦点ではありませんが、アーキテクチャの概念の比較において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複数回のスケーリングの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兼ね備えた重要な道筋として、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、高い同時実行性と高スループットのシーンに向けたEVM並行処理アーキテクチャを構築しています。### Monadの並行計算メカニズムの解析Monadは、イーサリアム仮想マシン（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）が行われます。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：多段階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ステージに分割し、これらのステージを並行して処理することによって立体的なパイプラインアーキテクチャを形成することです。各ステージは独立したスレッドまたはコアで実行され、ブロックを越えた並行処理を実現し、最終的にスループットを向上させ、レイテンシを低減させる効果を達成します。これらのステージには、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ています。Monadは「非同期実行」を通じて、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削減し、システムの弾力性を高め、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：* コンセンサスプロセス（コンセンサス層）は、トランザクションを順序付けることのみを担当し、契約ロジックを実行しません。* 実行プロセス（実行レイヤー）は、コンセンサスの完了後に非同期でトリガーされます。* コンセンサスが完了したら、次のブロックのコンセンサスプロセスに即座に入ります。実行が完了するのを待つ必要はありません。**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取っています。しかし、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、ほとんどの取引の間に状態の競合がないと仮定して、すべての取引を楽観的に並行して実行します。* 同時に "コンフリクトディテクター（Conflict Detector)）" を実行して、トランザクション間で同じ状態にアクセスしているか（読み取り/書き込みの競合など）を監視します。* 競合が検出された場合、競合トランザクションは直列化されて再実行され、状態の正確性が保証されます。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少なく変更し、実行プロセス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ます。これは性能向上版のイーサリアムに近く、成熟度が高くEVMエコシステムの移行が容易であり、EVMの世界の並行加速器です。### 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互換のモジュール化された高性能並列実行層として位置付けられ、独立したL1公チェーンとしても、Ethereum上の実行強化層（Execution Layer）やモジュール化コンポーネントとしても機能します。その核心的な設計目標は、アカウントロジック、実行環境、および状態を隔離して独立してスケジュール可能な最小単位に解体し、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（有向非巡回状態依存グラフ）およびモジュール化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"を目指した並列実行システムを構築します。**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す**MegaETHは「各アカウントに対して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ための最小隔離単位を提供します。これらのVMは、同期呼び出しではなく非同期メッセージ通信（Asynchronous Messaging）を介して通信し、多くのVMが独立して実行され、独立して保存され、自然に並列化されます。**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、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カル順序に従って逐次的または遅延してスケジュールされます。依存グラフは、並行実行プロセスにおける状態の一貫性と非重複書き込みを保証します。**非同期実行とコールバックメカニズム**MegaETHは、Actor Modelに似た非同期メッセージングを通じて、非同期プログラミングパラダイムの上に構築されています。これは、従来のEVMの逐次呼び出しの問題を解決します。コントラクト呼び出しは非同期であり（再帰実行ではありません）、コントラクトAからB、BからCへの呼び出しの際、各呼び出しは非同期化され、ブロッキング待機は不要です。コールスタックは非同期呼び出しグラフ（Call Graph）に展開されます。トランザクション処理は、非同期グラフの遍歴 + 依存関係の解決 + 並行スケジューリングとして定義されます。要するに、MegaETHは従来のEVM単スレッド状態機モデルを打破し、アカウント単位でマイクロバーチャルマシンのカプセル化を実現し、状態依存グラフを通じてトランザクションスケジューリングを行い、非同期メッセージメカニズムを同期コールスタックの代わりに使用しています。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」を全次元で再設計した並列計算プラットフォームであり、次世代の高性能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イデアを提供します。MegaETHは再構築の道を選びました：アカウントと契約を独立したVMとして完全に抽象化し、非同期実行スケジューリングを通じて極限の並列潜在能力を解放します。理論的には、MegaETHの並列上限は高いですが、複雑さを制御することがより難しく、イーサリアム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/social/moments-9c4a4c4309574e45f679b2585d42ea16)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水平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行います。一方、MonadとMegaETHは単一チェーンの完全性を保持し、実行層で水平方向に拡張し、単一チェーン内での制限された並行実行最適化によってパフォーマンスを突破します。両者はブロックチェーンの拡張経路における縦の強化と横の拡張という二つの方向を代表しています。Monad と 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ており、チェーン内 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、取引レベルまたはアカウントレベルの並列処理を実現しています。一方、Pharos Network はモジュラーで全スタックの並列 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:1. フルライフサイクル非同期パイプライニング（Full Lifecycle Asynchronous Pipelining）：Pharosは、取引の各段階（コンセンサス、実行、ストレージなど）をデカップリングし、非同期処理方式を採用することで、各段階が独立して並行して行えるようにし、全体的な処理効率を向上させます。2. 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、並列実行を通じて取引処理能力を向上させます。3. 特殊処理ネットワーク（SPNs）：SPNsはPharosアーキテクチャの重要なコンポーネントであり、特定のタイプのタスクやアプリケーションを処理するために特化したモジュール式のサブネットワークに似ています。SPNsを使用することで、Pharosはリソースの動的割り当てとタスクの並行処理を実現し、システムのスケーラビリティとパフォーマンスをさらに向上させます。4. モジュラーコンセンサスと再ステーキングメカニズム（Modular Consensus & Restaking）：Pharosは柔軟なコンセンサスメカニズムを導入し、複数のコンセンサスモデル（PBFT、PoS、PoAなど）をサポートし、再ステーキングを通じて
Web3の並列計算トラックの全景：アカウントレベルから命令レベルへのスケーリングの道
Web3パラレルコンピューティングレースの全景図：ネイティブスケーリングの最適なソリューションは？
一、ブロックチェーンのスケーリングに関する永遠のテーマ
ブロックチェーンの「不可能三角」（Blockchain Trilemma）「安全性」、「分散化」、「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おり、ブロックチェーンプロジェクトは「極限の安全性、誰もが参加できること、高速処理」を同時に実現することが難しいことを示しています。「スケーラビリティ」という永遠のテーマに関して、現在市場に存在する主流のブロックチェーン拡張ソリューションは、パラダイムに従って分類されています。
ブロックチェーンのスケーラビリティ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、Statelessアーキテクチャなどが含まれ、実行、状態、データ、構造の複数のレベルをカバーし、"多層協調、モジュールの組み合わせ"の完全なスケーラビリティシステムを形成しています。本稿では、並列計算を主流としたスケーラビリティ手法について重点的に紹介します。
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。並列メカニズムによって分類すると、そのスケーラビリティの方法は5つの大きなカテゴリーに分けられ、それぞれが異なるパフォーマンスの追求、開発モデル、アーキテクチャ哲学を表しています。並列粒度は順次細かくなり、並列強度は高まり、スケジューリングの複雑さも高まり、プログラミングの複雑性と実装の難易度もますます高まります。
ブロックチェーン外の非同期並行モデルであり、Actor スマートエージェントシステム（エージェント / アクターモデル）が代表的です。これらは別の並列計算のパラダイムに属し、クロスチェーン / 非同期メッセージシステム（ブロック同期モデルではない）として機能します。各エージェントは独立して動作する「スマートエージェントプロセス」として、非同期メッセージやイベント駆動で並行に処理され、同期スケジューリングは必要ありません。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列処理メカニズムに属し、チェーン内の並列計算には含まれません。これらは「複数のチェーン/実行領域を並行して実行する」ことでスケーリングを実現しますが、単一のブロック/仮想マシン内部の並列度を向上させるわけではありません。このようなスケーリングソリューションは本稿の焦点ではありませんが、アーキテクチャの概念の比較において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複数回のスケーリングの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兼ね備えた重要な道筋として、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、高い同時実行性と高スループットのシーンに向けたEVM並行処理アーキテクチャを構築しています。
Monadの並行計算メカニズムの解析
Monadは、イーサリアム仮想マシン（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）が行われます。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：多段階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ステージに分割し、これらのステージを並行して処理することによって立体的なパイプラインアーキテクチャを形成することです。各ステージは独立したスレッドまたはコアで実行され、ブロックを越えた並行処理を実現し、最終的にスループットを向上させ、レイテンシを低減させる効果を達成します。これらのステージには、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ています。Monadは「非同期実行」を通じて、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削減し、システムの弾力性を高め、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取っています。しかし、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少なく変更し、実行プロセス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ます。これは性能向上版のイーサリアムに近く、成熟度が高くEVMエコシステムの移行が容易であり、EVMの世界の並行加速器です。
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互換のモジュール化された高性能並列実行層として位置付けられ、独立したL1公チェーンとしても、Ethereum上の実行強化層（Execution Layer）やモジュール化コンポーネントとしても機能します。その核心的な設計目標は、アカウントロジック、実行環境、および状態を隔離して独立してスケジュール可能な最小単位に解体し、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（有向非巡回状態依存グラフ）およびモジュール化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"を目指した並列実行システムを構築します。
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す
MegaETHは「各アカウントに対して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ための最小隔離単位を提供します。これらのVMは、同期呼び出しではなく非同期メッセージ通信（Asynchronous Messaging）を介して通信し、多くのVMが独立して実行され、独立して保存され、自然に並列化されます。
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、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カル順序に従って逐次的または遅延してスケジュールされます。依存グラフは、並行実行プロセスにおける状態の一貫性と非重複書き込みを保証します。
非同期実行とコールバックメカニズム
MegaETHは、Actor Modelに似た非同期メッセージングを通じて、非同期プログラミングパラダイムの上に構築されています。これは、従来のEVMの逐次呼び出しの問題を解決します。コントラクト呼び出しは非同期であり（再帰実行ではありません）、コントラクトAからB、BからCへの呼び出しの際、各呼び出しは非同期化され、ブロッキング待機は不要です。コールスタックは非同期呼び出しグラフ（Call Graph）に展開されます。トランザクション処理は、非同期グラフの遍歴 + 依存関係の解決 + 並行スケジューリングとして定義されます。
要するに、MegaETHは従来のEVM単スレッド状態機モデルを打破し、アカウント単位でマイクロバーチャルマシンのカプセル化を実現し、状態依存グラフを通じてトランザクションスケジューリングを行い、非同期メッセージメカニズムを同期コールスタックの代わりに使用しています。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」を全次元で再設計した並列計算プラットフォームであり、次世代の高性能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イデアを提供します。
MegaETHは再構築の道を選びました：アカウントと契約を独立したVMとして完全に抽象化し、非同期実行スケジューリングを通じて極限の並列潜在能力を解放します。理論的には、MegaETHの並列上限は高いですが、複雑さを制御することがより難しく、イーサリアム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。
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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水平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行います。一方、MonadとMegaETHは単一チェーンの完全性を保持し、実行層で水平方向に拡張し、単一チェーン内での制限された並行実行最適化によってパフォーマンスを突破します。両者はブロックチェーンの拡張経路における縦の強化と横の拡張という二つの方向を代表しています。
Monad と 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ており、チェーン内 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、取引レベルまたはアカウントレベルの並列処理を実現しています。一方、Pharos Network はモジュラーで全スタックの並列 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: