チェーン外非同期並行モデルで、Actor知能体システム（Agent / Actor Model）を代表とし、これは別の並列計算の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（ブロック同期モデルではない）として、各Agentは独立して動作する"インテリジェントプロセス"であり、非同期メッセージ、イベント駆動、同期スケジューリングを必要としない並行方式を持ちます。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、開発者がニーズに応じて適切な実行環境を選択できるようにします。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。
Web3の並列計算の全景：ブロックチェーンのスケーリングのネイティブツール
Web3の並列計算トラック全景図：ネイティブスケーリングのベストソリューション？
一、並行計算：ブロックチェーンのスケーラビリティに向けた新しい方向性
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います。つまり、ブロックチェーンプロジェクトは「極限の安全性、誰でも参加可能、高速処理」を同時に実現することが難しいのです。「スケーラビリティ」という永遠のテーマに対して、現在市場に出ている主流のブロックチェーン拡張ソリューションは、パラダイムによっ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、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、Actor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網羅しており、"マルチレイヤー協調、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五つの大きなカテゴリに分けられ、それぞれ異なる性能追求、開発モデル、アーキテクチャ哲学を表しています。並列粒度は次第に細かくなり、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行モデルで、Actor知能体システム（Agent / Actor Model）を代表とし、これは別の並列計算の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（ブロック同期モデルではない）として、各Agentは独立して動作する"インテリジェントプロセス"であり、非同期メッセージ、イベント駆動、同期スケジューリングを必要としない並行方式を持ちます。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」ことによって拡張を実現し、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。このような拡張ソリューションは本記事の重点ではありませんが、それでも私たちはそのアーキテクチャコンセプトの異同比較に使用します。
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、何度もスケーリングの試みを経て発展してきましたが、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には至っていません。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系の並列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になりつつあります。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ナリオに向けたEVM並列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のLayer1ブロックチェーンで、パイプライン処理（Pipelining）という基本的な並行性の概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）を行います。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：多段階パイプライン並列実行メカニズム
パイプラインは、モナドの並列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アーキテクチャを形成し、各段階が独立したスレッドまたはコアで実行され、ブロックを超えた同時処理を実現し、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）、コンセンサスの達成（Consensus）、取引の実行（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」により、コンセンサスレイヤーの非同期、実行レイヤーの非同期、ストレージの非同期を実現しました。これによりブロックタイム（block time）と確認遅延が大幅に削減され、システムの弾力性が向上し、処理プロセスがより細分化され、リソースの利用効率が向上します。
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、状態の衝突を避けています。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、動的に衝突を検出することで並行性を実現しています。これは性能版イーサリアムに似ており、成熟度が高いためEVMエコシステムの移行が容易で、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の位置付けに対し、MegaETHはEVM互換のモジュール型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のパブリックチェーンとしても、イーサリアム上の実行強化層（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、状態を隔離して解体し、独立してスケジュール可能な最小単位にすることで、チェーン内での高い同時実行と低遅延の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」に向け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、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、多数のVMが独立して実行され、独立してストレージを持ち、自然に並列処理されます。
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直列または遅延して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単スレッド状態機モデルを打破し、アカウント単位でマイクロ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ます。それは「アカウント構造→スケジューリングアーキテクチャ→実行プロセス」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は再構築パスを選択しました：アカウントと契約を完全に抽象化して独立したVMにし、非同期実行スケジューリングを通じて極限の並列性を解放します。理論的には、MegaETHの並列上限はより高いですが、複雑さの制御がさらに難しく、Ethereum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に近いです。
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に切り分けて複数の独立したサブチェーン（シャード）を形成し、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維持し、実行層での横方向の拡張のみを行い、単一チェーン内部での極限並行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、スループット最適化パスに主に集中しており、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）と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ています。一方、Pharos Network はモジュール化された、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: