# 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ベストソリューションは？## 一、Web3の並列計算の分類と技術パラダイムブロックチェーンの「不可能三角」（Blockchain Trilemma）「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明らかにしており、つまりブロックチェーンプロジェクトは「究極の安全、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、現在市場に出ている主流のブロックチェーンの拡張ソリューションは、パラダイムに従って区別されています。* 実行の強化型拡張：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、多サブネット* オフチェーンアウトソーシング型スケーラビリティ：実行をチェーンの外に置く、例えば Rollup、Coprocessor、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、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、メッセージドリブン、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リングソリューションには、オンチェーンの並列計算、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ており、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、並列計算を主流とする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 / 命令の並列実行に注目しています。並列メカニズムによって分類されるその拡張方法は5つの主要なカテゴリに分けられ、それぞれが異なる性能の追求、開発モデル、およびアーキテクチャの哲学を代表しています。並列粒度は順次細かくなり、並列強度はますます高まり、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さと実装の難易度も増していきます。* アカウントレベルの並行処理（Account-level）：プロジェクト Solana を示します* オブジェクトレベルの並行（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の並行処理（Transaction-level）: プロジェクト Monad, Aptos* コールレベル / マイクロVM並行（Call-level / MicroVM）: プロジェクト MegaETH を代表します*指導レベル:プロジェクトGatlingXを表しますチェーン外非同期並行モデルで、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、各エージェントは独立して動作する「エージェントプロセス」として、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せずに並行的に動作します。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含まれません。これらは「複数のチェーン/実行ドメインを並行して動作させる」ことで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性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稿の主な議論の対象ではありませんが、私たちはそれをアーキテクチャ理念の異同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、現在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拡張試行を経てきましたが、実行レイヤー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能力を持つスマートコントラクトプラットフォームであり続けています。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経路として、新たな拡張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い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）用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：多段階パイプライン並列実行メカニズム**パイプライン処理はモナドの並行実行の基本的な概念であり、そのコアの考え方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し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、ブロックをまたいだ並行処理を実現し、最終的にスループットの向上と遅延の低減を達成します。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削減し、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：* コンセンサスプロセス（コンセンサス層）は、トランザクションの順序付けのみを担当し、契約ロジックを実行しません。* 実行プロセス（実行層）は、コンセンサスが完了した後に非同期でトリガーされる。* 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取引実行に厳格な直列モデルを採用して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、ほとんどの取引間に状態の競合がないと仮定して、楽観的にすべての取引を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、取引間で同じ状態がアクセスされているか（読み取り/書き込みの競合）を監視します。* コンフリクトが検出された場合、コンフリクト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。モナド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らせ、動的に衝突を検出することで並行性を実現します。これは、パフォーマンス版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が容易です。これは、EVMの世界における並行加速器です。! 【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)### MegaETHの並列計算メカニズムの解析Monadとは異なるL1の位置づけとして、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ています。これは独立したL1パブリックチェーンとしても、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。コアデザインの目標は、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することで、チェーン内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（有向非循環状態依存グラフ）およびモジュール化同期メカニズムであり、これらが連携して「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（微小仮想マシン）アーキテクチャ：アカウントはスレッドである**MegaETHは「各アカウントに対して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、並行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）を通じて相互に通信し、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されるため、自然に並行します。**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くDAGスケジューリングシステムを構築しました。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、各取引でどのアカウントが変更され、どのアカウントが読み取られ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してスケジュールされます。依存グラフは、並行実行中の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、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単一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械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。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」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、次世代の高性能オンチェーンシステム構築の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は再構築の道を選択しました：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極限の並行性を解放します。理論的には、MegaETHの並行性の上限はより高いですが、複雑さを制御することがより難しく、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なものです。! 【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-562daa8ae6acba834ef937bf88a742f0)MonadとMegaETHの両者の設計理念は分割（Sharding）とは大きく異なります：分割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（分割Shards）に切り分け、それぞれのサブチェーンが一部の取引と状態を担当し、ネットワーク層での拡張を可能にします。一方、MonadとMegaETHは単一チェーンの完全性を保持し、実行層でのみ横方向に拡張し、単一チェーン内部での限界並行実行の最適化を突破して性能を向上させます。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表しています。! 【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-cc042582a5a373864e82c00ebe81fdf8)MonadやMegaETHなどの並列計算プロジェクトは、チェーン内のTPSを向上させることを核心目標として、スループット最適化の道に主に集中しています。遅延実行（Deferred Execution）やマイクロVM（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はモジュラーでフルスタックの並列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、メインネットと特別処理ネットワーク（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）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:1. フルライフサイクル非同期パイプライン処理（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、全体の処理効率を向上させます。2. デュアルVM並行実行（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高めるだけでなく、並行実行によって取引処理能力を向上させています。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、類似しています
Web3パラレルコンピューティングトラックの全景図：互換性と性能の革新的バランス
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ベストソリューションは？
一、Web3の並列計算の分類と技術パラダイム
ブロックチェーンの「不可能三角」（Blockchain Trilemma）「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明らかにしており、つまりブロックチェーンプロジェクトは「究極の安全、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、現在市場に出ている主流のブロックチェーンの拡張ソリューションは、パラダイムに従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、オンチェーンの並列計算、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ており、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、並列計算を主流とする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 / 命令の並列実行に注目しています。並列メカニズムによって分類されるその拡張方法は5つの主要なカテゴリに分けられ、それぞれが異なる性能の追求、開発モデル、およびアーキテクチャの哲学を代表しています。並列粒度は順次細かくなり、並列強度はますます高まり、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さと実装の難易度も増していきます。
チェーン外非同期並行モデルで、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、各エージェントは独立して動作する「エージェントプロセス」として、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せずに並行的に動作します。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含まれません。これらは「複数のチェーン/実行ドメインを並行して動作させる」ことで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性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稿の主な議論の対象ではありませんが、私たちはそれをアーキテクチャ理念の異同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、現在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拡張試行を経てきましたが、実行レイヤー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能力を持つスマートコントラクトプラットフォームであり続けています。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経路として、新たな拡張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い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）用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：多段階パイプライン並列実行メカニズム
パイプライン処理はモナドの並行実行の基本的な概念であり、そのコアの考え方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し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、ブロックをまたいだ並行処理を実現し、最終的にスループットの向上と遅延の低減を達成します。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削減し、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取引実行に厳格な直列モデルを採用して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：
モナド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らせ、動的に衝突を検出することで並行性を実現します。これは、パフォーマンス版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が容易です。これは、EVMの世界における並行加速器です。
! 【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)
MegaETHの並列計算メカニズムの解析
Monadとは異なるL1の位置づけとして、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ています。これは独立したL1パブリックチェーンとしても、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。コアデザインの目標は、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することで、チェーン内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（有向非循環状態依存グラフ）およびモジュール化同期メカニズムであり、これらが連携して「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（微小仮想マシン）アーキテクチャ：アカウントはスレッドである
MegaETHは「各アカウントに対して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、並行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）を通じて相互に通信し、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されるため、自然に並行します。
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くDAGスケジューリングシステムを構築しました。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、各取引でどのアカウントが変更され、どのアカウントが読み取られ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してスケジュールされます。依存グラフは、並行実行中の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、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単一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械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。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」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、次世代の高性能オンチェーンシステム構築の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は再構築の道を選択しました：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極限の並行性を解放します。理論的には、MegaETHの並行性の上限はより高いですが、複雑さを制御することがより難しく、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なものです。
! 【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-562daa8ae6acba834ef937bf88a742f0.webp)
MonadとMegaETHの両者の設計理念は分割（Sharding）とは大きく異なります：分割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（分割Shards）に切り分け、それぞれのサブチェーンが一部の取引と状態を担当し、ネットワーク層での拡張を可能にします。一方、MonadとMegaETHは単一チェーンの完全性を保持し、実行層でのみ横方向に拡張し、単一チェーン内部での限界並行実行の最適化を突破して性能を向上させます。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表しています。
! 【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-cc042582a5a373864e82c00ebe81fdf8.webp)
MonadやMegaETHなどの並列計算プロジェクトは、チェーン内のTPSを向上させることを核心目標として、スループット最適化の道に主に集中しています。遅延実行（Deferred Execution）やマイクロVM（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はモジュラーでフルスタックの並列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、メインネットと特別処理ネットワーク（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）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: