チェーン外の非同期並行モデルは、Actorエージェントシステム(Agent / Actor Model)を代表とし、別の並列計算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、各エージェントが独立して動作する"エージェントプロセス"として、並列方式で非同期メッセージやイベント駆動を行い、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並行実行(Dual VM Parallel Execution)：PharosはEVMとWASMの2種類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、並行実行を通じて取引処理能力を向上させます。
Web3の並列計算トラックの全景：MonadとMegaETHのEVMスケーリングの道
Web3並行計算トラックの全景図：ネイティブスケーリングの最適なソリューションは？
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、ブロックチェーンプロジェクトが「極度の安全、誰でも参加可能、高速処理」を同時に実現することは困難です。「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、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証明の圧縮、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、構造の複数のレイヤーを網羅しており、「マルチレイヤーの協調と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。本稿では、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、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ることができ、それぞれが異なる性能の追求、開発モデル、アーキテクチャの哲学を表しています。並列粒度は徐々に細かくなり、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っています。
チェーン外の非同期並行モデルは、Actorエージェントシステム(Agent / Actor Model)を代表とし、別の並列計算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、各エージェントが独立して動作する"エージェントプロセス"として、並列方式で非同期メッセージやイベント駆動を行い、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や分割拡張ソリューションは、システムレベルの並列処理機構に属し、チェーン内の並列計算には該当しません。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、単一のブロック/仮想マシン内部の並列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稿の焦点ではありませんが、私たちは依然としてそれをアーキテクチャの概念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、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拡張試行を経てきましたが、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見ていません。しかし同時に、EVMとSolidityは依然として現在最も開発者の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、新しい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###のため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)という基本的な並行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)を行い、実行層では楽観的並行実行(Optimistic Parallel Execution)を実施しています。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。
パイプライニング：多段階パイプライン並列実行メカニズム
PipeliningはMonadの並行実行の基本的な理念であり、その核心的な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、ブロックを越えた並行処理を実現し、最終的にスループットの向上と遅延の低下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)、そして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(と確認遅延を顕著に低下させ、システムの弾力性を高め、処理プロセスをより細分化し、リソースの利用効率を向上させます。
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密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ます。これは、パフォーマンス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が容易です。EVMの世界における並行加速器です。
![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？])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-dc016502755a30d5a95a8134f7586162.webp(
) MegaETHの並列計算メカニズムの解析
MonadとのL1の位置付けとは異なり、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ブロックチェーンとしても、Ethereum上の実行強化層(Execution Layer)または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、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構することで、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、これにより「チェーン内スレッド化」を目指した並列実行システムが構築されます。
Micro-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(」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は非同期メッセージ通信)Asynchronous Messaging(を介して接続されており、同期呼び出しではありません。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、自ずと並列化されています。
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。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。無衝突の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、並行実行プロセスにおける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)非再帰的な実行(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キング待機なしで非同期になります。 呼び出し履歴は、非同期呼び出しグラフ)Call Graph(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シングルスレッド状態マシンモデルを打破し、アカウントを単位としてマイクロバーチャルマシンのパッケージ化を実現し、状態依存グラフを通じてトランザクションのスケジューリングを行い、非同期メッセージ機構を用いて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は再構築の道を選びました：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、複雑さを制御するのは難しく、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/webp-social/moments-9c4a4c4309574e45f679b2585d42ea16.webp(
MonadとMegaETHの設計理念は、分片)Sharding(とは大きく異なります：分片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)分片Shards(を形成し、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ネットワーク層で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、実行層での横の拡張を行い、単一チェーン内部での極限的な並行実行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経路における縦の強化と横の拡張という2つの方向性を代表しています。
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。)Deferred Execution(および)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およびWasm(をサポートし、ゼロ知識証明)ZK(や信頼できる実行環境)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は多バージョン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基盤から実行モデルを再構築し、高スループット、低遅延、強い検証を実現するネイティブブロックチェーン高性能ストレージエンジンPharos Storeを導入しました。