チェーン外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（ブロック同期モデルではない）として機能し、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、非同期メッセージやイベント駆動による並行処理を行い、同期スケジューリングは不要です。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並列計算の全景：EVM互換チェーンがどのように性能の限界を突破するか
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？
一、ブロックチェーンの並列計算の背景と課題
ブロックチェーンの「不可能三角」（Blockchain Trilemma）「安全性」、「去中心化」、「可拡張性」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「極限の安全、誰でも参加できる、高速処理」を同時に実現するのは難しいことを示しています。「可拡張性」という永遠のテーマに関して、現在市場に出回っている主な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ます。これらは実行、状態、データ、構造の複数のレベルをカバーし、「多層協調、モジュール組み合わせ」の完全なスケーリングシステムを形成します。本稿では、並列計算を主流とするスケーリング手法を重点的に紹介します。
チェーン内の並列計算 (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つの主要なカテゴリに分けられます。各カテゴリは異なる性能の追求、開発モデル、アーキテクチャ哲学を表し、順次並列粒度が細かくなり、並列強度が高まり、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高くなります。
チェーン外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（ブロック同期モデルではない）として機能し、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、非同期メッセージやイベント駆動による並行処理を行い、同期スケジューリングは不要です。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。それらは「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わけではありません。この種の拡張ソリューションは本稿の重点ではありませんが、私たちは依然としてそのアーキテクチャの理念の比較に使用します。
二、EVM 系並行強化チェーン：互換性の中でパフォーマンスの限界を突破する
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、複数の拡張試みを経てきましたが、実行レイヤー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は依然として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、エコシステムの互換性と実行性能の向上を兼ね備えたEVM系の並列強化チェーンは、新しい拡張進化の重要な方向性となっています。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を基に、高い同時実行性と高スループットのシーンに向けたEVM並列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
パイプライン化はモナドの並行実行の基本概念であり、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レイテンシ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、この直列モデルはパフォーマンスの拡張を著しく制限します。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、およびストレージの非同期を実現しました。これにより、ブロック時間（block time）と確認遅延が大幅に短縮され、システムがより弾力性を持ち、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：
楽観的並行実行：オプティミスティックパラレルエグゼキューション
従来のイーサリアムはトランザクション実行に厳格な直列モデルを採用しており、状態の競合を回避しています。一方、Monadは「楽観的並行実行」戦略を採用しており、トランザクション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。よりパフォーマンス重視のイーサリアムに近く、成熟度が高いためEVMエコシステムの移行が容易で、EVMの世界における並行加速器です。
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行実行層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、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。その核心となる設計目標は、アカウントロジック、実行環境、および状態を分離して解構し、独立してスケジュール可能な最小単位として実現することで、チェーン内での高い同時実行性と低遅延応答能力を達成することです。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された同期メカニズムによって、「チェーン内スレッド化」に向けた並行実行システムを構築することです。
マイクロVM（微仮想マシン）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つのマイクロバーチャルマシン（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のための最小の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）を通じて相互に通信し、大量のVMが独立して実行・独立してストレージし、自然に並行しています。
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、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。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、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ています。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」の全次元で再設計された並行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プローチを提供します。
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ポテンシャルを解放します。理論的には、MegaETHの並列上限はより高いですが、複雑さを制御するのはより困難で、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）とは大きく異なる。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する。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の最適化を通じて性能を突破する。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る。
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、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: