Web3の並列計算:ネイティブスケーリングの未来と課題

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Web3の並列計算デプス研究:ネイティブスケーリングの究極の道

一、前言:拡張は永遠の命題であり、並行は究極の戦場です

ブロックチェーンシステムは誕生以来、スケーラビリティという核心的な問題に直面しています。ビットコインとイーサリアムの毎秒処理取引数は依然として限られており、従来のWeb2システムには遠く及びません。これは単にサーバーを増やすことで解決できる問題ではなく、ブロックチェーンの基盤設計におけるシステム的な制限に起因しています。

過去十年で、私たちはビットコインのスケーリング争いからイーサリアムのシャーディング計画、ステートチャンネルからRollupまで、さまざまなスケーリングソリューションの興亡を目の当たりにしてきました。現在最も人気のあるRollupソリューションはTPSを向上させていますが、依然としてブロックチェーンの基盤である「単一チェーン性能」の真の限界には達していません。

そのため、チェーン内の並行計算が業界の視野に入り始めました。オフチェーンのスケーリングとは異なり、チェーン内の並行計算は単一のチェーン構造を維持しながら、実行エンジンを完全に再構築し、ブロックチェーンを「逐次トランザクションの直列実行」から「マルチスレッド+パイプライン+依存スケジューリング」の高い同時実行システムにアップグレードしようとしています。これは数百倍のスループットの向上をもたらす可能性があるだけでなく、スマートコントラクトアプリケーションの爆発的な成長のための重要な基盤となる可能性があります。

並行計算は、単なる性能最適化手段ではなく、ブロックチェーンの実行モデルのパラダイムシフトのポイントとも言える。それは、スマートコントラクトの実行の根本的なモデルに挑戦し、未来のWeb3ネイティブアプリケーションに真に持続可能なインフラストラクチャの支援を提供する。Rollupの競争がますます同質化する中、チェーン内の並行性が新たなサイクルのLayer1競争の決定的な変数になりつつある。これは単なる技術競争ではなく、パラダイムの争奪戦でもある。

! [Huobi Growth Academy|.]Web3並列コンピューティング詳細調査レポート:ネイティブスケーリングへの究極の道](https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-7d54f0ff95bbcf631c58c10242769fb7.webp)

二、拡張パラダイム全景図:五つのルート、各々に重点

拡張はパブリックチェーン技術の進化における最も重要な課題の一つとして、ここ十年でほぼすべての主流技術の出現と進化を促してきました。ビットコインのブロックサイズ論争から始まり、"チェーンをより速く動かすにはどうすればよいか"という技術競争は、最終的に五つの基本的なルートに分化しました:

  1. オンチェーンスケーリング:直接ブロックサイズを増加させたり、ブロック生成時間を短縮したりします。単一チェーンの整合性を保持しますが、中央集権リスクやシステム的上限に容易に達する可能性があります。

  2. オフチェーンスケーリング:ステートチャネルやサイドチェーンのように、ほとんどの取引をオフチェーンに移動させること。スループットは無限に拡張可能だが、信頼モデルや資金の安全性などの問題が存在する。

  3. Layer2 Rollup:チェーン外実行、チェーン上検証。現在最も人気のあるソリューションですが、データの可用性に過度に依存するなどの中期的なボトルネックがあります。

  4. モジュール化ブロックチェーン:CelestiaやAvailなど、ブロックチェーンのコア機能をデカップリングします。利点はコンポーネントの柔軟な置き換えですが、課題はモジュール間の同期と検証コストが高いことです。

  5. チェーン内並行計算:VMスケジューリングロジックを再構築し、現代のコンピュータシステムスケジューリングメカニズムを導入します。利点は、多チェーンアーキテクチャに依存せずにスループットの限界を突破できることであり、未来の複雑なアプリケーションシナリオに向けた重要な技術的前提です。

この5つのパスの分野は、ブロックチェーンが性能、コンポーザビリティ、安全性、そして開発の複雑さの間で行う体系的なトレードオフを反映しています。各パスはすべての問題を解決することは不可能ですが、共にWeb3コンピューティングパラダイムのアップグレードの全景を構成しています。

三、並行計算分類図譜:アカウントから命令への五つのパス

並列計算技術は、粗粒度から細粒度まで五つのパスに分けることができます:

  1. アカウントレベルの並行処理:Solanaを代表とし、アカウントとステートのデカップリング設計に基づき、静的分析を通じてトランザクションに衝突が存在するかどうかを判断します。

  2. オブジェクトレベルの並行処理:AptosやSuiのように、より細かい単位である"ステートオブジェクト"を用いて並列スケジューリングを行います。

  3. 取引レベルの並行性:Monad、Sei、Fuelを代表として、全体の取引トランザクションを中心に依存関係グラフを構築し、並行実行を行います。

  4. バーチャルマシンレベルの並行性:MegaETHのように、同時実行能力をVMの基本命令スケジューリングロジックに組み込む。

  5. 命令レベルの並列性:現代CPUのアウトオブオーダー実行の考え方を借りて、各操作のスケジューリング分析と並列リオーダリングを行う。

この5つのパスは、静的データ構造から動的スケジューリングメカニズムまで、複雑さとスケジューリングの難しさが不断に向上しています。これらは、ブロックチェーン計算モデルが従来のシーケンシャル実行から高性能の分散実行環境への移行を示しています。

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4. 2つのメイントラックの深い理解:Monad vs MegaETH

現在市場が注目している二つの主要な技術ルートは:

  1. Monad:"ゼロから並列計算チェーンを構築する"

    • 楽観的並行制御、トランザクションDAGスケジューリングなどのデータベース技術を採用
    • 目標はチェーンの取引処理性能を百万TPSの規模に引き上げることです
    • 中間言語レイヤーによるSolidityとの互換性
    • Layer 2 Rollupネットワークの理想的な実行層になる可能性がある
  2. MegaETH: 「EVMにおけるパラレル革命」

    • 既存のEVM実行エンジンに並列計算能力を組み込む
    • 非同期呼び出しスタックと実行コンテキストの隔離メカニズムを導入する
    • 開発者は既存のSolidityコントラクトを変更することなく、パフォーマンスの向上を得ることができます
    • 短期的にエコサポートを得やすくなる

MonadとMegaETHは「リコンストラクション派」と「コンパチ派」の2つの並行するパラダイムを表しています: 前者はパラダイムの突破を追求し、VMから状態管理までの全ての論理を再構築します; 後者は漸進的な最適化を追求し、既存のエコシステムを尊重しながら従来のシステムを限界まで推し進めます。

5 並列コンピューティングの将来の可能性と課題

並列計算がもたらす機会:

  1. アプリケーションの上限を解除し、オンチェーンの高頻度インタラクションをサポート
  2. 開発パラダイムの再構築を促進し、新しい世代のツールチェーンを生み出す
  3. モジュール化ブロックチェーンに高性能な実行モジュールを提供する

課題:

  1. ステータス並行一貫性保証とトランザクションコンフリクト処理
  2. マルチスレッド実行環境のセキュリティモデルはまだ完全に確立されていません
  3. 開発者の移転意欲とエコシステムの育成

並行計算は私たちにブロックチェーンの本質を再考させることになり、その影響はWeb3全体の計算パラダイムの転換点となる可能性があります。

六、結語:並行計算はWeb3ネイティブの拡張に最適な道ですか?

並行計算は、チェーンの原子性と決定性の中で実行モデル自体を再構築しようとするもので、"チェーンにネイティブな"拡張方法です。それはブロックチェーンのコア信頼モデルを保持し、将来の複雑なアプリケーションのために性能の土壌を確保します。これは短期的なクリアの近道ではないかもしれませんが、Web3の長期的な進化において唯一持続可能な正解の道かもしれません。私たちは、単核から多核OSへのアーキテクチャの飛躍を目撃しており、Web3ネイティブオペレーティングシステムの原型は、これらのチェーン内の並行実験の中に隠れているかもしれません。

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コメント
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LayoffMinervip
· 7時間前
技術は未来を決定する
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BlockchainTalkervip
· 7時間前
根本的に興味深い技術の飛躍
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InscriptionGrillervip
· 8時間前
オンチェーンの同時実行は非常に信頼性が高いです
原文表示返信0
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