チェーン外非同期並行モデルであり、Actorエージェントシステム（Agent / Actor Model）を代表とし、これは別の並行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実行される「エージェントプロセス」であり、並行方式で非同期メッセージ、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の二つの仮想マシン環境をサポートしており、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ています。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、並行実行によって取引処理能力を向上させます。
Web3並列計算トラック:EVMの強化からロールアップメッシュまで
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？
I. 並列計算の技術的背景と開発動機
ブロックチェーンの「不可能な三角形」「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、すなわちブロックチェーンプロジェクトは「極端な安全性、誰でも参加できる、高速処理」を同時に実現することが難しいということです。「スケーラビリティ」という永遠のテーマに対して、現在市場に出回っ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、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「マルチレイヤー協調、モジュール組み合わせ」の完全なスケーリングシステムです。本稿では、並列計算を主流とするスケーリング手法について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/命令の並列実行に焦点を当てています。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つの大きなカテゴリに分けられ、それぞれ異なる性能の追求、開発モデル、アーキテクチャ哲学を表しています。並列の粒度は徐々に細かくなり、並列の強度は高まり、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くなります。
チェーン外非同期並行モデルであり、Actorエージェントシステム（Agent / Actor Model）を代表とし、これは別の並行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実行される「エージェントプロセス」であり、並行方式で非同期メッセージ、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、チェーン内の並行計算には含まれません。それらは「複数のチェーン/実行ドメインを並行して実行する」ことでスケーリングを実現し、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記事の議論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理念の異同の比較に使用します。
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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は現在でも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道筋として、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ーンに向けた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、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、パイプライン処理（Pipelining）という基本的な並行理念に基づいており、合意層での非同期実行（Asynchronous Execution）と、実行層での楽観的並行実行（Optimistic Parallel Execution）を実現しています。さらに、合意および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：マルチステージ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、ブロックを超えた並行処理を実現し、最終的にスループットを向上させ、レイテンシを低下させる効果を達成します。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、この直列モデルは性能拡張を著しく制限します。Monadは「非同期実行」により、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）と確認遅延を著しく低下させ、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、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、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。これは性能版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あり、EVMの世界の並行加速器です。
MegaETHの並列計算メカニズムの解析
MonadのL1定位とは異なり、MegaETHはEVM互換のモジュラー高性能並列実行層として位置付けられています。独立したL1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）またはモジュラーコンポーネントとしても機能します。そのコア設計目標は、アカウントロジック、実行環境、および状態を分離し、独立してスケジューリング可能な最小単位に解構することで、チェーン内の高い同時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（有向非巡回状態依存グラフ）およびモジュラー同期メカニズムにより、「チェーン内スレッド化」を目指した並列実行システムを共同で構築することです。
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す
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」することで、並行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、同期呼び出しではなく非同期メッセージ通信（Asynchronous Messaging）を介して相互に通信し、大量のVMが独立して実行、独立してストレージを持ち、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。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オーダー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、Actor Modelに似た非同期メッセージングを使用して、従来のEVMの直列呼び出しの問題を解決します。コントラクトの呼び出しは非同期であり（再帰的実行ではなく）、コントラクトAからB、BからCへの呼び出しの際、各呼び出しは非同期化され、待機してブロックする必要はありません。呼び出しスタックは非同期呼び出しグラフ（Call Graph）に展開されます。取引処理=非同期グラフの遍歴 + 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。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。
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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方向に複数の独立したサブチェーン（シャード）に分割し、それぞれのサブチェーンが部分的な取引と状態を担当することで、単一のチェーンの制限を打破し、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維持し、実行層で横方向に拡張し、単一チェーン内部での極限的な並行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る。
MonadとMegaETHなどの並列計算プロジェクトは、チェーン内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パスに主に集中しています。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、取引単位またはアカウント単位で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および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: