チェーン外非同期並列モデルは、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（ブロックシンクモデルではない）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しない並列方式を採用しています。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並列実行（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、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、並列実行を通じて取引処理能力を高めます。
Web3並列コンピューティングのパノラマ:MonadとMegaETHのスケーリングへの道
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？
ブロックチェーンの「不可能な三角形」（Blockchain Trilemma）「安全性」、「分散化」、「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示しており、ブロックチェーンプロジェクトが「極限の安全性、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ことを意味します。「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、オンチェーン並列計算、Rollup、シャーディング、DAモジュール、モジュール化構造、アクターシステム、zk証明圧縮、Statelessアーキテクチャなどが含まれ、実行、状態、データ、構造の複数のレベルをカバーし、「マルチレイヤー協調、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を形成します。本記事では、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。並列メカニズムに基づいて、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ることができ、それぞれが異なる性能追求、開発モデル、およびアーキテクチャ哲学を代表しています。並列粒度は次第に細かくなり、並列強度は高くなり、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増していきます。
チェーン外非同期並列モデルは、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（ブロックシンクモデルではない）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しない並列方式を採用しています。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、チェーン内の並列計算には属しません。これらは「複数のチェーン/実行領域を並行して運用する」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性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主題ではありませんが、アーキテクチャの理念の異同を比較するために依然として使用します。
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二、EVMシステムパラレル強化チェーン：互換性の中でパフォーマンスの境界を突破する
イーサリアムの直列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兼ね備えた重要な道筋として、新たな拡張の進化における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解析
Monadは、Ethereum仮想マシン（EVM）を再設計した高性能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にはそれぞれ高性能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
パイプライニング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ステージに分割し、これらのステージ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。各ステージは独立したスレッドまたはコアで実行され、ブロック間の並行処理を実現し、最終的にスループットを向上させ、遅延を低減する効果を達成します。これらのステージには、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、この直列モデルはパフォーマンスの拡張を大きく制限します。Monadは「非同期実行」を通じて、コンセンサスレイヤーの非同期、実行レイヤーの非同期、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低下し、システムがより弾力的になり、処理プロセスがより細分化され、リソースの利用率が向上します。
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の実行に厳格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に、実行中に状態の書き込みを遅延させ、動的に競合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を容易に実現します。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互換のモジュール型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、イーサリアム上の実行強化層（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。その核心的な設計目標は、アカウントロジック、実行環境、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構築することで、チェーン内で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、これらが共同で「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（マイクロバーチャルマシン）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を持ち、自然に並行処理が可能です。
状態依存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リングします。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、非同期プログラミングパラダイムに基づいて構築されており、Actor Modelに似た非同期メッセージ伝達を使用して、従来のEVMの直列呼び出しの問題を解決します。コントラクト呼び出しは非同期です（再帰的実行ではありません）。コントラクトAからB、そしてCへの呼び出し時に、各呼び出しは非同期化され、ブロック待機する必要はありません。コールスタックは非同期呼び出しグラフ（Call Graph）に展開されます。取引処理は=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です。
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バーチャルマシンのカプセル化を実現し、状態依存グラフを用いて取引スケジューリングを行い、非同期メッセージ機構で同期コールスタックに代わるものです。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的な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：アカウントと契約を独立した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究極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、複雑さを制御することがさらに難しく、Ethereumの理念に基づくスーパー分散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）とは大きく異なります。シャーディングはブロックチェーンを横に複数の独立したサブチェーン（シャード）に分割し、各サブチェーンが一部のトランザクションと状態を担当することで、単一チェーンの制限を打破してネットワーク層を拡張します。一方、MonadとMegaETHは単一チェーンの完全性を保持し、実行層での横方向の拡張を行い、単一チェーン内部での極限的な並行実行の最適化により性能を突破します。両者はブロックチェーンの拡張パスにおける縦方向の強化と横方向の拡張という二つの方向を代表しています。
Monadと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、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、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はモジュラーで全栈の並列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、多仮想マシン環境（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: