Monadとの違いにおける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います。これは独立したL1パブリックチェーンとしても、Ethereum上の実行強化層やモジュール化コンポーネントとしても機能することができます。その核心設計目標は、アカウントロジック、実行環境、状態を隔離して解構し、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により、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」に向けた並行実行システムが構築されます。
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Web3並列コンピューティングパノラマ分析:EVMスケーリングの未来への道
Web3の並列計算トラック全景図：ネイティブスケーリングの最適なソリューションは？
一、ブロックチェーン拡張ソリューションの概要
ブロックチェーンの「不可能な三角形」「セキュリティ」、「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います。つまり、ブロックチェーンプロジェクトは「極度のセキュリティ、誰もが参加できる、高速処理」を同時に実現することが難しいのです。「スケーラビリティ」という永遠のテーマに対して、現在市場に存在す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、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する、「多層協調、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です。本稿では、主流のスケーリング手法として並列計算に重点を置いて紹介します。
チェーン内並列計算は、ブロック内部の取引/命令の並列実行に注目します。並列メカニズムに基づいて、そのスケーリング方法は5つの主要なカテゴリに分けられ、それぞれが異なる性能追求、開発モデル、アーキテクチャ哲学を表しています。並列の粒度は次第に細かくなり、並列強度は高まり、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ますます高くなります。
チェーン外非同期並行モデルは、アクターエージェントシステムを代表とし、別の並列計算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、並列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処理メカニズムに属し、チェーン内の並列計算には含まれません。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」スケーリングを実現しており、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。この種のスケーリングソリューションは本記事の主題ではありませんが、それでもアーキテクチャの理念の比較において使用することがあります。
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複数のスケーリング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には依然として根本的な突破が見られません。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あることは変わりません。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、新たなスケーリング進化の重要な方向性となっています。MonadとMegaETHは、この方向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、高い同時処理能力と高スループットのシナリオに対応したEVMの並行処理アーキテクチャを構築しています。
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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、パイプライン処理という基本的な並行性の概念に基づいて、コンセンサス層で非同期実行し、実行層で楽観的並行性を実現しています。また、コンセンサス層とストレージ層では、それぞれ高性能BFTプロトコルと専用データベースシステムを導入し、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行実行メカニズム
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で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、ブロックを越えた同時処理を実現し、最終的にスループットの向上と遅延の低減を達成することです。これらの段階には、取引提案、コンセンサスの達成、取引の実行、およびブロックの提出が含まれます。
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ています。Monadは「非同期実行」によって、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。ブロック時間と確認遅延を大幅に削減し、システムをより弾力的にし、処理プロセスをより細分化し、リソースの利用率を高めます。
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、状態の競合を避けるために厳格な直列モデルを採用していました。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ました。
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処理を実現します。これはまるで性能向上版のイーサリアムのようで、成熟度が高く、EVMエコシステムの移行が容易です。EVMの世界の並行アクセラレーターです。
MegaETHの並列計算メカニズムの解析
Monadとの違いにおける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います。これは独立したL1パブリックチェーンとしても、Ethereum上の実行強化層やモジュール化コンポーネントとしても機能することができます。その核心設計目標は、アカウントロジック、実行環境、状態を隔離して解構し、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により、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」に向けた並行実行システムが構築されます。
マイクロ-VM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1つのマイクロ仮想マシン」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、並列スケジューリングに最小の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によって相互に通信し、同期呼び出しは行われず、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、天然の並列性を持ちます。
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、リアルタイムでグローバル依存グラフを維持し、取引ごとにどのアカウントが変更され、どのアカウントが読み取られ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実行され、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、並行実行中の状態の一貫性と重複書き込みの防止を確保します。
非同期実行とコールバックメカニズム
MegaETHは、Actor Modelに似た非同期メッセージングに基づいた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、コントラクトAからB、BからCへの呼び出しは、各呼び出しが非同期化され、ブロック待機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に展開されます。取引処理=非同期グラフの巡回 + 依存関係の解決 + 並行スケジューリング。
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コールスタックを置き換えます。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」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イデアを提供します。
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によって極限の並列性を解放します。理論的には、MegaETHの並列上限は高いですが、複雑さを制御するのが難しく、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です。
MonadとMegaETHのデザイン理念は、シャーディング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切り分けて複数の独立したサブチェーンにし、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します。一方、MonadとMegaETHは単一チェーンの完全性を保ちながら、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を通じてパフォーマンスを突破します。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の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、スループット最適化の道に主に集中し、チェーン内のTPSを向上させることを核心目標として、遅延実行とマイクロ仮想マシン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並列L1ブロックチェーンネットワークとして、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な処理ネットワークの協調作業を通じて、多仮想マシン環境をサポートし、ゼロ知識証明や信頼できる実行環境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 はマルチバージョンのマークルツリー、差分エンコーディング、バージョンアドレッシング、ADS ダウンシング技術を通じて、ストレージエンジンの基盤から実行モデルを再構築し、ネイティブブロックチェーンの高性能ストレージエンジン Pharos Store を導入し、高スループット、低遅延、強力な検証可能なオンチェーン処理能力を実現しました。
総じて、PharosのRollup Meshアーキテクチャは、モジュール化された設計と非同期処理メカニズムによって、高性能な並列計算能力を実現しています。Pharosは、クロスRollup並列のスケジューリングコーディネーターであり、「チェイン内並列」の実行最適化者ではなく、SPNを通じて異種カスタム実行タスクを担っています。
モナド、メガETH、ファロスに加えて