チェーン外非同期並行モデルであり、Actorインテリジェントシステム（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「インテリジェントプロセス」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行方式で動作します。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、並行実行を通じて取引処理能力を向上させます。
Web3並列コンピューティングパノラマ分析:EVMからロールアップメッシュへのスケーリング
Web3パラレルコンピューティングトラック全景図：ネイティブスケーリングの最良のソリューションは？
ブロックチェーンの「不可能三角」（Blockchain Trilemma）「セキュリティ」、「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「極限のセキュリティ、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分類されています。
ブロックチェーンのスケーリングソリューションには、チェーン内の並列計算、Rollup、シャーディング、DAモジュール、モジュール構造、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ており、「マルチレイヤーの協調、モジュールの組み合わせ」の完璧なスケーリングシステムです。本稿では、並列計算を主流とした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されるその拡張方法は、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。並列粒度は次第に細かくなり、並列強度は次第に高まり、スケジューリングの複雑さも次第に高くなり、プログラミングの複雑性と実装の難易度も次第に高くなります。
チェーン外非同期並行モデルであり、Actorインテリジェントシステム（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「インテリジェントプロセス」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行方式で動作します。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であり、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/実行ドメインを並行して実行する」ことで拡張を実現しており、単一のブロック/仮想マシン内部の並行性を向上させるのではありません。この種の拡張ソリューションは本稿の焦点ではありませんが、アーキテクチャの理念の同異比較において依然として使用します。
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、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スケーリング試行を経て、現在に至りますが、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口を見出していません。しかし同時に、EVMとSolidityは現在最も開発者の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、新たなスケーリング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て、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）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概念に基づいて、合意層での非同期実行（Asynchronous Execution）や、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、合意層とストレージ層では、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
パイプラインはモナドの並行実行の基本理念であり、その核心的な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し、各段階が独立したスレッドまたはコアで動作し、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（Propose）、コンセンサス達成（Consensus）、取引実行（Execution）、およびブロック提出（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、取引の合意形成と実行は通常同期プロセスであり、この逐次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」を通じて、合意層の非同期、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）と確認遅延を大幅に減少させ、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、状態の競合を避けるために厳密な直列モデルを取っています。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：
モナドは互換性のあるパスを選択しました：EVMルールにできるだけ影響を与えず、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処理を実現します。よりパフォーマンス重視のイーサリアムに似ており、成熟度が高くEVMエコシステムの移行が容易で、EVMの世界の並行アクセラレーターです。
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MegaETHの並列計算解析
Monadとは異なるL1の位置付けとして、MegaETHはEVM互換のモジュラー高性能並列実行レイヤーとして位置付けられ、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レイヤー（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、状態を隔離して解体し、独立してスケジュール可能な最小単位として構成することで、チェーン内の高い同時実行性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）およびモジュラー同期メカニズムであり、これらが「チェーン内スレッド化」に向けた並列実行システムを共同で構築します。
マイクロVM（微小仮想マシン）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」して並列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、大量のVMが独立して実行、独立してストレージされ、自然に並列化されます。
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ー順に逐次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、並行実行中の状態の一貫性と重複書き込みの防止を保証します。
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械モデルを打破し、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コール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列計算プラットフォームであり、次世代の高性能チェーン上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潜在能力を解放します。理論的には、MegaETHの並列上限は高いですが、複雑さを制御することがより難しく、イーサリアム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の両者の設計理念は、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切り分けて複数の独立したサブチェーン（シャード）を作り、各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ネットワーク層でのスケーラビリティを向上させます。一方、MonadとMegaETHは単一チェーンの完全性を保ちながら、実行層での横のスケーリングを行い、単一チェーン内部での極限並列実行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スケーラビリティの道における縦の強化と横のスケーリングの2つの方向性を代表しています。
MonadとMegaETHなどの並列計算プロジェクトは、主にスループット最適化パスに集中しており、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、その核心となる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: