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、別の並列計算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、各エージェントが独立して動作する「スマートプロセス」として機能し、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。
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ており、開発者はニーズに応じて適切な実行環境を選択できます。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向上させます。
Web3の並列計算の全景：5つのスケーリングパラダイムとEVM系の高性能チェーンの比較
Web3並行計算トラックの全景図：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）「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示しており、ブロックチェーンプロジェクトが「極度の安全性、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し、「多層協調、モジュール組み合わせ」という完全なスケーリングシステムを形成しています。本記事では、並列計算を主流としたスケーリング方法に重点を置いて紹介します。
チェーン内並列計算(intra-chain parallelism)、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、そのスケーラビリティの方法は5つの主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表しています。並列粒度は次第に細かくなり、並列強度はますます高くなり、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さと実現の難しさもますます高くなります。
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、別の並列計算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、各エージェントが独立して動作する「スマートプロセス」として機能し、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/バーチャルマシン内部の並行度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記事の焦点ではありませんが、依然としてアーキテクチャの理念の類似点と相違点の比較に使用します。
2. EVM Parallel Enhancement Chain: 互換性の性能境界を突破
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、実行レイヤー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、新たな拡張進化の重要な方向性となっています。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て、高い同時実行性と高スループットのシナリオを対象としたEVMの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、Ethereum仮想マシン（EVM）用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）という基本的な並列理念に基づいており、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、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：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的な理念であり、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、遅延を低減する効果を達成します。これらの段階には、取引提案（Propose）、合意形成（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：
Optimistic Parallel Execution: 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「楽観的な並行実行」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処理を実現し、よりパフォーマンス重視のイーサリアムのようです。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の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）や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て独立してスケジュール可能な最小単位に構成し、チェーン内での高並行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（有向無環状態依存グラフ）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。
Micro-VM（マイクロ仮想マシン）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、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、独立して保存され、自然に並行性を持ちます。
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。衝突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順序に従って直列または遅延でスケジュールされます。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、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、非同期メッセージ機構で同期呼び出しスタックに置き換えています。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考え方を提供します。
MegaETHはリファクタリングパスを選択しました：アカウントとコントラクトを独立したVMに完全に抽象化し、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一部の取引と状態を担当し、ネットワーク層で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限界並列実行の最適化によって性能を突破しています。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ます。
Monadや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の道に集中しており、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、その核心的な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、複数の仮想マシン環境（EVMと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:
さらに、Pharosは、マルチバージョンMerkleツリー、デルタエンコーディング、バージョンアドレッシング、ADSプッシュダウン技術を通じて、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をリリースしました。これにより、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ています。
一般的に、ファー