Web3の並列計算デプス研究報告：ネイティブスケーリングの究極の道

一、前言：拡張は永遠のテーマであり、並行処理は究極の戦場である

ビットコインの誕生以来、ブロックチェーンシステムは常に避けられない主要な問題に直面してきました:スケーリング。 ビットコインは毎秒10トランザクション未満を処理し、イーサリアムは数十TPS(1秒あたりのトランザクション数)のパフォーマンスのボトルネックを突破するのに苦労しており、これは従来のWeb2世界の数万TPSと比較して特に面倒です。 さらに重要なことは、これは「サーバーの追加」で解決できる単純な問題ではなく、ブロックチェーンの根底にあるコンセンサスと構造設計に深く組み込まれた体系的な制限、つまり、「分散化、セキュリティ、スケーラビリティ」を組み合わせることができないブロックチェーンの不可能な三角形です。

過去10年間で、数え切れないほどの拡張の試みが盛んに行われてきました。 ビットコインのスケーリング戦争からイーサリアムのシャーディングビジョンまで、ステートチャネルやプラズマからロールアップやモジュラーブロックチェーンまで、レイヤー2でのオフチェーン実行からデータアベイラビリティの構造リファクタリングまで、業界全体がエンジニアリングの想像力に満ちたスケーリングの道を歩み始めました。 最も広く受け入れられているスケーリングパラダイムとして、Rollupは、メインチェーンの実行負担を軽減し、イーサリアムのセキュリティを維持しながら、TPSを大幅に増加させるという目標を達成しました。 しかし、ブロックチェーンの根底にある「シングルチェーンパフォーマンス」の真の限界、特に実行レベル、つまりブロック自体のスループットには触れていませんが、これはオンチェーンシリアル計算の古代の処理パラダイムによってまだ制限されています。

このため、チェーン内並列コンピューティングは徐々に業界の視野に入ってきています。 オフチェーンスケーリングやクロスチェーン分散とは異なり、チェーン内並列処理は、単一チェーンの原子性と統合された構造を維持しながら実行エンジンを完全に再構築しようと試み、ブロックチェーンを「1つのトランザクションを1つずつシリアル実行する」シングルスレッドモードから、最新のオペレーティングシステムとCPU設計のガイダンスの下で「マルチスレッド+パイプライン+依存関係スケジューリング」の高同時実行コンピューティングシステムにアップグレードします。 このようなパスは、スループットを100倍に向上させるだけでなく、スマートコントラクトアプリケーションの爆発的な増加の重要な前提条件にもなるかもしれません。

実際、Web2 コンピューティング パラダイムでは、シングルスレッド コンピューティングは最新のハードウェア アーキテクチャによって長い間排除され、並列プログラミング、非同期スケジューリング、スレッド プール、マイクロサービスなどの無限の最適化モデルに置き換えられてきました。 ブロックチェーンは、確実性と検証可能性に対する非常に高い要件を持つ、より原始的で保守的なコンピューティングシステムとして、これらの並列コンピューティングのアイデアを十分に活用することができませんでした。 これは制限であり、機会でもあります。 Solana、Sui、Aptos などの新しいチェーンは、アーキテクチャ レベルでの並列処理を導入することで、この探求を最初に開始しました。 MonadやMegaETHなどの新興プロジェクトは、パイプライン実行、楽観的同時実行性、非同期メッセージ駆動型などの深いメカニズムで、オンチェーン並列性をさらに飛躍的に向上させ、最新のオペレーティングシステムにますます近づいている特性を示しています。

並列計算は「パフォーマンス最適化手法」であるだけでなく、ブロックチェーン実行モデルのパラダイムの転換点でもあると言えます。 これは、スマートコントラクトの実行の基本的なパターンに挑戦し、トランザクションのパッケージ化、状態アクセス、呼び出し関係、およびストレージレイアウトの基本ロジックを再定義します。 ロールアップが「トランザクションをオフチェーン実行に移行する」ことであるとすれば、オンチェーン並列処理は「スーパーコンピューティングコアをオンチェーンで構築する」ことであり、その目標は単にスループットを向上させることではなく、将来のWeb3ネイティブアプリケーション(高頻度取引、ゲームエンジン、AIモデル実行、オンチェーンソーシャルネットワーキングなど)に対して真に持続可能なインフラストラクチャサポートを提供することです。

ロールアップトラックが徐々に均質になる傾向にある後、チェーン内並列性は、レイヤー1競争の新しいサイクルで静かに決定的な変数になりつつあります。 パフォーマンスはもはや単に「速い」だけでなく、異種アプリケーションの全世界をサポートできる可能性です。 これは技術的な競争であるだけでなく、パラダイムバトルでもあります。 Web3の世界における次世代のソブリン・エクセキューション・プラットフォームは、このイントラチェーン・パラレル・レスリングから生まれる可能性が高いです。

第二章、スケーリングパラダイムの全景図：五つのルート、それぞれの重点

容量の拡大は、パブリックチェーンテクノロジーの進化において最も重要で持続的、かつ困難なトピックの1つであり、過去10年間でほぼすべての主流テクノロジーパスの出現と進化を生み出しました。 ビットコインのブロックサイズをめぐる戦いから始まり、「チェーンをより速く実行する方法」に関するこの技術競争は、最終的に5つの基本ルートに分割され、それぞれが独自の技術哲学、着陸難易度、リスクモデル、および適用可能なシナリオで、それぞれ異なる角度からボトルネックに切り込みます。

! gWKKeSi6ZBFDEQwDsMiIpivEzVzn7V4B5ZRrMw9M.jpeg

最初のルートは、最も直接的なオンチェーンスケーリングであり、これはブロックサイズの増加、ブロック時間の短縮、またはデータ構造とコンセンサスメカニズムの最適化による処理能力の向上を意味します。 このアプローチは、ビットコインのスケーリングに関する議論の焦点であり、BCHやBSVなどの「ビッグブロック」派閥のフォークを生み出し、EOSやNEOなどの初期の高性能パブリックチェーンの設計アイデアにも影響を与えてきました。 この種のルートの利点は、理解しやすく展開しやすいシングルチェーン一貫性のシンプルさを保持していることですが、集中化リスク、ノード運用コストの上昇、同期の困難さの増加などの体系的な上限に非常に触れやすいため、今日の設計ではもはや主流のコアソリューションではなく、他のメカニズムの補助的なコロケーションになっています。

2 番目のタイプのルートはオフチェーン スケーリングで、ステート チャネルとサイドチェーンで表されます。 このタイプのパスの基本的な考え方は、トランザクションアクティビティのほとんどをオフチェーンに移動し、最終結果のみを最終決済レイヤーとして機能するメインチェーンに書き込むことです。 技術哲学の面では、Web2の非同期アーキテクチャに近いです - 重いトランザクション処理を周辺に残すようにし、メインチェーンは最小限の信頼できる検証を行います。 この考え方は理論的には無限にスケーラブルですが、オフチェーン取引の信託モデル、資金の安全性、相互作用の複雑さにより、その適用は限られています。 たとえば、ライトニングネットワークは財務シナリオの明確な位置付けを持っていますが、エコシステムの規模は爆発的に拡大していません。 ただし、Polygon POSなどの複数のサイドチェーンベースの設計は、スループットが高いだけでなく、メインチェーンのセキュリティの継承が難しいという欠点も露呈しています。

3 番目のタイプのルートは、最も人気があり、広くデプロイされているレイヤー 2 ロールアップ ルートです。 この方法は、メインチェーン自体を直接変更するのではなく、オフチェーン実行とオンチェーン検証のメカニズムを通じてスケーリングします。 Optimistic RollupとZK Rollupには独自の利点があります:前者は実装が速く、互換性が高いですが、チャレンジ期間の遅延と不正防止メカニズムの問題があります。 後者は強力なセキュリティと優れたデータ圧縮機能を備えていますが、開発が複雑でEVM互換性がありません。 ロールアップの種類に関係なく、その本質は、データと検証をメインチェーンに保持しながら、実行力をアウトソーシングして、分散化と高性能の相対的なバランスを実現することです。 Arbitrum、Optimism、zkSync、StarkNetなどのプロジェクトの急速な成長は、このパスの実現可能性を証明していますが、データ可用性(DA)への過度の依存、高コスト、断片化された開発経験などの中期的なボトルネックも露呈しています。

4番目のタイプのルートは、Celestia、Avail、EigenLayerなど、近年登場したモジュラーブロックチェーンアーキテクチャです。 モジュラーパラダイムは、ブロックチェーンのコア機能(実行、コンセンサス、データの可用性、決済)を複数の特殊なチェーンで完全に分離してさまざまな機能を完成させ、それらをクロスチェーンプロトコルでスケーラブルなネットワークに組み合わせることを提唱しています。 この方向性は、オペレーティングシステムのモジュラーアーキテクチャと、システムコンポーネントを柔軟に置き換え、DAなどの特定の領域で効率を大幅に向上させることができるという利点を持つクラウドコンピューティングコンポーザビリティの概念に強く影響されています。 しかし、課題も非常に明白です:モジュールデカップリング後のシステム間の同期、検証、および相互信頼のコストは非常に高く、開発者のエコシステムは非常に断片化されており、中長期的なプロトコル標準とクロスチェーンセキュリティの要件は、従来のチェーン設計の要件よりもはるかに高くなっています。 本質的に、このモデルはもはや「チェーン」を構築するのではなく、「チェーンネットワーク」を構築し、アーキテクチャ全体の理解と運用および保守に前例のないしきい値を提示します。

この論文の後続の分析の焦点である最後のタイプのルートは、チェーン内並列計算最適化パスです。 構造レベルから「水平分割」をメインに行う最初の4種類の「水平分割」とは異なり、並列計算は「垂直アップグレード」、つまり実行エンジンのアーキテクチャを1つのチェーン内で変更することでアトミックトランザクションの同時処理を実現することを重視しています。 これには、VM スケジューリング ロジックを書き換え、トランザクション依存関係分析、状態競合予測、並列処理制御、非同期呼び出しなど、最新のコンピューター システム スケジューリング メカニズムの完全なセットを導入する必要があります。 Solanaは、並列VMの概念をチェーンレベルのシステムに実装した最初のプロジェクトであり、アカウントモデルに基づくトランザクション競合判定によるマルチコア並列実行を実現します。 Monad、Sei、Fuel、MegaETHなどの新世代のプロジェクトは、パイプライン実行、楽観的同時実行性、ストレージパーティショニング、並列デカップリングなどの最先端のアイデアをさらに導入して、最新のCPUと同様の高性能実行コアを構築しようとしています。 この方向性の主な利点は、スループット制限のブレークスルーを達成するためにマルチチェーンアーキテクチャに依存する必要がないこと、同時に、AIエージェント、大規模チェーンゲーム、高頻度デリバティブなどの将来のアプリケーションシナリオの重要な技術的前提条件である複雑なスマートコントラクトの実行に十分なコンピューティングの柔軟性を提供することです。

上記の5種類のスケーリングパスを見ると、その背後にある分割は、実際にはブロックチェーンのパフォーマンス、構成可能性、セキュリティ、および開発の複雑さの間の体系的なトレードオフです。 ロールアップはコンセンサスアウトソーシングと安全な継承に強く、モジュール性は構造的な柔軟性とコンポーネントの再利用を強調し、オフチェーンスケーリングはメインチェーンのボトルネックを突破しようとしますが、信頼コストは高く、チェーン内並列処理は実行レイヤーの基本的なアップグレードに焦点を当て、チェーンの一貫性を損なうことなく最新の分散システムのパフォーマンス限界に近づこうとしています。 それぞれの道筋がすべての問題を解決することは不可能ですが、これらの方向性が一緒になってWeb3コンピューティングのパラダイムアップグレードのパノラマを形成し、開発者、アーキテクト、投資家に非常に豊富な戦略的オプションを提供します。

歴史的にオペレーティングシステムがシングルコアからマルチコアに移行し、データベースがシーケンシャルインデックスから同時トランザクションに進化したように、Web3の拡大は最終的に高度な並列実行の時代に移行するでしょう。 この時代では、パフォーマンスはもはや単なるチェーンスピードレースではなく、基礎となる設計哲学、アーキテクチャの理解の深さ、ソフトウェアとハードウェアのコラボレーション、およびシステム制御を包括的に具現化しています。 チェーン内並列処理は、この長期戦争の究極の戦場になるかもしれません。

三、並行計算分類図譜：アカウントから命令への五つの道

ブロックチェーンスケーリングテクノロジーの継続的な進化の文脈では、並列コンピューティングは徐々にパフォーマンスのブレークスルーの中核的な道となっています。 構造層、ネットワーク層、またはデータ可用性層の水平デカップリングとは異なり、並列コンピューティングは実行層での深いマイニングであり、ブロックチェーンの運用効率の最も低いロジックに関連し、高い同時実行性とマルチタイプの複雑なトランザクションに直面したブロックチェーンシステムの応答速度と処理能力を決定します。 実行モデルから始めて、この技術系譜の開発をレビューすると、並列コンピューティングの明確な分類マップを整理できます。これは、アカウントレベルの並列処理、オブジェクトレベルの並列処理、トランザクションレベルの並列処理、仮想マシンレベルの並列処理、および命令レベルの並列処理の5つの技術パスに大まかに分けることができます。 これらの 5 種類のパス (粗粒度から細粒度まで) は、並列ロジックの継続的な精緻化プロセスであるだけでなく、システムの複雑さとスケジューリングの難易度が増すパスでもあります。

! ymDdJOgxNJpF3CHw4pG2f3dKrLmjctVWnJuIrXkb.jpeg

アカウントレベルの並列処理の最も初期の発生は、Solana で表されるパラダイムです。 このモデルは、アカウント状態のデカップリング設計に基づいており、トランザクションに関連するアカウントのセットの静的分析を通じて、競合する関係があるかどうかを判断します。 2つのトランザクションによってアクセスされるアカウントのセットが互いに重複していない場合、それらは複数のコアで同時に実行できます。 このメカニズムは、明確な入力と出力を持つ適切に構造化されたトランザクション、特にDeFiなどの予測可能なパスを持つプログラムを処理するのに理想的です。 しかし、その自然な仮定は、アカウントアクセスが予測可能であり、状態依存性を静的に推測できるというものであるため、複雑なスマートコントラクト(チェーンゲームやAIエージェントなどの動的な動作など)に直面した場合、保守的な実行や並列処理の減少になりがちです。 さらに、口座間の相互依存性により、特定の高頻度取引シナリオではパラレルリターンが大幅に弱まります。 Solanaのランタイムはこの点で高度に最適化されていますが、その主要なスケジューリング戦略は依然としてアカウントの粒度によって制限されています。

アカウントモデルに基づいてさらに改良し、オブジェクトレベルの並列処理の技術レベルに入ります。 オブジェクトレベルの並列処理では、リソースとモジュールの意味的な抽象化が導入され、よりきめ細かな「状態オブジェクト」の単位での同時スケジューリングが行われます。 Aptos と Sui は、この方向で重要な探索者であり、特に後者は、Move 言語の線形型システムを通じてコンパイル時のリソースの所有権と可変性を定義し、ランタイムがリソースアクセスの競合を正確に制御できるようにします。 アカウント レベルの並列処理と比較すると、この方法は汎用性と拡張性が高く、より複雑な状態の読み取りおよび書き込みロジックをカバーでき、ゲーム、ソーシャル ネットワーキング、AI などの異種性の高いシナリオに自然に対応できます。 ただし、オブジェクトレベルの並列処理は、言語のしきい値が高く、開発の複雑さももたらし、MoveはSolidityの直接の代替品ではなく、エコロジカルスイッチングの高コストが並列パラダイムの普及を制限します。

さらなるトランザクションレベルの並列性は、Monad、Sei、Fuelに代表される新世代の高性能チェーンが探求する方向性です。 パスは、状態やアカウントを並列処理の最小単位として扱うのではなく、トランザクション自体全体に関する依存関係グラフを構築します。 トランザクションを操作のアトミック単位として扱い、静的または動的分析を通じてトランザクション グラフ (トランザクション DAG) を構築し、同時フロー実行のためにスケジューラに依存します。 この設計により、システムは、基になる状態構造を完全に理解することなく、マイニングの並列性を最大化できます。 Monad は特に目を引くもので、オプティミスティック同時実行制御 (OCC)、並列パイプラインスケジューリング、アウトオブオーダー実行などの最新のデータベースエンジンテクノロジーを組み合わせて、チェーン実行を「GPU スケジューラ」パラダイムに近づけます。 実際には、このメカニズムには非常に複雑な依存関係マネージャーと競合検出器が必要であり、スケジューラ自体もボトルネックになる可能性がありますが、その潜在的なスループット容量はアカウントモデルやオブジェクトモデルのスループット容量よりもはるかに高く、現在の並列コンピューティングトラックで最も理論的な力となっています。

一方、仮想マシン レベルの並列処理は、同時実行機能を VM の基になる命令スケジューリング ロジックに直接組み込み、EVM シーケンス実行の固有の制限を完全に打ち破ることを目指しています。 イーサリアムエコシステム内の「スーパー仮想マシン実験」として、MegaETHはスマートコントラクトコードのマルチスレッド同時実行をサポートするようにEVMを再設計しようとしています。 基になるレイヤーを使用すると、セグメント化された実行、状態のセグメント化、非同期呼び出しなどのメカニズムを通じて、各コントラクトをさまざまな実行コンテキストで独立して実行でき、並列同期レイヤーの助けを借りて最終的な一貫性を確保できます。 このアプローチの最も難しい部分は、既存のEVM動作セマンティクスと完全に互換性があり、同時にSolidityエコシステムを並列フレームワークにスムーズに移行するために、実行環境全体とガスメカニズムを変換する必要があることです。 課題は、テクノロジースタックの深さだけでなく、イーサリアムのL1政治構造に対する重要なプロトコル変更を受け入れることです。 しかし、成功すれば、MegaETHはEVM空間における「マルチコアプロセッサ革命」になることを約束します。

最後の種類のパスは命令レベルの並列処理で、これは最もきめ細かく、技術的なしきい値が最も高いです。 このアイデアは、最新のCPU設計におけるアウトオブオーダー実行パイプラインと命令パイプラインから派生しています。 このパラダイムは、すべてのスマートコントラクトが最終的にバイトコード命令にコンパイルされるため、CPUがx86命令セットを実行するのと同じ方法で各操作をスケジュールおよび再配置することが完全に可能であると主張しています。 Fuelチームは当初、FuelVMに命令レベルの並べ替え可能な実行モデルを導入しましたが、長期的には、ブロックチェーン実行エンジンが命令依存の予測実行と動的な再配置を実現すれば、その並列性は理論上の限界に達するでしょう。 このアプローチは、ブロックチェーンとハードウェアの共同設計をまったく新しいレベルに引き上げ、チェーンを単なる「分散型台帳」ではなく、真の「分散型コンピューター」にする可能性さえあります。 もちろん、この道筋はまだ理論的および実験的な段階にあり、関連するスケジューラとセキュリティ検証メカニズムはまだ成熟していませんが、並列コンピューティングの未来の最終的な境界を示しています。

要約すると、アカウント、オブジェクト、トランザクション、VM、および命令の5つのパスは、静的データ構造から動的スケジューリングメカニズムまで、状態アクセス予測から命令レベルの再配置まで、チェーン内並列コンピューティングの開発スペクトルを構成し、並列テクノロジーの各ステップは、システムの複雑さと開発しきい値の大幅な増加を意味します。 しかし同時に、従来のフルシーケンスのコンセンサス台帳から、高性能で予測可能でディスパッチ可能な分散型実行環境へのブロックチェーンコンピューティングモデルのパラダイムシフトも示しています。 これは、Web2クラウドコンピューティングの効率性に追いつくだけでなく、「ブロックチェーンコンピュータ」の究極の形についての深い概念でもあります。 また、異なるパブリックチェーンの並列パスを選択することで、将来のアプリケーションエコシステムのベアラーリミットや、AIエージェント、チェーンゲーム、オンチェーン高頻度取引などのシナリオにおけるコアコンピタンスも決まります。

4. 2つのメイントラックの深い理解:Monad vs MegaETH

並列コンピューティングの進化の複数の道筋の中で、現在の市場で最も焦点を当て、最も声を上げ、最も完全な物語を持つ2つの主要な技術ルートは、間違いなくMonadに代表される「ゼロから並列コンピューティングチェーンを構築する」とMegaETHに代表される「EVM内の並列革命」です。 これら2つは、現在の暗号プリミティブエンジニアにとって最も集中的な研究開発の方向性であるだけでなく、現在のWeb3コンピューターのパフォーマンス競争における最も決定的な極性記号でもあります。 両者の違いは、技術アーキテクチャの出発点とスタイルだけでなく、それらが提供する生態学的オブジェクト、移行コスト、実行哲学、およびその背後にある将来の戦略的道筋にもあります。 それらは、「再構築主義」と「互換性主義」の間の並行したパラダイム競争を表しており、高性能チェーンの最終形態に対する市場の想像力に大きな影響を与えました。

根っからの「計算原理主義者」であるMonadの設計哲学は、既存のEVMと互換性を持つように設計されているのではなく、最新のデータベースや高性能なマルチコアシステムからインスピレーションを得て、ブロックチェーン実行エンジンの内部での動作方法を再定義することを目的としています。 そのコアテクノロジーシステムは、Optimistic Concurrency Control、Transaction DAG Scheduling、Out-of-Order Execution、Pipelined Executionなどのデータベース分野の成熟したメカニズムに依存しており、チェーンのトランザクション処理パフォーマンスを数百万TPSのオーダーに向上させることを目指しています。 Monad アーキテクチャでは、トランザクションの実行と順序付けは完全に分離されており、システムは最初にトランザクション依存関係グラフを作成し、次にそれを並列実行のためにスケジューラに渡します。 すべてのトランザクションは、読み取りと書き込みの明示的なセットと状態のスナップショットを持つトランザクションのアトミックな単位として扱われ、スケジューラは依存関係グラフに基づいて楽観的に実行され、競合が発生するとロールバックして再実行されます。 このメカニズムは、技術的な実装の点では非常に複雑であり、最新のデータベーストランザクションマネージャーと同様の実行スタックの構築と、最終状態コミットのレイテンシーを圧縮するためのマルチレベルキャッシング、プリフェッチ、並列検証などのメカニズムの導入が必要ですが、理論的には、現在のチェーンでは想像できない高さまでスループット制限を押し上げることができます。

さらに重要なことは、MonadがEVMとの相互運用性をあきらめていないことです。 「Solidity-Compatible Intermediate Language」と同様の中間レイヤーを通じて、開発者がSolidity構文でコントラクトを書くのをサポートすると同時に、実行エンジンでの中間言語の最適化と並列化スケジューリングを行います。 この「表面互換性とボトムリファクタリング」という設計戦略は、イーサリアムのエコロジカルな開発者にとっての親しみやすさを維持するだけでなく、根底にある実行可能性を最大限に解放するもので、「EVMを飲み込んでから分解する」という典型的な技術戦略です。 これはまた、Monadがローンチされると、極端なパフォーマンスを持つソブリンチェーンになるだけでなく、レイヤー2ロールアップネットワークの理想的な実行レイヤーになり、長期的には他のチェーン実行モジュールの「プラグ可能な高性能コア」にもなることを意味します。 この観点から、Monadは技術的なルートであるだけでなく、実行レイヤーの「モジュール化-パフォーマンス-再利用性」を提唱するシステム主権設計の新しいロジックであり、チェーン間協調コンピューティングの新しい標準を作成します。

Monadの「新しい世界ビルダー」のスタンスとは異なり、MegaETHは全く逆のタイプのプロジェクトであり、既存のイーサリアムの世界からスタートし、最小限の変更コストで実行効率の大幅な向上を達成することを選択します。 MegaETHは、EVMの仕様を覆すのではなく、既存のEVMの実行エンジンに並列計算の力を組み込んで、「マルチコアEVM」の将来のバージョンを作成することを目指しています。 その根拠は、スレッドレベルの分離、コントラクトレベルの非同期実行、状態アクセスの競合検出などの機能を持つ現在のEVM命令実行モデルを完全にリファクタリングし、複数のスマートコントラクトを同じブロック内で同時に実行し、最終的には状態変更をマージできるようにすることにあります。 このモデルでは、開発者は、新しい言語やツールチェーンを使用して、既存のSolidityコントラクトを変更せずに、MegaETHチェーンにデプロイされた同じコントラクトから大幅なパフォーマンス向上を達成する必要があります。 この「保守革命」の道筋は、特にイーサリアムL2エコシステムにとって非常に魅力的で、構文を移行することなく痛みのないパフォーマンスアップグレードへの理想的な道筋を提供します。

MegaETHの中核となるブレークスルーは、VMマルチスレッドスケジューリングメカニズムにあります。 従来の EVM は、スタック化されたシングルスレッド実行モデルを使用しており、各命令は線形に実行され、状態の更新は同期的に行われる必要があります。 MegaETHはこのパターンを破り、「同時EVMコンテキスト」の同時実行を実現するために、非同期コールスタックと実行コンテキスト分離メカニズムを導入します。 各コントラクトは、個別のスレッドで独自のロジックを呼び出すことができ、状態が最終的に送信されると、すべてのスレッドが Parallel Commit Layer を通じて状態を均一に検出して収束します。 このメカニズムは、最新のブラウザーのJavaScriptマルチスレッドモデル(Web Workers + Shared Memory + Lock-Free Data)と非常によく似ており、メインスレッドの動作の決定性を保持し、バックグラウンドで非同期の高性能スケジューリングメカニズムを導入します。 実際には、この設計はブロックビルダーやサーチャーにとっても非常に使いやすく、並列戦略に従ってMempoolのソートとMEVキャプチャパスを最適化し、実行レイヤーで経済的利点の閉ループを形成できます。

さらに、MegaETHはイーサリアムのエコシステムに深く結びつくことを選択しており、将来的にはOptimism、Base、Arbitrum OrbitチェーンなどのEVM L2 Rollupネットワークが主な場所となる可能性があります。 一度大規模に採用されると、コントラクトセマンティクス、ステートモデル、ガスロジック、呼び出し方法などを変更することなく、既存のイーサリアム技術スタックの上で約100倍のパフォーマンス向上を達成できるため、EVM保守派にとって魅力的な技術アップグレードの方向性となっています。 MegaETHのパラダイムは、あなたがまだイーサリアムで何かをしている限り、私はあなたのコンピューティングパフォーマンスを急上昇させます。 リアリズムとエンジニアリングの観点からは、Monadよりも実装が容易で、主流のDeFiおよびNFTプロジェクトの反復的な道筋と一致しているため、短期的にはエコロジカルサポートの候補になります。

ある意味で、MonadとMegaETHの2つのルートは、並列テクノロジーパスの2つの実装であるだけでなく、ブロックチェーン開発ルートにおける「リファクタリング」と「互換性」の間の古典的な対立でもあります。 後者は漸進的な最適化を追求し、既存の生態学的制約を尊重しながら従来のシステムを限界まで押し上げ、それによって移行コストを最小限に抑えます。 この 2 つの間に絶対的な利点や欠点はありませんが、異なる開発者グループと生態学的ビジョンに役立ちます。 Monad は、新しいシステムをゼロから構築したり、極端なスループットを追求するチェーンゲーム、AI エージェント、モジュール式の実行チェーンなどに適しています。 一方、MegaETHは、最小限の開発変更でパフォーマンスのアップグレードを実現したいL2プロジェクト、DeFiプロジェクト、およびインフラストラクチャプロトコルにより適しています。

それらは、新しい線路を走る高速列車のようなもので、線路、電力網から車体まで再定義され、前例のないスピードと体験を実現するためです。 別の例として、既存の高速道路にタービンを設置し、車線のスケジューリングとエンジン構造を改善し、車両が慣れ親しんだ道路網を離れることなくより速く走れるようにしています。 モジュラーブロックチェーンアーキテクチャの次のフェーズでは、MonadはRollupsの「Execution-as-a-Service」モジュールになる可能性があり、MegaETHは主流のL2のパフォーマンス加速プラグインになる可能性があります。 この2つは最終的に収束し、将来のWeb3の世界で高性能分散実行エンジンの2つの翼の共鳴を形成する可能性があります。

5 並列コンピューティングの将来の可能性と課題

並列コンピューティングが紙ベースの設計からオンチェーン実装に移行するにつれて、それが解き放つ可能性はより具体的で測定可能になっています。 一方では、新しい開発パラダイムとビジネスモデルが「オンチェーンの高性能」を再定義し始めているのを目の当たりにしています:より複雑なチェーンゲームロジック、より現実的なAIエージェントのライフサイクル、よりリアルタイムのデータ交換プロトコル、より没入型のインタラクティブ体験、さらにはオンチェーンのコラボレーションスーパーアプリオペレーティングシステムまでもが、「それができるかどうか」から「どれだけうまくできるか」に変化しています。 一方、並列コンピューティングへの移行を本当に推進するのは、システムパフォーマンスの線形改善だけでなく、開発者の認知境界の構造変化と生態学的移行コストでもあります。 イーサリアムによるチューリング完全契約メカニズムの導入がDeFi、NFT、DAOの多次元爆発を生んだように、並列コンピューティングによってもたらされた「状態と命令の間の非同期再構築」もまた、新しいオンチェーンの世界モデルを生み出しており、これは実行効率の革命であるだけでなく、製品構造の核分裂革新の温床でもあります。

! DOJfWkUvdgXyrZl6ZRNhsiGukJExCYzDIvn6DNC3.jpeg

まず、機会という観点から見ると、最も直接的なメリットは「適用上限の引き上げ」です。 現在のDeFi、ゲーム、ソーシャルアプリケーションのほとんどは、州のボトルネック、ガスコスト、レイテンシーによって制限されており、チェーン上で高頻度のインタラクションを大規模に行うことはできません。 チェーンゲームを例にとると、従来のEVMの線形実行では毎秒数十回の状態変化のブロードキャスト確認をサポートできないため、リアルモーションフィードバック、高周波動作同期、リアルタイム戦闘ロジックを備えたGameFiはほとんど存在しません。 並列コンピューティングのサポートにより、トランザクションDAGやコントラクトレベルの非同期コンテキストなどのメカニズムを通じて、高同時実行チェーンを構築でき、スナップショットの一貫性を通じて決定論的な実行結果を保証できるようになり、「オンチェーンゲームエンジン」の構造的なブレークスルーを達成できます。 同様に、AIエージェントのデプロイと運用も並列コンピューティングによって大幅に改善されます。 これまでは、AI Agentをオフチェーンで実行し、その行動結果をオンチェーンコントラクトにアップロードするだけに傾向がありましたが、将来的には、オンチェーンは並列トランザクションスケジューリングを通じて複数のAIエンティティ間の非同期コラボレーションと状態共有をサポートできるようになり、Agent On-Chainのリアルタイム自律ロジックを真に実現することができます。 並列コンピューティングは、この「行動駆動型コントラクト」のインフラストラクチャとなり、Web3を「資産としてのトランザクション」から「エージェントとしてのインタラクション」の新しい世界へと推進します。

次に、開発者ツールチェーンと仮想マシン抽象化レイヤーも、並列化により構造的に再形成されました。 従来のSolidityの開発パラダイムは、開発者がロジックをシングルスレッドの状態変更として設計することに慣れているシリアル思考モデルに基づいていますが、並列コンピューティングアーキテクチャでは、開発者は読み取り/書き込みセットの競合、状態分離ポリシー、トランザクションの原子性について考えることを余儀なくされ、さらにはメッセージキューや状態パイプラインに基づくアーキテクチャパターンを導入することさえあります。 この認知構造の飛躍は、新世代のツールチェーンの急速な台頭も生み出しました。 たとえば、トランザクション依存関係の宣言をサポートする並列スマートコントラクトフレームワーク、IRベースの最適化コンパイラ、トランザクションスナップショットシミュレーションをサポートするコンカレントデバッガはすべて、新しいサイクルでのインフラストラクチャの爆発的な増加の温床になります。 同時に、モジュラーブロックチェーンの継続的な進化は、並列コンピューティングの優れた着陸経路ももたらしました:Monadは実行モジュールとしてL2 Rollupに挿入でき、MegaETHはメインストリームチェーンのEVM代替品としてデプロイでき、Celestiaはデータ可用性レイヤーのサポートを提供し、EigenLayerは分散型バリデータネットワークを提供し、基礎となるデータから実行ロジックまでの高性能な統合アーキテクチャを形成します。

しかし、並列コンピューティングの進歩は容易な道のりではなく、課題は機会よりもさらに構造的で困難です。 一方では、主要な技術的困難は、「状態の同時実行性の一貫性保証」と「トランザクション競合処理戦略」にあります。 オフチェーンデータベースとは異なり、オンチェーンでは任意の程度のトランザクションロールバックや状態の撤回を許容することはできず、実行の競合は事前にモデル化するか、イベント中に正確に制御する必要があります。 これは、並列スケジューラが強力な依存関係グラフの構築と競合予測機能を備えている必要があり、同時に、効率的な楽観的実行フォールトトレランスメカニズムを設計する必要があることを意味します。そうしないと、システムは高負荷下で「同時障害再試行ストーム」が発生しやすくなり、増加するだけでなく減少し、チェーンの不安定性さえも引き起こします。 さらに、スレッド間の状態分離メカニズムの精度、非同期コンテキストでの再入攻撃の新たな利用、クロススレッドコントラクト呼び出しのガス爆発など、マルチスレッド実行環境の現在のセキュリティモデルはまだ完全には確立されていません。これらはすべて解決する必要がある新しい問題です。

より陰湿な課題は、生態学的および心理的側面から生じます。 開発者が新しいパラダイムに移行する意思があるかどうか、並列モデルの設計手法を習得できるかどうか、パフォーマンス上の利点のために可読性とコントラクト監査性をある程度放棄する意思があるかどうかが、並列コンピューティングが生態学的ポテンシャルエネルギーを形成できるかどうかを判断するための鍵となります。 ここ数年、NEARやAvalanche、さらにはEVMよりもはるかに優れたパフォーマンスを発揮するCosmos SDKチェーンなど、優れたパフォーマンスを発揮しながらも開発者のサポートが不足しているチェーンが数多く見られ、その経験から、開発者がいなければエコシステムは存在しないことを思い出させてくれます。 エコロジーがなければ、どんなにパフォーマンスが良くても、それは空中の城にすぎません。 したがって、並列コンピューティングプロジェクトは、最強のエンジンを作成するだけでなく、最も穏やかな生態学的移行パスを作成する必要があり、「パフォーマンスは認知しきい値である」のではなく、「パフォーマンスはすぐに使用できる」ようにします。

結局のところ、並列コンピューティングの未来は、システム・エンジニアリングの勝利であると同時に、エコ・デザインの試練でもあります。 それは私たちに「チェーンの本質は何か」を再検討することを余儀なくされます:それは分散型の決済マシンですか、それともグローバルに分散したリアルタイムの国家オーケストレーターですか? 後者の場合、以前は「チェーンの技術的な詳細」と見なされていた状態スループット、トランザクションの同時実行性、およびコントラクトの応答性の能力が、最終的にはチェーンの価値を定義する主要な指標になります。 この移行を真に完了する並列コンピューティングパラダイムは、この新しいサイクルで最もコアで複合的なインフラストラクチャプリミティブにもなり、その影響は技術モジュールをはるかに超え、Web3の全体的なコンピューティングパラダイムのターニングポイントを構成する可能性があります。

六、結論：並行計算は Web3 ネイティブの拡張に最適な道ですか？

Web3パフォーマンスの境界を探るすべての道筋の中で、並列コンピューティングは実装が最も簡単ではありませんが、ブロックチェーンの本質に最も近いものかもしれません。 オフチェーンに移行したり、スループットと引き換えに分散化を犠牲にしたりするのではなく、トランザクション層、コントラクト層、仮想マシン層からパフォーマンスのボトルネックの根源まで、チェーンの原子性と決定性で実行モデル自体を再構築しようとします。 この「ネイティブ・トゥ・ザ・チェーン」のスケーリング方法は、ブロックチェーンのコアトラストモデルを保持するだけでなく、将来のより複雑なオンチェーンアプリケーションのために持続可能なパフォーマンス土壌を確保します。 その難しさは構造にあり、その魅力は構造にあります。 モジュラー再構成が「チェーンのアーキテクチャ」であるならば、並列コンピューティングの再構築は「チェーンの魂」です。 これは通関手続きへの近道ではないかもしれませんが、Web3の長期的な進化において、唯一の持続可能でポジティブな解決策となる可能性が高いです。 私たちは、シングルコアCPUからマルチコア/スレッドOSへの同様のアーキテクチャの移行を目の当たりにしており、Web3ネイティブオペレーティングシステムの出現は、これらのインチェーン並列実験に隠れている可能性があります。