MonadとのL1の位置付けの違いに対し、MegaETHはEVM互換のモジュール化された高性能並列実行層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、Ethereum上の実行強化層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。そのコア設計目標は、アカウントロジック、実行環境、状態を隔離して独立してスケジュール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およびモジュール化同期メカニズムであり、これらが相まって「チェーン内スレッド化」を目指す並列実行システムを構築します。
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ブロックチェーンの「不可能な三角形」、「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おり、すなわち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ことを示しています。「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、パラダイムに応じて分類されます。
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網羅し、「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となっています。本記事では、並列計算を主流としたスケーリング手法に重点を置いて紹介します。
チェーン内の並列計算 (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。並列メカニズムによって分類すると、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の追求、開発モデル、アーキテクチャの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や実装の難易度も高くなります。
外部チェーンの非同期並列モデルは、Actorエージェントシステムを代表とし、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、非同期メッセージとイベント駆動の並列方式で、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。
そして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メカニズムに属し、チェーン内の並行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」ことによってスケーリングを実現し、単一のブロック / 仮想マシン内部の並行度を向上させるのではありません。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、私たちは依然としてアーキテクチャの理念の類似性を比較するためにそれを使用します。
二、EVMシステムの並列強化チェーン:互換性の中で性能の限界を突破する
イーサリアムのシリアル処理アーキテクチャは、現在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は今もなお、最も多くの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す。したがって、EVM系列の並列強化チェーンは、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経路として、新たな拡張進化の重要な方向になりつつあります。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並列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、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を行い、実行層で楽観的並行を実現しています。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。
パイプライン化: 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によって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、ブロックを超えた並行処理を実現し、最終的にはスループットを向上させ、レイテンシを低下させる効果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、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
従来のブロックチェーンでは、取引の合意と実行が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、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。ブロック時間と確認遅延を大幅に削減し、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ています。
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トランザクション実行に厳格な直列モデルを採用し、状態の競合を避けています。一方、Monadは「楽観的並列実行」戦略を採用し、トランザクション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、実行プロセス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性を実現します。これは性能向上版のEthereumのようで、成熟度が高くEVMエコシステムの移行が容易であり、EVMの世界の並行加速器です。
MegaETHの並列計算メカニズムの解析
MonadとのL1の位置付けの違いに対し、MegaETHはEVM互換のモジュール化された高性能並列実行層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、Ethereum上の実行強化層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。そのコア設計目標は、アカウントロジック、実行環境、状態を隔離して独立してスケジュール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およびモジュール化同期メカニズムであり、これらが相まって「チェーン内スレッド化」を目指す並列実行システムを構築します。
マイクロVMアーキテクチャ:アカウントはスレッドである
MegaETHは「各アカウントに1つのミニ仮想マシン」の実行モデルを導入し、実行環境を「スレッド化」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・独立してストレージを持ち、自然に並列性を持っています。
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、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カル順序に従って直列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、並行実行プロセス中の状態の一貫性と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、Actor Modelに似た非同期メッセージ伝達の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の逐次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あり、コントラクトA -\u003e B -\u003e Cを呼び出す際には、各呼び出しが非同期化され、ブロックして待つ必要はありません; 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; トランザクション処理=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。
要するに、MegaETHは従来のEVM単一スレッド状態マシンモデルを打破し、アカウント単位でマイクロバーチャルマシンをカプセル化し、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呼び出しスタックを置き換えています。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:アカウントと契約を完全に独立したVMとして抽象化し、非同期実行スケジューリングを通じて極限の並列の可能性を解放します。理論的には、MegaETHの並列上限はより高いですが、複雑さを制御するのはさらに難しく、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に近いです。
MonadとMegaETHの両者の設計理念は、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を作り、それぞれのサブチェーンが部分的な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行います。一方、MonadとMegaETHは単一チェーンの完全性を保持し、実行層で横に拡張し、単一チェーン内部で極限的な並行実行の最適化を突破して性能を向上させます。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、チェーン内のTPSを向上させることを核心目標として、スループット最適化の道に集中しています。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はモジュラーでフルスタックのL1ブロックチェーンネットワークとして、コア並列計算メカニズムを「Rollup Mesh」と呼んでいます。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の協調作業を通じて、多くの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:
全ライフサイクル非同期パイプライン処理: Pharosは取引の各段階をデカップリングし、非同期処理方式を採用することで、各段階が独立して並行に行われるようにし、全体の処理効率を向上させます。
二つの仮想マシンの並行実行: Pharos は EVM と WASM の二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。この二重 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。
特殊処理ネットワーク: SPNs は Pharos アーキテクチャの重要なコンポーネントであり、特定のタイプのタスクやアプリケーションを処理するためのモジュール式サブネットワークに似ています。SPNs を通じて、Pharos はリソースの動的配分とタスクの並列処理を実現し、システムの拡張性と性能をさらに強化します。
モジュール化されたコンセンサスと再ステーキングメカニズム: Pharosは柔軟なコンセンサス機構を導入し、複数のコンセンサスモデルをサポートし、再ステーキングプロトコルを通じてメインネットとSPN間の安全な共有とリソース統合を実現します。
さらに、PharosはマルチバージョンMerkle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ダウンリンク技術を通じて、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パフォーマンスストレージエンジンPharos Storeを発表しました。これにより、高スループット、低遅延、強力な検証可能性を備えたオンチェーン処理能力を実現しました。
全体的に見て、PharosのRollup Meshアーキテクチャはモジュール化設計と非同期処理メカニズムを通じて高性能の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、「チェーン内並列」の実行最適化者ではなく、SPNを介して異種カスタム実行タスクを担っています。
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