# Web3並行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：拡張は永遠の命題であり、並行は究極の戦場です。ブロックチェーンシステムは誕生以来、拡張性という核心的な問題に直面しています。ビットコインとイーサリアムの1秒あたりの取引数（TPS）は、従来のWeb2システムと比較して依然として低いです。これは単にサーバーを増やすことで解決できるものではなく、ブロックチェーンの基盤設計における「分散化、安全性、拡張性」の三つの難題に制約されています。過去十年で、私たちはさまざまなスケーリングの試みを目撃してきました。ビットコインのスケーリング競争からイーサリアムのシャーディング、ステートチャネルからRollupやモジュラー ブロックチェーンまで。Rollupは現在の主流のスケーリングソリューションとして、TPSの大幅な向上を実現しました。しかし、それはブロックチェーンの基盤である「単一チェーン性能」の真の限界には触れておらず、特に実行レイヤーにおいては、依然としてチェーン内の直列計算という古いパラダイムに制約されています。チェーン内並行計算が徐々に業界の視野に入ってきています。それは単一チェーンの原子性を保持しつつ、実行エンジンを徹底的に再構築し、ブロックチェーンを「逐条取引の直列実行」から「マルチスレッド+パイプライン+依存スケジューリング」の高い同時実行システムへとアップグレードしようとしています。これにより、数百倍のスループット向上が実現される可能性があるだけでなく、スマートコントラクトアプリケーションの爆発的な成長の重要な前提条件となるかもしれません。Solana、Sui、Aptosなどの新しいチェーンは、アーキテクチャのレベルで並行性を導入しています。一方、Monad、MegaETHなどのプロジェクトは、チェーン内並行処理をパイプライン実行、楽観的並行処理、非同期メッセージ駆動などの深層メカニズムの突破にさらに進め、現代のオペレーティングシステムにますます近づく特性を示しています。並行計算は単なる「パフォーマンス最適化手段」ではなく、ブロックチェーンの実行モデルのパラダイムシフトの転換点であると言える。それはスマートコントラクトの実行の基本的なモデルに挑戦し、取引のパッケージ化、状態アクセス、呼び出し関係、ストレージレイアウトの基本的なロジックを再定義する。もしRollupが「取引をチェーン外で実行する」ことを意味するなら、チェーン内の並行処理は「チェーン上にスーパーコンピュータのコアを構築する」ことであり、その目標は未来のWeb3ネイティブアプリケーションに真に持続可能なインフラを提供することである。Rollupレースが同質化に向かう中、チェーン内の並行処理が新たな周期のLayer1競争の決定的な変数となりつつある。Web3の世界における次世代の主権実行プラットフォームは、このチェーン内並行処理の激闘から生まれる可能性が高い。## 二、拡張パラダイム全景図：五つのルート、それぞれの重点拡張はパブリックチェーン技術の進化において最も重要で持続的、かつ難解なテーマの一つであり、過去10年間にほぼすべての主流技術パスの出現と進化を促してきました。ビットコインのブロックサイズ争いから始まった「チェーンをより速く走らせる方法」という技術競争は、最終的に5つの基本的なルートに分化しました。それぞれのルートは異なる角度からボトルネックにアプローチしており、各自の技術哲学、実現難易度、リスクモデル、適用シーンを持っています。第一類ルートは最も直接的なチェーン上拡張であり、代表的な手法としてはブロックサイズの増加、ブロック生成時間の短縮、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が含まれます。この方法はビットコインの拡張争いで焦点となり、BCHやBSVなどの「大ブロック」派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思想にも影響を与えました。このようなルートは単一チェーンの整合性のシンプルさを保持し、理解と展開が容易ですが、中央集権的リスク、ノード運用コストの上昇、同期の難易度の増加などのシステム的な上限に直面しやすいため、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組み合わせとなっています。第二のルートはオンチェーンの拡張で、代表的なものはステートチャンネルとサイドチェーンです。この道筋の基本的な考え方は、大部分の取引活動をオンチェーンからオフチェーンに移し、最終結果のみをメインチェーンに書き込むというものです。メインチェーンは最終的な決済層として機能します。技術的な哲学としては、Web2の非同期アーキテクチャの考え方に近いです。この考え方は理論的には無限にスケールすることができますが、オフチェーン取引の信頼モデル、資金の安全性、インタラクションの複雑性などの問題があるため、応用が制限されています。典型的な例としては、Lightning Networkは明確な金融シナリオの位置付けがありますが、エコシステムの規模は常に爆発的な成長を遂げていません。一方で、Polygon POSのような複数のサイドチェーンベースの設計は、高いスループットを持ちながらも、メインチェーンの安全性を引き継ぐのが難しいという欠点を露呈しています。第三類ルートは、現在最も人気があり、広く展開されているLayer2 Rollupルートです。この方法は、主チェーン自体を直接変更するのではなく、チェーン外実行とチェーン上検証のメカニズムを通じてスケーラビリティを実現します。Optimistic RollupとZK Rollupはそれぞれの利点があります：前者は速く、高い互換性を実現しますが、チャレンジ期間の遅延と詐欺証明メカニズムの問題があります；後者はセキュリティが強く、データ圧縮能力が高いですが、開発が複雑で、EVM互換性が不足しています。どちらのタイプのRollupであっても、その本質は実行権をアウトソーシングし、データと検証を主チェーン上に保持し、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成長はこのルートの実行可能性を証明していますが、同時にデータ可用性への依存が強すぎること、費用が依然として高いこと、開発体験の断絶などの中期的なボトルネックも明らかにしています。第四类ルートは最近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、Celestia、Avail、EigenLayerなどが代表です。モジュラーのパラダイムは、ブロックチェーンのコア機能をデカップリングし、複数の専用チェーンが異なる機能を果たし、クロスチェーンプロトコルによって拡張可能なネットワークを構成することを主張します。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およびクラウドコンピューティングのコンポーザブルな理念から強い影響を受けており、その利点はシステムコンポーネントを柔軟に交換でき、特定のプロセス(、例えばDA)において効率を大幅に向上させることができる点です。しかし、その課題も非常に明白です: モジュールがデカップリングされた後、システム間の同期、検証、相互信頼のコストは非常に高く、開発者エコシステムは極度に分散しており、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求は従来のチェーン設計よりもはるかに高いです。このモデルは本質的に「チェーン」を構築するのではなく、「チェーンネットワーク」を構築しており、全体のアーキテクチャの理解と運用に前例のないハードルを課しています。最後のカテゴリのルートは、本文の後半で重点的に分析される対象であり、チェーン内の並行計算最適化パスです。前の4つのカテゴリが主に構造レベルで「横方向の分割」を行うのに対し、並行計算は「縦方向のアップグレード」を強調します。つまり、単一のチェーン内部で実行エンジンのアーキテクチャを変更することによって、原子トランザクションの同時処理を実現します。これは、VMスケジューリングロジックの再構築、トランザクション依存分析、状態衝突予測、並行度制御、非同期呼び出しなどの一連の現代的なコンピュータシステムのスケジューリングメカニズムを導入することを要求します。Solanaは、並行VMの概念をチェーンレベルのシステムに最初に実装した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衝突判断を通じてマルチコア並行実行を実現しています。一方、新世代のプロジェクトであるMonad、Sei、Fuel、MegaETHなどは、パイプライン実行、楽観的並行性、ストレージパーティショニング、並行デカップリングなどの先進的なアイデアを導入し、現代的なCPUに類似した高性能実行コアを構築することにさらに踏み込んでいます。この方向の核心的な利点は、マルチチェーンアーキテクチャに依存することなくスループットの限界突破を実現できることであり、同時に複雑なスマートコントラクトの実行に十分な計算の柔軟性を提供することです。これは、未来のAIエージェント、大型チェーンゲーム、高頻度デリバティブなどのアプリケーションシナリオに向けた重要な技術的前提です。上述の5つのスケーリングパスを俯瞰すると、その背後にある分野は実際にブロックチェーンの性能、可組合性、安全性、開発の複雑さの間の体系的なトレードオフです。Rollupはコンセンサスのアウトソーシングとセキュリティの継承が強みであり、モジュラリティは構造の柔軟性とコンポーネントの再利用を際立たせています。オフチェーンの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、信頼コストが非常に高くなります。一方、オンチェーンの並行処理は実行層の根本的なアップグレードを目指し、チェーン内の整合性を破壊することなく、現代の分散システムの性能限界に迫ろうとしています。どのパスもすべての問題を解決することは不可能ですが、これらの方向性は共にWeb3コンピューティングパラダイムのアップグレードの全景図を構成し、開発者、アーキテクト、投資家に非常に豊富な戦略的選択肢を提供しています。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へ、データベースが順次インデックスから並行トランザクションへと進化してきたように、Web3のスケーリングの道も高度に並行化された実行時代へと向かっていくことになる。この時代において、性能は単なるチェーンスピードの競争ではなく、基盤設計哲学、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協調、そしてシステム制御力の総合的な体現を意味する。そして、チェーン内の並行性が、この長期的な戦争の究極の戦場である可能性がある。! [Huobi Growth Academy|.]Web3並列コンピューティング詳細調査レポート:ネイティブスケーリングへの究極の道](https://img-cdn.gateio.im/social/moments-7d54f0ff95bbcf631c58c10242769fb7)## 三、並行計算分類図譜：アカウントから命令への五大パスブロックチェーンのスケーリング技術が進化し続ける文脈の中で、並列計算は徐々に性能突破の核心的な道筋となっています。構造層、ネットワーク層、またはデータ可用性層の横方向のデカップリングとは異なり、並列計算は実行層の縦深掘りであり、ブロックチェーンの運用効率の最も底層の論理に関わっています。これは、高い同時実行性や多様な複雑な取引に直面した際のブロックチェーンシステムの反応速度と処理能力を決定します。実行モデルから出発し、この技術系譜の発展の流れを振り返ることで、明確な並列計算の分類図を整理することができます。これは大きく5つの技術的な道筋に分けることができ、アカウントレベルの並列、オブジェクトレベルの並列、トランザクションレベルの並列、仮想マシンレベルの並列、そして命令レベルの並列に分かれています。これらの5つの道筋は、粗粒度から細粒度へと進む過程であり、並列論理の不断の細分化のプロセスであると同時に、システムの複雑さとスケジューリングの難易度が不断に上昇していく道筋でもあります。最初に登場したアカウントレベルの並列処理は、Solanaを代表とするパラダイムです。このモデルはアカウント-ステートのデカップリング設計に基づき、トランザクションに関与するアカウントの集合を静的に分析し、競合関係が存在するかどうかを判断します。もし二つのトランザクションがアクセスするアカウントの集合が重複しない場合、複数のコアで並行して実行できます。このメカニズムは、構造が明確で、入出力がはっきりしているトランザクションの処理に非常に適しています。特にDeFiなどの予測可能なパスのプログラムに対してです。しかし、その前提としてアカウントのアクセスが予測可能で、ステート依存が静的に推論可能であることが求められるため、複雑なスマートコントラクトに直面した場合、保守的な実行や並列度の低下という問題が発生しやすくなります。さらに、アカウント間の交差依存性により、特定の高頻度取引シナリオにおいて並列の利益が大きく減少することがあります。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、そのコアスケジューリング戦略は依然としてアカウント粒度の制限を受けています。アカウントモデルを基にさらに細分化され、オブジェクトレベルの並行処理という技術レベルに入ります。オブジェクトレベルの並行処理は、リソースとモジュールの意味的抽象を導入し、より細かい粒度の「状態オブジェクト」を単位として同時スケジューリングを行います。AptosとSuiはこの方向における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、コンパイル時にリソースの所有権と可変性を定義し、実行時にリソースアクセスの競合を正確に制御できるようにしています。この方法はアカウントレベルの並行処理に比べて、より汎用性と拡張性があり、より複雑な状態の読み書きロジックをカバーでき、ゲーム、ソーシャル、AIなどの高い異種度のシナリオに自然にサービスします。しかし、オブジェクトレベルの並行処理は、言語の敷居や開発の複雑さを高めることにもなり、MoveはSolidityの直接的な代替ではなく、エコシステムの切り替えコストが高く、その並行処理の普及速度を制限しています。さらに進んだトランザクションレベルの並行処理は、Monad、Sei、Fuelを代表とする新世代の高性能チェーンが探求している方向性です。この道筋では、状態やアカウントを最小の並行単位として扱うのではなく、トランザクション全体に基づいて依存関係グラフを構築します。トランザクションを原子操作単位と見なし、静的または動的分析を通じてトランザクショングラフを構築し、スケジューラに依存して並行パイプライン実行を行います。この設計により、システムは基盤となる状態構造を完全に理解することなく、並行性を最大限に引き出すことが可能になります。Monadは特に注目に値し、楽観的並行制御(OCC)、並行パイプラインスケジューリング、乱序実行などの現代のデータベースエンジン技術を組み合わせることで、チェーンの実行を「GPUスケジューラ」のパラダイムに近づけています。実際には、このメカニズムは非常に複雑な依存管理者と衝突検出器を必要とし、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能力はアカウントやオブジェクトモデルをはるかに超え、現在の並行計算の分野で最も理論的な限界を持つ力となっています。そして、仮想マシンレベルの並行性は、並行実行能力を直接VMの基本命令スケジューリングロジックに組み込むことで、EVMの系列実行における固有の制限を完全に突破することを目指します。MegaETHは、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、EVMを再設計することによって、マルチスレッドの並行実行をサポートすることを試みています。その基盤は、セグメント実行、状態区分、非同期呼び出しなどのメカニズムを通じて、各契約が異なる実行コンテキストで独立して実行されることを可能にし、並行同期層を利用して保証します。
Web3の並列計算デプス解析：チェーン内スケーリングの5つの技術パスと未来展望
Web3並行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：拡張は永遠の命題であり、並行は究極の戦場です。
ブロックチェーンシステムは誕生以来、拡張性という核心的な問題に直面しています。ビットコインとイーサリアムの1秒あたりの取引数（TPS）は、従来のWeb2システムと比較して依然として低いです。これは単にサーバーを増やすことで解決できるものではなく、ブロックチェーンの基盤設計における「分散化、安全性、拡張性」の三つの難題に制約されています。
過去十年で、私たちはさまざまなスケーリングの試みを目撃してきました。ビットコインのスケーリング競争からイーサリアムのシャーディング、ステートチャネルからRollupやモジュラー ブロックチェーンまで。Rollupは現在の主流のスケーリングソリューションとして、TPSの大幅な向上を実現しました。しかし、それはブロックチェーンの基盤である「単一チェーン性能」の真の限界には触れておらず、特に実行レイヤーにおいては、依然としてチェーン内の直列計算という古いパラダイムに制約されています。
チェーン内並行計算が徐々に業界の視野に入ってきています。それは単一チェーンの原子性を保持しつつ、実行エンジンを徹底的に再構築し、ブロックチェーンを「逐条取引の直列実行」から「マルチスレッド+パイプライン+依存スケジューリング」の高い同時実行システムへとアップグレードしようとしています。これにより、数百倍のスループット向上が実現される可能性があるだけでなく、スマートコントラクトアプリケーションの爆発的な成長の重要な前提条件となるかもしれません。
Solana、Sui、Aptosなどの新しいチェーンは、アーキテクチャのレベルで並行性を導入しています。一方、Monad、MegaETHなどのプロジェクトは、チェーン内並行処理をパイプライン実行、楽観的並行処理、非同期メッセージ駆動などの深層メカニズムの突破にさらに進め、現代のオペレーティングシステムにますます近づく特性を示しています。
並行計算は単なる「パフォーマンス最適化手段」ではなく、ブロックチェーンの実行モデルのパラダイムシフトの転換点であると言える。それはスマートコントラクトの実行の基本的なモデルに挑戦し、取引のパッケージ化、状態アクセス、呼び出し関係、ストレージレイアウトの基本的なロジックを再定義する。もしRollupが「取引をチェーン外で実行する」ことを意味するなら、チェーン内の並行処理は「チェーン上にスーパーコンピュータのコアを構築する」ことであり、その目標は未来のWeb3ネイティブアプリケーションに真に持続可能なインフラを提供することである。
Rollupレースが同質化に向かう中、チェーン内の並行処理が新たな周期のLayer1競争の決定的な変数となりつつある。Web3の世界における次世代の主権実行プラットフォームは、このチェーン内並行処理の激闘から生まれる可能性が高い。
二、拡張パラダイム全景図：五つのルート、それぞれの重点
拡張はパブリックチェーン技術の進化において最も重要で持続的、かつ難解なテーマの一つであり、過去10年間にほぼすべての主流技術パスの出現と進化を促してきました。ビットコインのブロックサイズ争いから始まった「チェーンをより速く走らせる方法」という技術競争は、最終的に5つの基本的なルートに分化しました。それぞれのルートは異なる角度からボトルネックにアプローチしており、各自の技術哲学、実現難易度、リスクモデル、適用シーンを持っています。
第一類ルートは最も直接的なチェーン上拡張であり、代表的な手法としてはブロックサイズの増加、ブロック生成時間の短縮、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が含まれます。この方法はビットコインの拡張争いで焦点となり、BCHやBSVなどの「大ブロック」派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思想にも影響を与えました。このようなルートは単一チェーンの整合性のシンプルさを保持し、理解と展開が容易ですが、中央集権的リスク、ノード運用コストの上昇、同期の難易度の増加などのシステム的な上限に直面しやすいため、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組み合わせとなっています。
第二のルートはオンチェーンの拡張で、代表的なものはステートチャンネルとサイドチェーンです。この道筋の基本的な考え方は、大部分の取引活動をオンチェーンからオフチェーンに移し、最終結果のみをメインチェーンに書き込むというものです。メインチェーンは最終的な決済層として機能します。技術的な哲学としては、Web2の非同期アーキテクチャの考え方に近いです。この考え方は理論的には無限にスケールすることができますが、オフチェーン取引の信頼モデル、資金の安全性、インタラクションの複雑性などの問題があるため、応用が制限されています。典型的な例としては、Lightning Networkは明確な金融シナリオの位置付けがありますが、エコシステムの規模は常に爆発的な成長を遂げていません。一方で、Polygon POSのような複数のサイドチェーンベースの設計は、高いスループットを持ちながらも、メインチェーンの安全性を引き継ぐのが難しいという欠点を露呈しています。
第三類ルートは、現在最も人気があり、広く展開されているLayer2 Rollupルートです。この方法は、主チェーン自体を直接変更するのではなく、チェーン外実行とチェーン上検証のメカニズムを通じてスケーラビリティを実現します。Optimistic RollupとZK Rollupはそれぞれの利点があります：前者は速く、高い互換性を実現しますが、チャレンジ期間の遅延と詐欺証明メカニズムの問題があります；後者はセキュリティが強く、データ圧縮能力が高いですが、開発が複雑で、EVM互換性が不足しています。どちらのタイプのRollupであっても、その本質は実行権をアウトソーシングし、データと検証を主チェーン上に保持し、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成長はこのルートの実行可能性を証明していますが、同時にデータ可用性への依存が強すぎること、費用が依然として高いこと、開発体験の断絶などの中期的なボトルネックも明らかにしています。
第四类ルートは最近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、Celestia、Avail、EigenLayerなどが代表です。モジュラーのパラダイムは、ブロックチェーンのコア機能をデカップリングし、複数の専用チェーンが異なる機能を果たし、クロスチェーンプロトコルによって拡張可能なネットワークを構成することを主張します。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およびクラウドコンピューティングのコンポーザブルな理念から強い影響を受けており、その利点はシステムコンポーネントを柔軟に交換でき、特定のプロセス(、例えばDA)において効率を大幅に向上させることができる点です。しかし、その課題も非常に明白です: モジュールがデカップリングされた後、システム間の同期、検証、相互信頼のコストは非常に高く、開発者エコシステムは極度に分散しており、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求は従来のチェーン設計よりもはるかに高いです。このモデルは本質的に「チェーン」を構築するのではなく、「チェーンネットワーク」を構築しており、全体のアーキテクチャの理解と運用に前例のないハードルを課しています。
最後のカテゴリのルートは、本文の後半で重点的に分析される対象であり、チェーン内の並行計算最適化パスです。前の4つのカテゴリが主に構造レベルで「横方向の分割」を行うのに対し、並行計算は「縦方向のアップグレード」を強調します。つまり、単一のチェーン内部で実行エンジンのアーキテクチャを変更することによって、原子トランザクションの同時処理を実現します。これは、VMスケジューリングロジックの再構築、トランザクション依存分析、状態衝突予測、並行度制御、非同期呼び出しなどの一連の現代的なコンピュータシステムのスケジューリングメカニズムを導入することを要求します。Solanaは、並行VMの概念をチェーンレベルのシステムに最初に実装した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衝突判断を通じてマルチコア並行実行を実現しています。一方、新世代のプロジェクトであるMonad、Sei、Fuel、MegaETHなどは、パイプライン実行、楽観的並行性、ストレージパーティショニング、並行デカップリングなどの先進的なアイデアを導入し、現代的なCPUに類似した高性能実行コアを構築することにさらに踏み込んでいます。この方向の核心的な利点は、マルチチェーンアーキテクチャに依存することなくスループットの限界突破を実現できることであり、同時に複雑なスマートコントラクトの実行に十分な計算の柔軟性を提供することです。これは、未来のAIエージェント、大型チェーンゲーム、高頻度デリバティブなどのアプリケーションシナリオに向けた重要な技術的前提です。
上述の5つのスケーリングパスを俯瞰すると、その背後にある分野は実際にブロックチェーンの性能、可組合性、安全性、開発の複雑さの間の体系的なトレードオフです。Rollupはコンセンサスのアウトソーシングとセキュリティの継承が強みであり、モジュラリティは構造の柔軟性とコンポーネントの再利用を際立たせています。オフチェーンの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、信頼コストが非常に高くなります。一方、オンチェーンの並行処理は実行層の根本的なアップグレードを目指し、チェーン内の整合性を破壊することなく、現代の分散システムの性能限界に迫ろうとしています。どのパスもすべての問題を解決することは不可能ですが、これらの方向性は共にWeb3コンピューティングパラダイムのアップグレードの全景図を構成し、開発者、アーキテクト、投資家に非常に豊富な戦略的選択肢を提供しています。
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へ、データベースが順次インデックスから並行トランザクションへと進化してきたように、Web3のスケーリングの道も高度に並行化された実行時代へと向かっていくことになる。この時代において、性能は単なるチェーンスピードの競争ではなく、基盤設計哲学、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協調、そしてシステム制御力の総合的な体現を意味する。そして、チェーン内の並行性が、この長期的な戦争の究極の戦場である可能性がある。
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三、並行計算分類図譜：アカウントから命令への五大パス
ブロックチェーンのスケーリング技術が進化し続ける文脈の中で、並列計算は徐々に性能突破の核心的な道筋となっています。構造層、ネットワーク層、またはデータ可用性層の横方向のデカップリングとは異なり、並列計算は実行層の縦深掘りであり、ブロックチェーンの運用効率の最も底層の論理に関わっています。これは、高い同時実行性や多様な複雑な取引に直面した際のブロックチェーンシステムの反応速度と処理能力を決定します。実行モデルから出発し、この技術系譜の発展の流れを振り返ることで、明確な並列計算の分類図を整理することができます。これは大きく5つの技術的な道筋に分けることができ、アカウントレベルの並列、オブジェクトレベルの並列、トランザクションレベルの並列、仮想マシンレベルの並列、そして命令レベルの並列に分かれています。これらの5つの道筋は、粗粒度から細粒度へと進む過程であり、並列論理の不断の細分化のプロセスであると同時に、システムの複雑さとスケジューリングの難易度が不断に上昇していく道筋でもあります。
最初に登場したアカウントレベルの並列処理は、Solanaを代表とするパラダイムです。このモデルはアカウント-ステートのデカップリング設計に基づき、トランザクションに関与するアカウントの集合を静的に分析し、競合関係が存在するかどうかを判断します。もし二つのトランザクションがアクセスするアカウントの集合が重複しない場合、複数のコアで並行して実行できます。このメカニズムは、構造が明確で、入出力がはっきりしているトランザクションの処理に非常に適しています。特にDeFiなどの予測可能なパスのプログラムに対してです。しかし、その前提としてアカウントのアクセスが予測可能で、ステート依存が静的に推論可能であることが求められるため、複雑なスマートコントラクトに直面した場合、保守的な実行や並列度の低下という問題が発生しやすくなります。さらに、アカウント間の交差依存性により、特定の高頻度取引シナリオにおいて並列の利益が大きく減少することがあります。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、そのコアスケジューリング戦略は依然としてアカウント粒度の制限を受けています。
アカウントモデルを基にさらに細分化され、オブジェクトレベルの並行処理という技術レベルに入ります。オブジェクトレベルの並行処理は、リソースとモジュールの意味的抽象を導入し、より細かい粒度の「状態オブジェクト」を単位として同時スケジューリングを行います。AptosとSuiはこの方向における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、コンパイル時にリソースの所有権と可変性を定義し、実行時にリソースアクセスの競合を正確に制御できるようにしています。この方法はアカウントレベルの並行処理に比べて、より汎用性と拡張性があり、より複雑な状態の読み書きロジックをカバーでき、ゲーム、ソーシャル、AIなどの高い異種度のシナリオに自然にサービスします。しかし、オブジェクトレベルの並行処理は、言語の敷居や開発の複雑さを高めることにもなり、MoveはSolidityの直接的な代替ではなく、エコシステムの切り替えコストが高く、その並行処理の普及速度を制限しています。
さらに進んだトランザクションレベルの並行処理は、Monad、Sei、Fuelを代表とする新世代の高性能チェーンが探求している方向性です。この道筋では、状態やアカウントを最小の並行単位として扱うのではなく、トランザクション全体に基づいて依存関係グラフを構築します。トランザクションを原子操作単位と見なし、静的または動的分析を通じてトランザクショングラフを構築し、スケジューラに依存して並行パイプライン実行を行います。この設計により、システムは基盤となる状態構造を完全に理解することなく、並行性を最大限に引き出すことが可能になります。Monadは特に注目に値し、楽観的並行制御(OCC)、並行パイプラインスケジューリング、乱序実行などの現代のデータベースエンジン技術を組み合わせることで、チェーンの実行を「GPUスケジューラ」のパラダイムに近づけています。実際には、このメカニズムは非常に複雑な依存管理者と衝突検出器を必要とし、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能力はアカウントやオブジェクトモデルをはるかに超え、現在の並行計算の分野で最も理論的な限界を持つ力となっています。
そして、仮想マシンレベルの並行性は、並行実行能力を直接VMの基本命令スケジューリングロジックに組み込むことで、EVMの系列実行における固有の制限を完全に突破することを目指します。MegaETHは、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、EVMを再設計することによって、マルチスレッドの並行実行をサポートすることを試みています。その基盤は、セグメント実行、状態区分、非同期呼び出しなどのメカニズムを通じて、各契約が異なる実行コンテキストで独立して実行されることを可能にし、並行同期層を利用して保証します。