# 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：拡張は永遠の命題であり、並行は究極の戦場であるブロックチェーンシステムは誕生以来、スケーラビリティ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取引処理能力は、従来のWeb2システムに比べて遥かに低く、これはブロックチェーンの基盤設計における「分散化、安全性、スケーラビリティ」の三者を同時に満たすことができない矛盾に起因しています。過去十年、業界はさまざまなスケーラビリティの道を模索してきました。ビットコインのスケーラビリティ争いからイーサリアムのシャーディング、ステートチャンネルからRollup、Layer 2からモジュラー・ブロックチェーンまで。Rollupは現在の主流のソリューションとなっていますが、それはブロックチェーンの基盤となる"単一チェーンのパフォーマンス"の真の限界には達していません。チェーン内並列計算は徐々に新しい研究の焦点となっています。それは、単一チェーンの原子性を保持しながら、実行エンジンを徹底的に再構築し、ブロックチェーンを「シングルスレッドモード」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」の高並列システムにアップグレードすることを試みています。これは、数百倍のスループット向上をもたらす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基盤となる可能性があります。並行計算は、スマートコントラクトの実行の根本的なパターンに挑戦し、取引パッケージング、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論理を再定義します。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支援を提供することです。Rollupのレースが同質化する中で、チェーン内の並行処理が新たなLayer1競争の決定的な変数となりつつある。これは単なる技術競争ではなく、パラダイムの争いでもある。Web3世界の次世代主権実行プラットフォームは、このチェーン内の並行処理の力学から生まれる可能性が高い。! [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)## 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性は、パブリックチェーン技術の進化において最も重要で、最も持続的で、最も難解な課題の一つであり、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。現在、5つの基本的なルートに分化しており、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、それぞれ独自の技術哲学、実現の難易度、リスクモデル、および適用シーンを持っています。第一のルートは、最も直接的なチェーン上のスケーリングであり、代表的な手法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です。この方法は、単一チェーンの一貫性の簡潔さを保持しており、理解と展開が容易ですが、中央集権リスクやノードコストの上昇などのシステム的な上限に触れやすいです。第二のルートはオフチェーンスケーリングで、ステートチャンネルとサイドチェーンが代表的です。このパスは、大部分の取引活動を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みます。理論的にはスループットを無限に拡張できる可能性がありますが、オフチェーン取引の信頼モデル、資金の安全性、相互作用の複雑さなどの問題がその適用を制限しています。第三のルートは、現在最も広く展開されているLayer2 Rollupです。これは、オフチェーン実行とオンチェーン検証のメカニズムによってスケーラビリティを実現します。Optimistic RollupとZK Rollupはそれぞれ利点がありますが、データの可用性への依存が強すぎることや、コストが高すぎるなどの中期的なボトルネックも存在します。第4のルートはモジュラー型ブロックチェーンアーキテクチャで、Celestia、Avail、EigenLayerなどを代表とします。これはブロックチェーンのコア機能を完全にデカップリングし、複数の専門チェーンが異なる機能を果たすことを主張しています。この方法は柔軟性が高いですが、クロスチェーンのセキュリティとプロトコル標準に対する要求が非常に高いです。第5のタイプのルートは、チェーン内並行計算最適化パスです。これは、単一のチェーン内で実行エンジンアーキテクチャを変更することにより、原子的なトランザクションの同時処理を実現することを強調しています。これには、VMスケジューリングロジックの再構築と、現代のコンピュータシステムスケジューリングメカニズムの一式の導入が必要です。その利点は、マルチチェーンアーキテクチャに依存せずにスループットの限界を突破できることです。これらの5つのスケーリングパスは、パフォーマンス、コンポーザビリティ、安全性、開発の複雑さの間のシステム的なトレードオフを反映しています。各パスはすべての問題を解決することはできませんが、これらは共同で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体像を構成しています。## 三、並行計算分類図譜：アカウントから命令への五つのパス並行計算技術は主に5つの主要なパスに分けられます: アカウントレベルの並行、オブジェクトレベルの並行、トランザクションレベルの並行、仮想マシンレベルの並行、および命令レベルの並行。この5つのパスは粗粒度から細粒度へと進んでおり、並行ロジックの不断の細分化プロセスであり、システムの複雑さとスケジューリングの難易度が絶えず上昇するパスでもあります。アカウントレベルの並行処理はSolanaを代表としており、静的分析を通じて取引に関与するアカウントの集合を判断し、競合関係を判断します。構造が明確な取引を処理するのに適していますが、複雑なスマートコントラクトに直面すると並行度が低下する問題が発生しやすいです。オブジェクトレベルの並列処理は、リソースとモジュールの意味的抽象を導入し、より細かい単位である「ステートオブジェクト」によってスケジューリングを行います。AptosとSuiはこの方向の代表であり、特にSuiはMove言語の線形型システムを通じて精密な制御を実現しています。この方法はより汎用性がありますが、より高い言語のハードルも引き起こします。トランザクションレベルの並行性は、Monad、Sei、Fuelを代表とし、トランザクション自体の依存グラフを構築し、スケジューリングを行います。この設計は、システムが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化できることを可能にしますが、非常に複雑な依存管理者と衝突検出器が必要です。仮想マシンレベルの並行処理は、同時実行能力をVMの基盤となる命令スケジューリングロジックに直接組み込むことを意味します。MegaETHはイーサリアムエコシステム内部の「スーパー仮想マシン実験」として、EVMを再設計してマルチスレッドの同時実行をサポートすることを試みています。この方法の最も難しい点は、既存のEVMの動作意味に完全に互換性を持たせる必要があることです。命令レベルの並列性は、現代のCPU設計におけるアウトオブオーダー実行と命令パイプラインに由来します。Fuelチームは、そのFuelVMにおいて命令レベルのリオーダブル実行モデルを初めて導入しました。この方法は、ブロックチェーンとハードウェアの協調設計を新たな高みへと引き上げる可能性がありますが、現在はまだ理論と実験の段階にあります。この五つのパスは、チェーン内の並行計算の発展スペクトルを構成し、ブロックチェーン計算モデルが従来の全順序合意台帳から、高性能で予測可能、かつスケジュール可能な分散実行環境へと移行することを示しています。異なるパブリックチェーンの並行パスの選択は、その将来のアプリケーションエコシステムの耐えうる上限を決定します。! [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-ddb870adf69645789442972eb05c2607)## 4. 2つのメイントラックの深い理解:Monad vs MegaETH現在、市場で最も注目されている2つの主要なテクニカルルートは、Monadを代表とする「ゼロから構築する並列計算チェーン」と、MegaETHを代表とする「EVM内部の並列革命」です。これらは「リコンストラクション主義」と「コンパチビリズム」の並列パラダイムの競争を代表しています。Monadのデザイン哲学は、現代のデータベースと高性能の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基盤となる動作方式を再定義することです。そのコア技術体系は、楽観的並行制御、トランザクションDAGスケジューリング、乱序実行、バッチ処理パイプラインなどのメカニズムに依存し、チェーンのトランザクション処理性能を百万TPSレベルに引き上げることを目指しています。Monadは中間言語層を通じてSolidity構文をサポートし、「表層互換、底層再構築」のデザイン戦略を実現しています。MegaETHは、イーサリアムの既存の世界から出発し、極めて小さな変更コストで実行効率の大幅な向上を実現します。EVM仕様を覆すのではなく、既存のEVM実行エンジンに並行計算能力を組み込みます。MegaETHは非同期呼び出しスタックと実行コンテキストの隔離メカニズムを導入し、"並行EVMコンテキスト"の同時実行を実現します。この設計はブロック構築者や検索者にも非常に優しく、MempoolのソートやMEVキャプチャパスの最適化が可能です。Monadは、ゼロから新しいシステムを構築し、限界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、モジュール化実行チェーンに最適です。一方、MegaETHは、最小限の開発変更でパフォーマンス向上を実現したいL2プロジェクト、DeFiプロジェクト、インフラストラクチャプロトコルに適しています。両者は最終的にモジュール化ブロックチェーンアーキテクチャの中で補完関係を形成し、未来のWeb3世界における高性能分散実行エンジンを共同で構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 並行計算はWeb3に巨大な機会をもたらしました。まずは「アプリケーションの天花板の解除」により、チェーンゲームやAIエージェントなどの高頻度インタラクションアプリケーションが可能になりました。次に、開発者ツールチェーンと仮想マシンの抽象化層は、並行化によって再構築され、新しい基盤インフラが生まれます。同時に、モジュラー型ブロックチェーンの進化は、並行計算にとって非常に優れた実装経路を提供します。しかし、並行計算は多くの課題にも直面しています。技術的な側面で最も重要な問題は「状態の並行性の一貫性の保証」と「トランザクションの衝突の処理戦略」です。オンチェーンの並行実行は、非常に強力な依存グラフの構築と衝突予測能力を持たなければならず、同時に効率的なフォールトトレランス機構を設計する必要があります。さらに、マルチスレッド実行環境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。より隠れた挑戦は、エコロジーと心理的な側面から来ています。開発者が新しいパラダイムに移行する意欲、並列モデル設計手法を習得できるか、パフォーマンスのために一部の可読性を放棄する意欲など、これらのソフトな問題が並列計算がエコシステムのポテンシャルを形成できるかどうかを決定します。並行計算の未来は、システムエンジニアリングの勝利であり、エコロジーデザインの試練でもあります。これは、私たちがチェーンの本質を再考するきっかけとなり、Web3全体の計算パラダイムの転換点となる可能性があります。この跳躍を本当に成し遂げる並行計算のパラダイムは、新しい周期で最も核心的で、最も複利効果のあるインフラストラクチャプリミティブとなるでしょう。! [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-9719943ec62919c177ec32dd4ae631f2)## 六、結語：並行計算はWeb3ネイティブのスケーリングの最良の道ですか？並行計算は最も実現しやすいスケーラビリティの道ではありませんが、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。これは、チェーンの原子性と決定性を維持しながら、取引層、契約層、仮想マシン層から性能のボトルネックの根本に直達することを試みています。この「チェーンに根ざした」スケーラビリティの方法は、ブロックチェーンの最も核心的な信頼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性能の土壌を確保しています。もしモジュール化が「チェーンのアーキテクチャ」を再構成するのであれば、並列計算が再構成するのは「チェーンの魂」です。これは短期的なクリア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持続可能な正解の道であ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へのアーキテクチャの飛躍を目の当たりにしていますが、Web3ネイティブオペレーティングシステムの姿は、これらのチェーン内の並列実験の中に隠れているかもしれません。
Web3並列計算レポート：チェーン内スケーリングの5つの道と未来の課題
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：拡張は永遠の命題であり、並行は究極の戦場である
ブロックチェーンシステムは誕生以来、スケーラビリティ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取引処理能力は、従来のWeb2システムに比べて遥かに低く、これはブロックチェーンの基盤設計における「分散化、安全性、スケーラビリティ」の三者を同時に満たすことができない矛盾に起因しています。
過去十年、業界はさまざまなスケーラビリティの道を模索してきました。ビットコインのスケーラビリティ争いからイーサリアムのシャーディング、ステートチャンネルからRollup、Layer 2からモジュラー・ブロックチェーンまで。Rollupは現在の主流のソリューションとなっていますが、それはブロックチェーンの基盤となる"単一チェーンのパフォーマンス"の真の限界には達していません。
チェーン内並列計算は徐々に新しい研究の焦点となっています。それは、単一チェーンの原子性を保持しながら、実行エンジンを徹底的に再構築し、ブロックチェーンを「シングルスレッドモード」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」の高並列システムにアップグレードすることを試みています。これは、数百倍のスループット向上をもたらす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基盤となる可能性があります。
並行計算は、スマートコントラクトの実行の根本的なパターンに挑戦し、取引パッケージング、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論理を再定義します。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支援を提供することです。
Rollupのレースが同質化する中で、チェーン内の並行処理が新たなLayer1競争の決定的な変数となりつつある。これは単なる技術競争ではなく、パラダイムの争いでもある。Web3世界の次世代主権実行プラットフォームは、このチェーン内の並行処理の力学から生まれる可能性が高い。
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二、拡張パラダイム全景図：五つのルート、それぞれの重点
拡張性は、パブリックチェーン技術の進化において最も重要で、最も持続的で、最も難解な課題の一つであり、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。現在、5つの基本的なルートに分化しており、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、それぞれ独自の技術哲学、実現の難易度、リスクモデル、および適用シーンを持っています。
第一のルートは、最も直接的なチェーン上のスケーリングであり、代表的な手法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です。この方法は、単一チェーンの一貫性の簡潔さを保持しており、理解と展開が容易ですが、中央集権リスクやノードコストの上昇などのシステム的な上限に触れやすいです。
第二のルートはオフチェーンスケーリングで、ステートチャンネルとサイドチェーンが代表的です。このパスは、大部分の取引活動を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みます。理論的にはスループットを無限に拡張できる可能性がありますが、オフチェーン取引の信頼モデル、資金の安全性、相互作用の複雑さなどの問題がその適用を制限しています。
第三のルートは、現在最も広く展開されているLayer2 Rollupです。これは、オフチェーン実行とオンチェーン検証のメカニズムによってスケーラビリティを実現します。Optimistic RollupとZK Rollupはそれぞれ利点がありますが、データの可用性への依存が強すぎることや、コストが高すぎるなどの中期的なボトルネックも存在します。
第4のルートはモジュラー型ブロックチェーンアーキテクチャで、Celestia、Avail、EigenLayerなどを代表とします。これはブロックチェーンのコア機能を完全にデカップリングし、複数の専門チェーンが異なる機能を果たすことを主張しています。この方法は柔軟性が高いですが、クロスチェーンのセキュリティとプロトコル標準に対する要求が非常に高いです。
第5のタイプのルートは、チェーン内並行計算最適化パスです。これは、単一のチェーン内で実行エンジンアーキテクチャを変更することにより、原子的なトランザクションの同時処理を実現することを強調しています。これには、VMスケジューリングロジックの再構築と、現代のコンピュータシステムスケジューリングメカニズムの一式の導入が必要です。その利点は、マルチチェーンアーキテクチャに依存せずにスループットの限界を突破できることです。
これらの5つのスケーリングパスは、パフォーマンス、コンポーザビリティ、安全性、開発の複雑さの間のシステム的なトレードオフを反映しています。各パスはすべての問題を解決することはできませんが、これらは共同で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体像を構成しています。
三、並行計算分類図譜：アカウントから命令への五つのパス
並行計算技術は主に5つの主要なパスに分けられます: アカウントレベルの並行、オブジェクトレベルの並行、トランザクションレベルの並行、仮想マシンレベルの並行、および命令レベルの並行。この5つのパスは粗粒度から細粒度へと進んでおり、並行ロジックの不断の細分化プロセスであり、システムの複雑さとスケジューリングの難易度が絶えず上昇するパスでもあります。
アカウントレベルの並行処理はSolanaを代表としており、静的分析を通じて取引に関与するアカウントの集合を判断し、競合関係を判断します。構造が明確な取引を処理するのに適していますが、複雑なスマートコントラクトに直面すると並行度が低下する問題が発生しやすいです。
オブジェクトレベルの並列処理は、リソースとモジュールの意味的抽象を導入し、より細かい単位である「ステートオブジェクト」によってスケジューリングを行います。AptosとSuiはこの方向の代表であり、特にSuiはMove言語の線形型システムを通じて精密な制御を実現しています。この方法はより汎用性がありますが、より高い言語のハードルも引き起こします。
トランザクションレベルの並行性は、Monad、Sei、Fuelを代表とし、トランザクション自体の依存グラフを構築し、スケジューリングを行います。この設計は、システムが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化できることを可能にしますが、非常に複雑な依存管理者と衝突検出器が必要です。
仮想マシンレベルの並行処理は、同時実行能力をVMの基盤となる命令スケジューリングロジックに直接組み込むことを意味します。MegaETHはイーサリアムエコシステム内部の「スーパー仮想マシン実験」として、EVMを再設計してマルチスレッドの同時実行をサポートすることを試みています。この方法の最も難しい点は、既存のEVMの動作意味に完全に互換性を持たせる必要があることです。
命令レベルの並列性は、現代のCPU設計におけるアウトオブオーダー実行と命令パイプラインに由来します。Fuelチームは、そのFuelVMにおいて命令レベルのリオーダブル実行モデルを初めて導入しました。この方法は、ブロックチェーンとハードウェアの協調設計を新たな高みへと引き上げる可能性がありますが、現在はまだ理論と実験の段階にあります。
この五つのパスは、チェーン内の並行計算の発展スペクトルを構成し、ブロックチェーン計算モデルが従来の全順序合意台帳から、高性能で予測可能、かつスケジュール可能な分散実行環境へと移行することを示しています。異なるパブリックチェーンの並行パスの選択は、その将来のアプリケーションエコシステムの耐えうる上限を決定します。
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4. 2つのメイントラックの深い理解:Monad vs MegaETH
現在、市場で最も注目されている2つの主要なテクニカルルートは、Monadを代表とする「ゼロから構築する並列計算チェーン」と、MegaETHを代表とする「EVM内部の並列革命」です。これらは「リコンストラクション主義」と「コンパチビリズム」の並列パラダイムの競争を代表しています。
Monadのデザイン哲学は、現代のデータベースと高性能の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基盤となる動作方式を再定義することです。そのコア技術体系は、楽観的並行制御、トランザクションDAGスケジューリング、乱序実行、バッチ処理パイプラインなどのメカニズムに依存し、チェーンのトランザクション処理性能を百万TPSレベルに引き上げることを目指しています。Monadは中間言語層を通じてSolidity構文をサポートし、「表層互換、底層再構築」のデザイン戦略を実現しています。
MegaETHは、イーサリアムの既存の世界から出発し、極めて小さな変更コストで実行効率の大幅な向上を実現します。EVM仕様を覆すのではなく、既存のEVM実行エンジンに並行計算能力を組み込みます。MegaETHは非同期呼び出しスタックと実行コンテキストの隔離メカニズムを導入し、"並行EVMコンテキスト"の同時実行を実現します。この設計はブロック構築者や検索者にも非常に優しく、MempoolのソートやMEVキャプチャパスの最適化が可能です。
Monadは、ゼロから新しいシステムを構築し、限界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、モジュール化実行チェーンに最適です。一方、MegaETHは、最小限の開発変更でパフォーマンス向上を実現したいL2プロジェクト、DeFiプロジェクト、インフラストラクチャプロトコルに適しています。両者は最終的にモジュール化ブロックチェーンアーキテクチャの中で補完関係を形成し、未来のWeb3世界における高性能分散実行エンジンを共同で構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
並行計算はWeb3に巨大な機会をもたらしました。まずは「アプリケーションの天花板の解除」により、チェーンゲームやAIエージェントなどの高頻度インタラクションアプリケーションが可能になりました。次に、開発者ツールチェーンと仮想マシンの抽象化層は、並行化によって再構築され、新しい基盤インフラが生まれます。同時に、モジュラー型ブロックチェーンの進化は、並行計算にとって非常に優れた実装経路を提供します。
しかし、並行計算は多くの課題にも直面しています。技術的な側面で最も重要な問題は「状態の並行性の一貫性の保証」と「トランザクションの衝突の処理戦略」です。オンチェーンの並行実行は、非常に強力な依存グラフの構築と衝突予測能力を持たなければならず、同時に効率的なフォールトトレランス機構を設計する必要があります。さらに、マルチスレッド実行環境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。
より隠れた挑戦は、エコロジーと心理的な側面から来ています。開発者が新しいパラダイムに移行する意欲、並列モデル設計手法を習得できるか、パフォーマンスのために一部の可読性を放棄する意欲など、これらのソフトな問題が並列計算がエコシステムのポテンシャルを形成できるかどうかを決定します。
並行計算の未来は、システムエンジニアリングの勝利であり、エコロジーデザインの試練でもあります。これは、私たちがチェーンの本質を再考するきっかけとなり、Web3全体の計算パラダイムの転換点となる可能性があります。この跳躍を本当に成し遂げる並行計算のパラダイムは、新しい周期で最も核心的で、最も複利効果のあるインフラストラクチャプリミティブとなるでしょう。
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六、結語：並行計算はWeb3ネイティブのスケーリングの最良の道ですか？
並行計算は最も実現しやすいスケーラビリティの道ではありませんが、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。これは、チェーンの原子性と決定性を維持しながら、取引層、契約層、仮想マシン層から性能のボトルネックの根本に直達することを試みています。この「チェーンに根ざした」スケーラビリティの方法は、ブロックチェーンの最も核心的な信頼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性能の土壌を確保しています。
もしモジュール化が「チェーンのアーキテクチャ」を再構成するのであれば、並列計算が再構成するのは「チェーンの魂」です。これは短期的なクリア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持続可能な正解の道であ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へのアーキテクチャの飛躍を目の当たりにしていますが、Web3ネイティブオペレーティングシステムの姿は、これらのチェーン内の並列実験の中に隠れているかもしれません。