並列EVMコンペティション:Parse Monad、MegaETH、Pharos

最近、3つの重量級の並行EVMプロジェクトが相次いでテストネットを発表しました。Monadは2月19日に最初に登場し、その後MegaETHとPharosがそれぞれ3月21日と24日にテストネットを立ち上げました。この一連の動きは、人工知能の熱潮の後、Web3技術の焦点が再び並行EVMという2024年初頭で最も注目される分野に戻ることを示唆しているようです。

EVMはイーサリアムの核心コンポーネントとして、スマートコントラクトの実行とトランザクションの処理という重要な役割を担っています。しかし、その順次実行モデルは高負荷に直面するとネットワークの混雑や遅延の問題を引き起こしやすいです。並行EVM技術は、マルチタスクを同時に行うことを可能にすることで、ネットワークのスループットを大幅に向上させ、ブロックチェーンの全体的な性能と拡張性を強化します。実際には、並行EVMは単に並行実行を指すだけでなく、コンセンサスメカニズム、トランザクション処理、パイプライン最適化、ストレージシステムからハードウェアアクセラレーションに至るまでの全方位のアップグレードを含み、従来のブロックチェーンが直面する性能ボトルネックを効果的に解決し、トランザクション処理時間を大幅に短縮することを目指しています。

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Monad：高性能と分散化のバランスを追求

Monadは、Monad Labsによって開発された高性能のEVM互換Layer1ブロックチェーンです。このプロジェクトは、分散化を維持しながらシステムの拡張性を向上させ、既存のEVM互換チェーンのスループット不足の問題を解決することに取り組んでいます。

Monadのコアの利点は、1秒間に10,000件のトランザクションを処理でき、ブロック生成時間がわずか1秒であることです。このパフォーマンスの向上は、主に以下のいくつかの革新によるものです：

1. MonadBFT：これは、HotStuff を基にした高性能のコンセンサスメカニズムです。通常の状況下では線形通信オーバーヘッドを持ち、タイムアウトの場合は二次通信オーバーヘッドを持つ二段階 BFT アルゴリズムを採用しています。さらに、MonadBFT は混合署名スキームと RaptorCast プロトコルを使用しており、コンセンサス効率とネットワーク帯域幅の利用率を効果的に向上させています。

2. 非同期実行：コンセンサスと実行を分離することにより、Monadは実行スループットを大幅に向上させました。この設計により、実行プロセスはブロック時間全体を占有することができ、単に一部だけではありません。

3. 並行実行：Monadは楽観的実行方法を採用し、前の取引が完了する前に次の取引を実行することを許可します。実行プロセス中の入力を追跡し、以前の取引の出力と照合することで、Monadは必要に応じて取引を再実行し、結果の正確性を確保します。

4. MonadDB：これは検証済みのブロックチェーンデータを保存するために設計されたカスタム KV データベースです。MonadDB はディスクとメモリにおいてネイティブに Merkle Patricia Trie データ構造を実装しており、非同期 I/O や同時制御などの技術を採用することで、データアクセス効率を大幅に向上させています。

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MegaETH：リアルタイム性能に特化したLayer2ソリューション

MegaETHは、MegaLabsによって開発された高性能のLayer2ブロックチェーンであり、その独自性は極限のリアルタイム性能を追求することにあります。即時応答を必要とするアプリケーションに超低遅延と高いスケーラビリティを提供します。

MegaETHは、100kのTPSと約10msのブロック生成時間を実現できると主張しており、高負荷時でもミリ秒単位の応答速度を維持することができます。この卓越した性能は、以下の技術的特徴から主に生じています：

1. ノードの特化：MegaETHのノードは異なる役割に分かれ、それぞれの職務を果たします。ソート担当者は取引のソートと実行を担当し、証明者は無状態検証を行い、フルノードはローカル状態の更新とブロックの有効性を検証します。

2. 定向最適化：従来の EVM ブロックチェーンが直面するさまざまな課題に対処するために、MegaETH は一連の特定の対策を講じました。たとえば、状態データ取得の遅延問題を解決するために効率的な新しい状態トライを設計し、JIT コンパイラを使用してインタープリタの効率を向上させるなどです。

3. ミニブロック：MegaETHは10ミリ秒ごとにプレ確認を行い、これをミニブロックと呼びます。この設計により、取引がネットワークの残りの部分に伝播する時間が大幅に短縮され、軽量クライアントに対してより効率的なデータ取得方法が提供されます。

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Pharos: レイヤー 1 と互換性のあるフルスタック並列化 EVM

Pharosは、高性能のEVM互換Layer1ブロックチェーンとして位置付けられ、RWAおよび支払いエコシステムに最適なソリューションを提供することに専念しています。このプロジェクトは、毎秒50,000件の取引を処理でき、毎秒20億単位のガスを消費すると主張しています。

Pharosは「並列化程度(DP)」フレームワークを提唱し、ブロックチェーンの並列化能力を6つのレベル（DP0-DP5）に分けました。Pharos自体はDP5フルスタック並列アーキテクチャを採用し、コンセンサスからハードウェアアクセラレーションまで全面的にアップグレードしました：

1. 拡張可能なコンセンサスプロトコル：高スループット、低遅延のBFTコンセンサスプロトコルを採用。

2. ダブル仮想マシンの並行実行：EVM と WASM を並行して実行し、先進的なコンパイル技術を採用。

3. 全ライフサイクル非同期パイプライン：取引の全ライフサイクルとブロック間の並行および非同期処理を実現する。

4. 高性能ストレージ：認証データ構造 (ADS) を採用し、高いスループット、低遅延の I/O と経済的な状態ストレージを提供します。

5. モジュール化特殊処理ネットワーク (SPN)：新しい技術をシームレスに統合でき、多様なアプリケーションシーンをサポートします。

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まとめ

EVMはWeb3の世界でWeb2におけるJavaScriptのような存在となり、最も多くの開発者と最大のDAppエコシステムを持っています。しかし、イーサリアムのスケーラビリティの問題はEVMのさらなる発展を著しく制約しているため、並行EVMは最も重要な技術方向の1つとなりました。

Monadは、その並列実行モデルを通じてスケーラビリティと分散化のバランスを追求し、開発者に1万TPSのスループットを提供しながらEVM互換性を維持しています。その独自のコンセンサスメカニズムは自律性を提供しますが、同時にイーサリアムのセキュリティ保障を放棄することも意味します。

MegaETHは、遅延性とスループットの面で最も優れた性能を発揮し、10ミリ秒の超低遅延と10万TPSのスループットにより、ほぼ即時の応答が必要なアプリケーションシナリオに特に適しています。しかし、その中央集権的なオーダー設計は、分散化に関する議論を引き起こす可能性があります。

Pharosは、MonadおよびMegaETHと同等のパフォーマンスを示しながら、その"アリの遺伝子"を活かし、特に機関顧客とコンプライアンス要件のRWA-Fiに注目しており、将来の市場におけるコンプライアントで効率的なブロックチェーンインフラストラクチャへの需要を満たすことが期待されています。

MegaETH と Pharos は公開データにおいて優れたパフォーマンスを示しているが、Monad が得た多額の資金調達とそれがもたらす可能性のある技術的突破を考慮すると、これらの3つのプロジェクト間の競争には実際に絶対的なリーダーはいない。開発者は選択する際に、パフォーマンス、分散化の程度、専門性などの要素の優先順位を慎重に考える必要がある。

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