スループット定義

スループットとは？

スループットは、システムが一定期間内に処理できるトランザクション数またはデータ単位数を指します。ブロックチェーン分野では、主にTransactions Per Second（TPS、1秒あたりのトランザクション数）で測定されます。

ブロックチェーンは複数車線の高速道路に例えられます。各車がトランザクションを表し、車線数と制限速度が1秒間に通過できる車の数を決定します。スループットが高いほど、より多くの「車」が毎秒通過し、混雑が発生しにくくなります。TPSが最も一般的な指標ですが、用途によっては「1秒あたりのデータ処理量」や「1ブロックあたりのトランザクション数」など、他の指標が用いられることもあります。

ブロックチェーンにおけるスループットの計算方法

スループットは通常、「一定期間内にブロックに含まれ確定したトランザクション数を、その期間の長さで割る」ことで算出します。

計算方法には違いがあり、トランザクションがブロックに入った時点でカウントする場合と、ファイナリティ（最終確定）に達した時点でカウントする場合があります。ファイナリティとは、ネットワーク上でトランザクションが不可逆的と見なされる状態です。どちらの基準を用いるかで、スループット値は若干異なります。ユーザー体験ではトランザクションがブロックに素早く追加されるかが重視され、セキュリティ評価ではファイナリティ到達の速さが重視されます。

スループット、TPS、レイテンシ、帯域幅の違い

スループットとTPSはパブリックブロックチェーンの議論ではほぼ同義ですが、TPSは単位であり、スループットはデータやオペレーション処理量も含む広い概念です。

レイテンシは単一トランザクションの待機時間で、料金所で車が待って通過するまでの時間に例えられます。帯域幅は単位時間あたりに送信できる最大データ容量で、高速道路を1時間に通行できる車の数に相当します。スループットが高くても混雑時には待ち行列が発生しレイテンシが増加するため、必ずしも低レイテンシとは限りません。十分な帯域幅があっても、ブロックパラメータが保守的であればスループットが制限される場合もあります。

スループットがユーザー体験や手数料に与える影響

スループットが高いとトランザクションがブロックに含まれやすくなり、一般的に待ち時間が短縮され手数料も予測しやすくなります。スループットが制限されるとメモリプール（トランザクション待機領域）が混雑し、ユーザーは優先処理のために手数料を上げる傾向があるため、ピーク時にはコストが上昇します。

分散型アプリケーション（dApp）では、エアドロップや人気NFTのミントなど高負荷イベント時に混雑が発生しやすく、スループット不足は失敗やタイムアウトの原因となります。クロスチェーンや決済シナリオでは、スループットが加盟店やユーザーの決済速度に直結します。

スループットに影響する技術要素

スループットに影響する主な要素は、ブロックタイム、ブロックサイズとガスリミット、コンセンサスメカニズム、ネットワーク伝播効率です。

ガスリミットは1ブロックあたりの「計算予算」を定め、ガスはオペレーションのコスト単位です。ガスリミットが高いほど複雑なトランザクションを同時に含められます。ブロックタイムが短いほど、単位時間あたりのブロック数が増え、全体のスループットが向上します。コンセンサスメカニズム（例：Proof of WorkやProof of Stake）は、ブロック生成やネットワーク全体への同期速度を決定します。伝播が速いほど、ブロックがネットワーク全体に迅速に受け入れられ、ロールバックや競合のリスクが低減します。

Layer 2とシャーディングによるスループット向上

Layer 2ソリューションは、メインのブロックチェーン上に構築される二次ネットワークで、多数のトランザクションをオフチェーンで処理し、要約やバッチをメインチェーンに戻すことで全体のスループットを高めます。シャーディングはネットワークの状態やデータを分割し、異なるノードが異なるセグメントを担当することで、単一ノードへの負荷を軽減します。

近年（2023～2025年）、Ethereumはバッチ処理やデータ圧縮技術によりLayer 2のスループットを大幅に向上させました。2024年に導入されたEIP-4844（「Proto-Danksharding」とも呼ばれる）はLayer 2向けに安価なデータ可用性チャネルを提供し、コミュニティや財団の公開資料でも強調されています。手法ごとに重視する改善点は異なり、バッチ処理は一定期間のインクルージョン数を増やし、圧縮はデータコストを削減し、シャーディングは並列処理を可能にします。

スループットの測定方法

信頼性の高いスループット値を得るには、明確な定義と再現可能なプロセスが必要です。

1. 測定基準の定義：「ブロックに含まれたトランザクション」か「ファイナリティ到達トランザクション」かを決め、テスト期間（例：5分間）を設定します。
2. 十分な負荷の生成：システム性能を過小評価しないよう、一定のトランザクション流を作成します。
3. タイミングの同期：観測ノードの時計を同期し、正確な開始・終了タイムスタンプを記録します。
4. データの収集とフィルタリング：ブロックやノードインターフェースからトランザクション数を取得し、失敗や未送信サンプルを除外します。
5. 計算と検証：総トランザクション数を期間で割りスループットを算出、異なる時間帯でテストを繰り返し、混雑時とアイドル時の性能を観察します。
6. 環境の記録：ノードハードウェア、ネットワーク条件、クライアントバージョン、パラメータを明記し、結果の比較可能性を確保します。

Gateにおけるスループットの影響

Gateで入出金を行う際、選択したネットワークのスループットがトランザクションの速度や手数料に影響します。スループットの高いネットワークはピーク時の混雑が少なく、通常は承認が速くなります。混雑したネットワークや低スループットのネットワークでは、送金に時間がかかり追加承認が必要となる場合があります。

例えば、一部のメインネットで高需要イベント時には待ち行列が発生します。GateでRollupなどのLayer 2ソリューションを利用して入金すれば、オンチェーンでの処理速度が向上します。逆に混雑したメインネットを選択すると、待ち時間が長くなり、手数料も高くなる可能性があります。ネットワーク選択時は、スループット、承認要件、手数料体系を考慮し、速度とコストのバランスを取ることが重要です。

資金の安全性について：承認回数が少なくてもファイナリティは保証されません。クロスチェーン送金や大口取引は必ず追加承認を待つべきです。互換性のないネットワークやアドレス形式の利用は資金喪失につながるため避けてください。

スループット向上のリスクとトレードオフ

スループット向上にはトレードオフが伴います。ブロックサイズの拡大やブロック間隔の短縮は、ノードのハードウェアや帯域幅要件を高め、ノード参加者の減少による非中央集権性の低下につながる場合があります。セーフティバッファの削減や承認の高速化は、チェーンの再編成やロールバックのリスクを高めます。

Layer 2では、バッチ処理や圧縮によってスループットが向上しますが、運用リスクやブリッジリスクも生じます。不安定なデータチャネルやオペレーターのミスがバッチ送信や出金タイミングに影響を及ぼすことがあります。高スループットネットワークを選択する際は、非中央集権性、ファイナリティの仕組み、運用耐性も考慮してください。

スループットの総合的評価方法

スループット評価では単一の指標だけに頼らず、TPS、レイテンシ、手数料、失敗率、ファイナリティなど、ピーク時の性能も含めて総合的に判断しましょう。ユーザーは速度・コスト・信頼性のバランスが取れたネットワークを選択することが重要です。Gateのようなプラットフォームでは、現在の混雑状況や承認要件に基づいて入金ネットワークを選び、大口や重要な送金には長めの承認ウィンドウを確保してください。Layer 2のデータ可用性向上やシャーディングなどのスケーリング動向を把握し、今後のスループット動向や運用戦略の判断材料としましょう。

FAQ

スループットが低い場合のトランザクションへの影響

スループットが低いと、トランザクションの待ち行列やネットワーク混雑が発生します。処理まで長時間待つことになり、競争が激しい時期は優先的なインクルージョンのために高額な手数料が必要となり、取引コストが大幅に増加します。深刻な場合はタイムアウトや失敗も発生します。

同じブロックチェーンで時期によってスループットが異なる理由

ブロックチェーンのスループットはネットワークのアクティビティレベルによって変動します。ユーザートランザクションが急増する（例：人気ICOやNFTローンチ時）と、理論上のスループットが一定でも混雑が増し、実際の処理能力は低下して見えます。一時的なプロトコルアップグレードやバリデータノードの状態変化もリアルタイムのスループットに影響します。

ブロックチェーンのスループットがニーズに合うかの判断方法

主に3つの指標を比較します：チェーンの公表平均TPS、ピークTPS、自社ビジネスで必要なトランザクション頻度です。例えば高頻度取引にはTPS 1,000超が必要な場合もあれば、単純な送金なら数十TPSで十分な場合もあります。直近の混雑状況や平均承認時間も確認し、理論値だけで判断しないことが重要です。Gateでは主要チェーンのリアルタイムデータも参照できます。

一部の新しいパブリックチェーンが高スループットを謳ってもユーザー体験が悪い理由

スループットはユーザー体験を左右する要素の一つにすぎません。TPSが高くても、最終承認までの遅さ、クロスチェーンブリッジの遅延、オンチェーンアプリの不足などで使い勝手が悪い場合があります。中にはスループットを誇張するプロジェクトもあり、混雑時に実性能が大きく低下することもあります。ホワイトペーパーの数値だけでなく、必ず実運用で検証しましょう。

スループットとトランザクション手数料の関係

スループットが低いと、多くのユーザーが限られたブロックスペースを奪い合うため、優先処理には高いガス代が必要になります。一方、高スループットチェーンはより多くのトランザクションをリソース競争なしで処理できるため、手数料は一般的に低くなります。そのため、ユーザーはArbitrumやOptimismなどの高スループットLayer 2ネットワークを好む傾向があり、Gate上でもメインネットに比べて大幅に低コストで取引できます。