全チェーンゲームの「AMMの瞬間」とは何か？
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全チェーンゲームの「AMMの瞬間」とは何か？
滴答チェーンは、フルチェーンゲームにおけるAMMの瞬間である。
Web3業界の深掘り報道に専念し潮流を洞察ある製品、技術、または革新が特定の業界に革命的な影響を与えたことを表現する際、「iPhone モーメント」という言葉を好んで使います。これは2007年にAppleがiPhoneを発表した後、携帯電話およびモバイルコンピューティング業界全体に及ぼした大きな影響に基づいています。
DeFi業界ではこれを「AMM モーメント」と呼びます。AMMモデルはDeFi分野において特に流動性向上の面で重要な役割を果たし、2021年のブルームーキャル到来を直接促しました。では、フルオンチェーンゲームにおける「AMM モーメント」とは何でしょうか？本稿でその真相を探ります。
一、DeFiにおけるAMMの重要性
DeFiとはブロックチェーン技術と金融分野の融合であり、金融ルールをスマートコントラクトに記述することで、非中央集権的・プライバシー保護型・自動化されたシステムを実現します。金融分野である以上、各プロジェクトにとって最も重要なのは何でしょうか？それは明らかに「流動性」です。例えば貸出、取引、支払い（ステーブルコイン事業）という3大ビジネスモデルにおいて、流動性がなければいずれも持続的に展開できません。
貸出：流動性は貸出業務の核です。銀行や他の金融機関は短期間の預金やその他の資金源に依存して長期融資を提供しています。金融機関が十分な流動性を確保できない場合、顧客の融資ニーズに対応できなくなるか、短期債務の返済が必要な際に困難に直面する可能性があります。流動性リスクは金融危機における重要な要因であり、銀行が融資義務を満たすために十分な資金を調達できないとき、破綻する可能性があります。
取引：資本市場において、流動性は取引の鍵となります。流動性が高いということは、資産を価値を損なうことなく迅速に売買できる状態を意味します。市場や資産に流動性が欠けると、投資家はより大きなスプレッドに直面したり、資産を売却したいときに買い手を見つけにくくなるかもしれません。これにより価格の急激な変動や市場の不安定さが生じる可能性があります。
支払い（ステーブルコイン）：支払いシステム（ステーブルコイン）の流動性は極めて重要です。個人や企業が資金を移動させる必要があるとき、効率的で信頼できる支払いシステムに依存しています。支払いシステム（ステーブルコイン）に流動性が欠けると、支払いの遅延や失敗が生じ、経済全体の運営に影響を及ぼす可能性があります。
Web3において、取引は金融業務の中核です。なぜなら貸出や支払いはすべて取引を支援するために存在するものだからです（レバレッジ提供と取引媒介）。それではなぜ「AMM モーメント」と呼ばれるようになったのでしょうか？それはブロックチェーン自体の性能制限によるものです。
中央集権的な金融機関は金融ルールを自社の高性能サーバー上に置いており、マッチング効率が非常に高い一方、DeFiは金融ルールをスマートコントラクト内に置くことで、マッチング効率を犠牲にして非中央集権性とプライバシー保護を実現しています。
スマートコントラクトは一種の「ワールドコンピュータ」層のシミュレーションとして、相対的に性能が極めて低いものです。初期のDeFiプロジェクトでは、貸出や取引所に関わらず、伝統的な金融のオーダーブック方式が採用されていました。この方式では、DeFiはCeFiに対して全く太刀打ちできませんでしたが、AMMの登場によって状況が変わりました。
極めて低性能な「ワールドコンピュータ」上で、いかに流動性のマッチング効率を劇的に高めるか？ AMMモデルの解決策は、資金プールとアルゴリズムを用いて自動マッチングを行うことです。具体的な仕組みについては多くの記事で紹介されていますので、ここでは詳述しません。既にわかっている利点としては以下の通りです。
従来のマーケットメイカー不要：従来の金融市場では、マーケットメイカーが売買注文の価格を提示し、市場の流動性を確保する必要があります。一方、AMMモデルでは流動性プロバイダーが資金をスマートコントラクトに預け、あらかじめ定義されたアルゴリズムに基づいて価格調整と取引実行が自動的に行われるため、従来のマーケットメイカーの介入が不要になります。
流動性プール：AMMモデルにおける流動性プールは、取引者に常に利用可能なカウンターパーティを提供します。流動性プロバイダーはこれらのプールに資金を預け、取引手数料を得ることで報酬を受け取り、これによりより多くの参加者が誘発され、市場の流動性が向上します。
取引摩擦の低減：AMMの自動化特性により、取引者は従来の売買注文マッチングを待つことなくいつでも取引可能となり、取引摩擦が低下します。
DeFiイノベーションの推進：AMMモデルは、流動性マイニング、デュアルトークン流動性プールなど、DeFi分野に多くの新規イノベーションをもたらしました。これらはさらにDeFiの発展と普及を後押ししました。
AMMメカニズムのイノベーションにより、DeFiの流動性マッチング効率がCeFiに匹敵するまでになり、最終的に「DeFi Summer」をもたらしました。
二、ゲームとブロックチェーンの本質的矛盾
今、フルオンチェーンゲームはDeFiと同じ局面に立っています。極めて低性能な「ワールドコンピュータ」上でどうやってゲームを動作させるか？ これにはゲームとブロックチェーンの本質的矛盾を深く分析する必要があります。
私はかつて『フルオンチェーンゲームエンジンアーキテクチャARCとECSの違い』という記事を書きました。そこではゲームループの概念を紹介し、従来のゲームがループベース（loop-based）であることを指摘しています。
従来のゲームはループベースであり、その中核となる実行メカニズムはゲームループです。ゲームループはユーザー入力の処理、ゲーム状態の更新、ゲーム世界のレンダリングといったステップを繰り返す不断のプロセスです。このループはゲーム実行中ずっと継続され、通常毎秒数十回から数百回実行されることで、ゲーム世界の滑らかさを保ちます。このアーキテクチャでは、ゲームシステム（物理エンジン、AIシステムなど）は各ループごとに関心のあるゲームエンティティやコンポーネントをチェックし処理します。
一方、ブロックチェーンのアーキテクチャはプッシュベース（push-based）です。ブロックチェーンは分散型データベースであり、ネットワーク内のノードが情報を共有・保存します。あるノードが新しいトランザクション（送金、コントラクト呼び出し等）を生成すると、それがネットワークにプッシュされ、他のノードはそのトランザクションを受信・検証し、ブロックチェーンに追加します。これは能動的ではなく受動的なプロセスであり、ノードは自ら新しいトランザクションを探しに行くのではなく、他のノードからの送信を待っています。そのため、ブロックチェーンのアーキテクチャはプッシュベースと呼ばれます。
実はこの文章で上記の問いにすでに答えています。ゲームアーキテクチャは一般的にループベースですが、ブロックチェーンアーキテクチャはプッシュベースであり、これがゲームとブロックチェーンの本質的矛盾です。この矛盾をどう解決するか？ いわば、この矛盾を解決すれば、フルオンチェーンゲームの「AMM モーメント」が訪れるのです。
さらに深い議論を行うために、ゲームがどのようにゲームループを実現しているかを見てみましょう。
すべてのゲームは、ユーザー入力の取得、ゲーム状態の更新、AI処理、音楽・効果音の再生、ゲーム表示といった一連の順序を持っています。この順序はゲームループによって処理されます。ここでは個々のタスクの詳細には触れず、ゲームループ自体に焦点を当てます。そのため、タスクをupdate_game()とdisplay_game()という2つの関数に簡略化できます。以下はゲームループの最も単純な形のコード例です：
bool game_is_running = true;
while( game_is_running ) { update_game(); display_game(); }
ここで3つの用語を導入します：
Tick
Tickはgame loopの同義語（擬音語）であり、1 tick = 1 game loop
FPS
FPSは1秒あたりのフレーム数（Frames Per Second）の略称です。上記実装の文脈では、display_game()関数が1秒間に呼び出される回数を意味します。
ゲームスピード
ゲームスピードは1秒あたりのゲーム状態更新回数、つまりupdate_game()関数が1秒間に呼び出される回数のことです。
まとめると、Tick/Game Loopはゲームの基本サイクルであり、ゲームロジックの更新方法を決定します。FPSは1秒あたりの描画フレーム数であり、ゲームの視覚的流暢さを決定します。ゲームスピードはゲームロジックの進行速度を示し、通常tickレートと等しくなります。理想的には、tickレート、FPS、ゲームスピードはすべて等しくなるべきで、つまり各ロジック更新後に描画が対応することを意味します。しかし実際には、パフォーマンス制約や他の技術的制限があるため、これら3つが異なることがあります。
三、フルオンチェーンゲームの核心的課題
以上の理解を踏まえ、現在フルオンチェーンゲームにおける核心的課題について考察できます。
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ゲームループとブロックチェーンの不一致：従来のゲームはゲームループ（game loop）に基づいており、ゲーム状態が各tickまたはフレームごとに更新されます。しかしブロックチェーンはイベント駆動型であり、新しいトランザクションや操作があるときのみ状態更新がトリガーされます。この根本的な不一致は、フルオンチェーンゲームで従来のゲームループを実装することを複雑にしています。
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遅延とリアルタイム性：ブロックチェーンのトランザクション確認時間はゲームの応答遅延を引き起こす可能性があり、アクションゲームや競技ゲームのように迅速な応答が求められるゲームにとっては問題です。有効なtickingメカニズムはこのような遅延を考慮し、ゲーム体験への影響を最小限に抑える必要があります。
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リソース制限と計算コスト：ブロックチェーンの状態を更新するたびに計算リソースを消費し、費用が発生する可能性があります。フルオンチェーンゲームでは、頻繁な状態更新が高額な費用につながる可能性があります。そのため、ゲームの流暢さとコストの両立を図るための効率的なtickingメカニズムが必要です。
もしブロックチェーンの特性に適した新たなtickingメカニズムまたはゲームループモデルを開発できれば、まさに「AMM モーメント」となるでしょう。これは従来のゲーム開発技術とブロックチェーンの特性を融合し、まったく新しいゲームフレームワークを創出することになるかもしれません。
では、すべてのゲームタイプがループベースなのでしょうか？ 多くのゲームタイプは確かにループベースですが、中には「プッシュベース」のゲームも存在します。こうしたゲームは継続的・リアルタイムな状態更新を必要としません。たとえばターン制ストラテジーゲーム、チェスなどのボードゲーム、あるいは特定のカードゲームなどです。これらのゲームでは、プレイヤーが行動を起こすときのみ状態が更新され、これはブロックチェーンのイベント駆動モデルに近い性質を持ちます。したがって、フルオンチェーンゲームの観点からは、「プッシュベース」モデルに合致するゲームをまず開発することを検討すべきであり、これによりブロックチェーンの特性に自然に適合させることができます。
四、ティックチェーンこそがフルオンチェーンゲームのAMMモーメントである
Argusの創業者Scottも同様の見解を示しています：
ゲームはループ駆動型のランタイム（loop-driven runtime）で動作します。ユーザー入力がなくても、状態遷移は継続します。火は燃え続け、水は流れ続け、作物は成長し続け、昼夜のサイクルも続くのです。
では、ブロックチェーンに適したtickingメカニズムをどう設計すればよいでしょうか？ @therealbytesが答えを提示しました。私は彼の古典的文章『OPStackを使ってフルオンチェーンゲームのクロックサイクルを構築する方法』を翻訳したことがあります。そこでは、スマートコントラクトとプリコンパイルコントラクトを使ってtickingシステムを構築する方法が非常に詳細に説明されています。残念ながら、技術的内容が多いため、私の全記事中で閲覧数が最も低い記事となりました。VitalikがDEXにAMMを導入した古典的文章『Let’s run on-chain decentralized exchanges the way we run prediction markets』と似ており、その中で有名な定数乗積式「A * B = k」が初めて紹介されました。
（興味深い点：当時はまだ「DeFi」という呼称はなく、「オンチェーン分散型取引所（On-chain decentralized exchange）」と呼ばれていました。ちょうど今、我々がフルオンチェーンゲームを「オンチェーンゲーム（On-chain game）」と呼んでいるのと同じです）
この記事の中で、therealbytesはおそらく初めて、チェーン自体のプリコンパイル機能を利用してtickingを実現する方法を提唱しました。「Ticking-Optimism」はrollupノードを改造し、「ティックトランザクション（tick transaction）」を作成します。これは「入金トランザクション」と同じように動作しますが、L1の属性を設定する代わりに、事前に0x42000000000000000000000000000000000000A0アドレスにデプロイされたコントラクト内でtick()関数を呼び出します。このコントラクトはターゲット変数を設定することで、別のコントラクトを呼び出すことも可能です。
Ticking関数をチェーンのノードに内蔵することは、ループ効率の面で巨大な飛躍です。これはDeFi業界において、AMMモデルがオーダーブックモデルに対してマッチング効率で巨大な進歩を遂げたことに完全に類比できます。どのくらい巨大か？ 私が翻訳した別の記事『[「数字の神」に時を刻む]()』のデータを参照してください：
チェーン自体の限界を十分にテストするために、彼は2種類の方法でゲームを実装しました。1つはオンチェーンで動作するSolidityスマートコントラクトとして、もう1つはチェーン自体のプリコンパイルとしてです。Solidity実装では、70x70グリッドで各ブロック2回の更新に達した時点でCPUが限界に達しました（1ブロック/秒、約1万セル/秒）。一方、カスタムプリコンパイルエンジンを搭載したチェーンは、約6%のCPU使用率（約13万セル/秒）で、同じ更新レートを維持しながら256x256グリッドを実現しました。
五、まとめ
AMMモデルが、低性能なブロックチェーン上でも高いマッチング効率と流動性を金融システムに保証したとすれば、ティックチェーン（Ticking Chain）は、低性能なブロックチェーン上でも高いループ（loop）効率と流暢性をゲームシステムに保証するものです。
上記で紹介したのはtherealbytesのコンセプトプロトタイプにすぎませんが、実際に既にフルオンチェーンゲームエンジンがこのようなティックチェーン方式を採用し始めています。最初のオープンソースのティックチェーンエンジンは@0xcurioで、彼らはプリコンパイルticking関数を持つOPStackを用いてレイヤー2を構築しています。2番目のオープンソースティックチェーンエンジンは@ArgusLabs_で、プリコンパイルticking関数を持つレイヤー2をPolarisを使って構築しています。今後さらに多くのティックチェーンが登場することを信じています。
上の表は金融とゲームの分野におけるブロックチェーン応用の比較であり、両者の極めて高い類似性が見て取れます。DeFiは当初オーダーブックモデルを使用しており、これは能動的なマッチングシステム（Matching system）でしたが、AMMに切り替わったことで受動的な自動マッチングシステムへと変わりました。同様に、フルオンチェーンゲームも当初は「lazy update」と「manual ticking」という能動的なゲームループ方式を用いていましたが、プリコンパイルのティックチェーンに切り替わったことで、受動的な自動ゲームループへと変わりました。AMMは金融の流動性を高めたのに対し、ティックチェーンはゲームの流暢性を高めます。
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