Polkadot の JAM：RISC-V によるブロックチェーン アーキテクチャの再定義
2025 年 4 月、Vitalik Buterin は、1 年前なら異端と思われたであろう提案を行いました。それは、Ethereum の EVM を RISC-V に置き換えるというものです。この提案は瞬く間に議論を巻き起こしました。しかし、多くのコメンテーターが見落としていたのは、Polkadot がすでに 1 年以上前からまさにこのアーキテクチャを構築しており、本番環境へのデプロイまで数ヶ月という段階にあったことです。
Polkadot の JAM（Join-Accumulate Machine）は、単なるブロックチェーンのアップグレードではありません。それは「ブロックチェーン」が何を意味するのかという根本的な再考を象徴しています。Ethereum の世界観がトランザクションを処理するグローバルな仮想マシンを中心に据えているのに対し、JAM はそのコアレイヤーにおいてトランザクションの概念を完全に排除し、850 MB/s のデータ可用性（Polkadot の従来の容量の 42 倍、Ethereum の 1.3 MB/s の 650 倍）を約束する計算モデルに置き換えていま す。
その影響はパフォーマンスのベンチマークをはるかに超えています。JAM は、ポスト Ethereum パラダイムにおけるブロックチェーン・アーキテクチャの、これまでで最も明確な表現となるかもしれません。
Gray Paper：Gavin Wood の第 3 幕
Gavin Wood 博士は 2014 年に Ethereum Yellow Paper を執筆し、Ethereum を可能にした形式仕様を提供しました。続いて 2016 年には Polkadot White Paper を執筆し、異種シャーディングと共有セキュリティを導入しました。そして 2024 年 4 月、ドバイで開催された Token2049 にて JAM Gray Paper を発表しました。これにより、プログラマブル・ブロックチェーンの全史を網羅する三部作が完成したのです。
Gray Paper において、JAM は「Ethereum のスマートコントラクト環境に似た、グローバルなシングルトンでパーミッションレスなオブジェクト環境であり、スケーラブルなノードネットワーク上で並列化された安全なサイドバンド計算と組み合わされたもの」と説明されています。しかし、これだけでは概念的な転換を過小評価することになります。
JAM は既存のブロックチェーン設計を改善するだけではありません。JAM は問いかけます。「もし、ブロックチェーンを仮想マシンとして考えるのを完全にやめたらどうなるか？」
トランザクションの問題
Ethereum を含む従来のブロックチェーンは、根本的にトランザクション処理システムです。ユーザーがトランザクションを送信し、バリデーターがそれを順序付けて実行し、ブロックチェーンが状態の変化を記録します。このモデルはこれまでうまく機能してきましたが、固有の制限があります：
- シーケンシャルなボトルネック: トランザクションを順序付ける必要があり、スループットに制約が生じる
- グローバルな状態競合: すべてのトランザクションが共有状態に触れる可能性がある
- 実行の結合: コンセンサスと計算が密接に結びついている
JAM は、Wood 氏が「Refine-Accumulate（洗練と蓄積）」パラダイムと呼ぶ手法を通じて、これらの懸念を分離します。システムは 2 つのフェーズで動作します：
Refine（洗練）: 計算はネットワーク全体で並行して行われます。作業は独立したユニットに分割され、調整なしに同時に実行できます。
Accumulate（蓄積）: 結果が収集され、グローバルな状態にマージされます。順序付けに関するコンセンサスが必要なのは、このフェーズのみです。
その結果、プロトコルのコアは「トランザクションレス」になります。JAM 自体はトランザクションを処理せず、JAM 上に構築されたアプリケーションが処理を行います。この分離により、ベースレイヤーは安全で並列な計算だけに集中できるようになります。
PolkaVM：なぜ RISC-V が重要なのか
JAM の心臓部には、RISC-V 命令セットに基づいた専用の仮想マシン PolkaVM が鎮座しています。この選択は、ブロックチェーンの計算に大きな影響を及ぼします。
EVM のアーキテクチャ上の負債
Ethereum の EVM は、ブロックチェーンの実行に関する現代的な前提の多くが理解される前の 2013 年から 2014 年にかけて設計されました。そのアーキテクチャには当時の時代背景が反映されています：
- スタックベースの実行: 操作によって境界のないスタックから値をプッシュおよびポップするため、複雑な追跡が必要になる
- 256 ビットのワードサイズ: 暗号学的な利便性のために選ばれたが、ほとんどの操作において無駄が多い
- 単一次元のガス: 単一の指標で、大きく異なる計算リソースの価格設定を試みている
- インタープリタ専用: EVM バイトコードはネイティブコードに効率的にコンパイルできない
これらの設計上の決定は、初期の選択としては理にかなっていましたが、現在では継続的なパフォーマンスの低下を招いています。
RISC-V の利点
PolkaVM は根本的に異なるアプローチを取っています：
レジスタベースのアーキテクチャ: 現代の CPU と同様に、PolkaVM は引数の受け渡しに有限のレジスタセットを使用します。これは実際のハードウェアと整合しており、ネイティブ命令セットへの効率的な変換を可能にします。
64 ビットのワードサイズ: 現代のプロセッサは 64 ビットです。ワードサイズを合わせることで、大多数の計算において 256 ビット操作をエミュレートするオーバーヘッドを排除できます。
多次元のガス: 異なるリソース（計算、ストレージ、帯域幅）が個別に価格設定され、真のコストをより正確に反映し、誤った価格設定による攻撃を防ぎます。
デュアル実行モード: コードは即時実行のためにインタープリトされるか、最適化されたパフォーマンスのために JIT コンパイルされます。システムはワークロードの特性に基づいて適切なモードを選択します。
パフォーマンスへの影響
アーキテクチャの違いは、実際のパフォーマンス向上につながります。ベンチマークでは、PolkaVM が算術集約 的なコントラクトにおいて WebAssembly よりも 10 倍以上の改善を達成していることが示されています。EVM はさらに低速です。複雑なマルチコントラクトの相互作用では、JIT コンパイルがセットアップコストを分散させるため、その差はさらに広がります。
おそらくさらに重要なのは、PolkaVM が RISC-V にコンパイルできるあらゆる言語をサポートしていることです。EVM の開発者が Solidity や Vyper、およびいくつかの特殊な言語に限定されているのに対し、PolkaVM は Rust、C++、そして最終的には LLVM がサポートするあらゆる言語への扉を開きます。これにより、潜在的な開発者プールが劇的に拡大します。
開発者体験の維持
アーキテクチャの大幅な刷新にもかかわらず、 PolkaVM は既存のワークフローとの互換性を維持しています。 Revive コンパイラは、インラインアセンブラを含む Solidity の完全なサポートを提供します。開発者は、プロセスを変更することなく Hardhat 、 Remix 、 MetaMask を使い続けることができます。
Papermoon チームは、 Uniswap V2 のコントラクトコードを PolkaVM テストネットに正常に移行させることで、この互換性を実証しました。これは、複雑で実戦投入済みの DeFi コードであっても、書き換えなしで移行できることを証明しています。
JAM のパフォーマンス目標
Gavin Wood 氏が JAM に対して予測している数値は、現在のブロックチェーンの基準からすると驚異的です。
データ可用性
JAM は 850 MB/s のデータ可用性（ Data Availability ）を目標としています。これは、最近の最適化前の標準的な Polkadot の容量の約 42 倍、イーサリアムの 1.3 MB/s の 650 倍に相当します。参考までに、これはエンタープライズ向けデータベースシステムの処理能力に匹敵します。
計算スループット
Gray Paper の推定では、 JAM はフル稼働時に 1 秒あたり約 1,500 億ガスを達成できます。ガスをトランザクション数に換算するのは正確ではありませんが、データ可用性の目標に基づくと、理論上の最大スループットは 340 万 TPS 以上に達します。
実環境での検証
これらは純粋に理論上の数値ではありません。ストレステストによってアーキテクチャが検証されています：
- Kusama（ 2025 年 8 月 ）: わずか 23% の負荷容量で 143,000 TPS を達成
- Polkadot 「 Spammening 」（ 2024 年 ）: 制御されたテスト環境で 623,000 TPS に到達
これらの数値は、本番環境を反映していない楽観的な予測やテストネットの条件ではなく、真正なトランザクションスループットを表しています。
開発状況とタイムライン
JAM の開発は構造化されたマイルストーンシステムに従っており、 43 の実装チームが 6,000 万ドル（ 1,000 万 DOT + 10 万 KSM ）を超える賞金プールを競い合っています。
現在の進捗（ 2025 年後半 ）
エコシステムはいくつかの重要なマイルストーンに到達しました：
- 複数のチームが Web3 Foundation のテストベクターとの 100% の適合を達成
- 開発は Gray Paper バージョン 0.6.2 から 0.8.0 を経て進展し、 v1.0 に近づいている
- リスボンで開催された JAM Experience カンファレンス（ 2025 年 5 月 ）では、実装チームが集まり深い技術的コラボレーションが行われた
- 大学ツアーでは、ケンブリッジ、北京大学、復旦大学を含む世界 9 か所で 1,300 人以上の参加者にリーチした
マイルストーン構造
チームは一連のマイルストーンを経て進みます：
- IMPORTER (M1): 状態遷移の適合性テストに合格し、ブロックをインポートする
- AUTHORER (M2): ブロック生成、ネットワーキング、オフチェーンコンポーネントを含む完全な適合
- HALF-SPEED (M3): Kusama レベルのパフォーマンスを達成し、フルスケールテスト用の JAM Toaster へのアクセス権を得る
- FULL-SPEED (M4): 専門的なセキュリティ監査を受けた、 Polkadot メインネットレベルのパフォーマンス
複数のチームが M1 を完了しており、数チームが M2 に向けて進んでいます。
メインネットへのタイムライン
- 2025 年後半: Gray Paper の最終改訂、継続的なマイルストーンの提出、テストネット参加の拡大
- 2026 年第 1 四半期: OpenGov レファレンダムによるガバナンス承認後、 Polkadot 上での JAM メインネットアップグレード
- 2026 年: CoreChain フェーズ 1 の展開、公式パブリック JAM テストネット、完全な ネットワーク移行
ガバナンスプロセスでは、すでに強力なコミュニティの支持が示されています。 2024 年 5 月の投票では、 DOT ホルダーのほぼ満場一致でアップグレードの方向性が承認されました。
JAM vs イーサリアム：補完的か、それとも競争的か？
JAM が「イーサリアムキラー」であるかどうかという問いは、アーキテクチャのニュアンスを見落としています。
設計思想の違い
イーサリアムはモノリシックな基盤から外側へと構築されています。 EVM はグローバルな実行環境を提供し、 L2 、ロールアップ、シャーディングなどのスケーリングソリューションがその上に重なります。このアプローチは巨大なエコシステムを生み出しましたが、同時に技術的負債も蓄積してきました。
JAM はモジュール性を核として設計されています。 Refine（ 洗練 ）フェーズと Accumulate（ 蓄積 ）フェーズの分離、ロールアップ処理のためのドメイン固有の最適化、そしてトランザクションのないベースレイヤーはすべて、スケーラビリティのためにゼロから設計されたことを反映して います。
技術的選択の収束
出発点は異なりますが、両プロジェクトは同様の結論に収束しつつあります。 Vitalik 氏による 2025 年 4 月の RISC-V 提案は、 EVM のアーキテクチャが長期的なパフォーマンスを制限していることを認めました。 Polkadot はその数ヶ月前に、すでに RISC-V サポートをテストネットにデプロイしていました。
この収束は両プロジェクトの技術的判断の正しさを裏付けると同時に、実行力の差を浮き彫りにしています。 Polkadot は、イーサリアムが提案しているものをすでに形にしています。
エコシステムの現実
技術的な優位性が自動的にエコシステムの支配につながるわけではありません。イーサリアムの開発者コミュニティ、アプリケーションの多様性、そして流動性の深さは、一朝一夕には複製できない強力なネットワーク効果を表しています。
より可能性の高い結果は、置き換えではなく特化です。 JAM のアーキテクチャは、特定のワークロード（ 特に高スループットのアプリケーションやロールアップインフラストラクチャ ）に最適化されており、一方でイーサリアムはエコシステムの成熟度と資本形成において優位性を保ちます。
2026 年におい て、それらは競合というよりも、マルチチェーン・インターネットの補完的なレイヤーのように見えるでしょう。
JAM がブロックチェーンアーキテクチャにもたらす意味
JAM の重要性は Polkadot だけに留まりません。これは、他のプロジェクトが研究し、部分的に採用していくであろう「ポスト EVM パラダイム」の最も明確な表現なのです。
主要な原則
計算の分離： 実行をコンセンサスから切り離すことで、後付けではなくベースレイヤーでの並列処理を可能にします。
ドメイン固有の最適化： 汎用的な VM を構築してスケーラビリティを期待するのではなく、JAM はブロックチェーンが実際に実行するワークロードに特化して設計されています。
ハードウェアのアライメント： RISC-V と 64 ビットワードを使用することで、仮想マシンのアーキテクチャを物理ハードウェアに合わせ、エミュレーションのオーバーヘッドを排除します。
トランザクションの抽象化： トランザクション処理をアプリケーションレイヤーに移動させることで、プロトコルが計算と状態管理に集中できるようにします。
業界への影響
JAM が商業的に成功するかどうかにかかわらず、これらのアーキテクチャの選択は今後 10 年間のブロックチェーン設計に影響を与えるでしょう。Gray Paper（グレーペーパー）は、他のプロジェクトが研究、批評し、選択的に実装できる正式な仕様を提供します。
イーサリアムの RISC-V 提案は、すでにこの影響を示しています。問題は、これらのアイデアが広まるかどうかではなく、どれほど早く、どのような形で広まるかです。
今後の展望
JAM は、Polkadot そのもの以来のギャビン・ウッド氏による最も野心的な技術的ビジョンを表しています。その賭けは野心に見合うものです。成功すれば、ブロックチェーンアーキテクチャに対する全く異なるアプローチが正当化されますが、失敗すれば、Polkadot は差別化された技術的ナラティブなしに新しい L1 と競争することになります。
今後 18 ヶ月で、JAM の理論的な優位性が本番環境の現実に反映されるかどうかが決まります。43 の実装チーム、9 桁の賞金プール、そしてメインネットへの明確なロードマップにより、プロジェクトにはリソースと勢いがあります。今後注目されるのは、Refine-Accumulate （リファイン・アキュムレート）パラダイムの複雑さが、「ほぼあらゆる種類のタスクを実行できる分散型コンピュータ」というウッド氏のビジョンを実現できるかどうかです。
ブロックチェーンインフラを評価している開発者やプロジェクトにとって、JAM は真剣に注目する価値があります。それはハイプとしてではなく、あらゆる主要なブロックチェーンが直面している問題を解決するための技術的に厳密な試みとしてです。「仮想マシンとしてのブロックチェーン」というパラダイムは、過去 10 年間業界に貢献してきました。JAM は、次の 10 年には根本的に異なる何かが必要であることに賭けています。
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