폴카닷의 JAM : RISC-V 를 통한 블록체인 아키텍처의 재정의
2025년 4월, 비탈릭 부테린은 1년 전만 해도 이단적인 것으로 여겨졌을 법한 제안을 했습니다. 바로 이더리움의 EVM을 RISC-V로 교체하자는 것이었습니다. 이 제안은 즉각적인 논쟁을 불러일으켰습니다. 하지만 대부분의 평론가들이 놓친 사실은 폴카닷이 이미 1년 넘게 정확히 이러한 아키텍처를 구축해 왔으며, 실제 서비스 배포를 불과 몇 달 앞두고 있었다는 점입니다.
폴카닷의 JAM ( Join-Accumulate Machine ) 은 단순한 블록체인 업그레이드가 아닙니다. 이는 "블록체인"이 무엇을 의미하는지에 대한 근본적인 재고를 나타냅니다. 이더리움의 세계관이 트랜잭션을 처리하는 글로벌 가상 머신에 집중되어 있는 반면, JAM은 핵심 계층에서 트랜잭션 개념을 완전히 제거하고 이를 컴퓨팅 모델로 대체했습니다. 이 모델은 850 MB / s의 데이터 가용성을 약속하며, 이는 폴카닷의 이전 용량보다 42배, 이더리움의 1.3 MB / s보다 650배 높은 수치입니다.
그 영향은 성능 벤치마크를 훨씬 뛰어넘습니다. JAM은 포스트 이더리움 ( post-Ethereum ) 패러다임의 블록체인 아키텍처를 가장 명확하게 표현한 모델일 수 있습니다.
그레이 페이퍼: 개빈 우드의 제3막
개빈 우드 ( Gavin Wood ) 박사는 2014년에 이더리움 황서 ( Yellow Paper ) 를 작성하여 이더리움을 가능하게 한 공식 사양을 제공했습니다. 그는 2016년에 폴카닷 백서 ( White Paper ) 를 통해 이기종 샤딩과 공유 보안을 도입했습니다. 2024년 4월, 그는 두바이에서 열린 Token2049에서 JAM 그레이 페이퍼 ( Gray Paper ) 를 발표하며 프로그래밍 가능한 블록체인의 전체 역사를 아우르는 3부작을 완성했습니다.
그레이 페이퍼는 JAM을 "이더리움의 스마트 컨트랙트 환경과 유사한 글로벌 싱글톤 무허가 객체 환경으로, 확장 가능한 노드 네트워크에서 병렬화된 보안 사이드밴드 컴퓨팅과 결합된 것"이라고 설명합니다. 하지만 이는 개념적 변화를 과소평가하는 것일 수 있습니다.
JAM은 단순히 기존 블록체인 설계를 개선하는 것이 아닙니다. JAM은 질문합니다. 블록체인을 가상 머신으로 생각하는 것을 완전히 멈춘다면 어떻게 될까요?
트랜잭션 문제
이더리움을 포함한 전통적인 블록체인은 근본적으로 트랜잭션 처리 시스템입니다. 사용자는 트랜잭션을 제출하고, 검증자는 이를 순서대로 정렬하여 실행하며, 블록체인은 상태 변화를 기록합니다. 이 모델은 그동안 잘 작동해 왔지만 본질적인 한계를 가지고 있습니다:
- 순차적 병목 현상: 트랜잭션이 정렬되어야 하므로 처리량 제약이 발생합니다.
- 글로벌 상태 경합: 모든 트랜잭션이 잠재적으로 공유 상태를 건드립니다.
- 실행 결합: 합의와 연산이 밀접하게 결합되어 있습니다.
JAM은 우드가 "정제-축적 ( Refine-Accumulate )" 패러다임이라고 부르는 방식을 통해 이러한 문제들을 분리합니다. 시스템은 두 단계로 작동합니다:
정제 ( Refine ): 연산이 네트워크 전반에서 병렬로 수행됩니다. 작업은 조정 없이 동시에 실행될 수 있는 독립적인 단위로 나뉩니다.
축적 ( Accumulate ): 결과가 수집되어 글로벌 상태로 병합됩니다. 오직 이 단계에서만 정렬에 대한 합의가 필요합니다.
그 결과 "트랜잭션이 없는 ( transactionless )" 코어 프로토콜이 탄생합니다. JAM 자체는 트랜잭션을 처리하지 않으며, JAM 위에 구축된 애플리케이션이 이를 처리합니다. 이러한 분리를 통해 베이스 레이어는 오로지 안전하고 병렬적인 연산에만 집중할 수 있습니다.
PolkaVM: 왜 RISC-V가 중요한가
JAM의 중심에는 RISC-V 명령어 세트를 기반으로 목적에 맞게 구축된 가상 머신인 PolkaVM이 있습니다. 이 선택은 블록체인 연산에 있어 심오한 영향을 미칩니다.
EVM의 아키텍처 부채
이더리움의 EVM은 블록체인 실행에 대한 많은 현대적 전제들이 이해되기 전인 2013-2014년에 설계되었습니다. 그 아키텍처에는 당시의 시대상이 반영되어 있습니다:
- 스택 기반 실행: 작업이 경계가 없는 스택에서 값을 푸시 ( push ) 하고 팝 ( pop ) 하므로 복잡한 추적이 필요합니다.
- 256비트 워드 크기: 암호화 편의를 위해 선택되었으나 대부분의 작업에서 낭비가 발생합니다.
- 단일 차원 가스: 하나의 지표가 매우 다른 컴퓨팅 자원의 가격을 책정하려고 시도합니다.
- 해석 전용: EVM 바이트코드는 네이티브 코드로 효율적으로 컴파일될 수 없습니다.
이러한 설계 결정은 초기 선택으로서는 타당했으나 지속적인 성능 저하를 초래합니다.
RISC-V의 장점
PolkaVM은 근본적으로 다른 접근 방식을 취합니다:
레지스터 기반 아키텍처: 현대 CPU와 마찬가지로 PolkaVM은 인자 전달을 위해 유한한 레지스터 세트를 사용합니다. 이는 실제 하드웨어와 일치하여 네이티브 명령어 세트로의 효율적인 변환을 가능하게 합니다.
64 비트 워드 크기: 현대 프로세서는 64비트입니다. 일치하는 워드 크기를 사용함으로써 대다수의 연산에서 256비트 작업을 에뮬레이션하는 오버헤드를 제거합니다.
다차원 가스: 연산, 저장, 대역폭 등 서로 다른 자원의 가격이 독립적으로 책정되어 실제 비용을 더 잘 반영하고 가격 오책정 공격을 방지합니다.
이중 실행 모드: 즉각적인 실행을 위해 코드를 해석하거나 최적화된 성능을 위해 JIT 컴파일할 수 있습니다. 시스템은 워크로드의 특성에 따라 적절한 모드를 선택합니다.
성능 영향
이러한 아키텍처의 차이는 실제 성능 향상으로 이어집니다. 벤치마크에 따르면 PolkaVM은 산술 연산이 많은 컨트랙트에서 WebAssembly보다 10배 이상의 개선을 보여주며, EVM은 이보다 더 느립니다. 복잡한 다중 컨트랙트 상호작용의 경우, JIT 컴파일이 설정 비용을 분할 상쇄함에 따라 그 격차는 더욱 벌어집니다.
더 중요한 점은 PolkaVM이 RISC-V로 컴파일되는 모든 언어를 지원한다는 것입니다. EVM 개발자가 Solidity, Vyper 및 몇몇 특수 언어에 국한되는 반면, PolkaVM은 Rust, C++, 그리고 궁극적으로 모든 LLVM 지원 언어에 문을 열어줍니다. 이는 잠재적인 개발자 풀을 극적으로 확장합니다.
개발자 경험 유지
아키텍처의 대대 적인 개편에도 불구하고, PolkaVM 은 기존 워크플로우와의 호환성을 유지합니다. Revive 컴파일러는 인라인 어셈블러를 포함한 완전한 Solidity 지원을 제공합니다. 개발자는 프로세스를 변경하지 않고도 Hardhat, Remix 및 MetaMask 를 계속 사용할 수 있습니다.
Papermoon 팀은 Uniswap V2 의 컨트랙트 코드를 PolkaVM 테스트넷으로 성공적으로 마이그레이션함으로써 이러한 호환성을 입증했습니다. 이는 복잡하고 검증된 DeFi 코드라도 재작성 없이 전환될 수 있음을 보여줍니다.
JAM 의 성능 목표
Wood 가 JAM 에 대해 예상하는 수치는 현재의 블록체인 기준으로 볼 때 경이로운 수준입니다.
데이터 가용성
JAM 은 850 MB/s 의 데이터 가용성을 목표로 합니다. 이는 최근 최적화 이전의 바닐라 폴카닷 (Polkadot) 용량의 약 42 배이며, 이더리움의 1.3 MB/s 보다 650 배 더 큽니다. 참고로, 이는 기업용 데이터베이스 시스템의 처리량에 근접하는 수치입니다.
컴퓨팅 처리량
Gray Paper 는 JAM 이 풀 가동 시 초당 약 1,500 억 가스 (gas) 를 달성할 수 있을 것으로 추정합니다. 가스를 트랜잭션으로 변환하는 것은 정확하지 않을 수 있지만, 데이터 가용성 목표를 기준으로 한 이론적 최대 처리량은 340 만 + TPS 이상에 도달합니다.
실제 환경 검증
이러한 수치는 단순히 이론적인 것이 아닙니다. 스트레스 테스트를 통해 아키텍처가 검증되었습니다:
- Kusama (2025 년 8 월): 부하 용량의 23 % 만으로 143,000 TPS 달성
- 폴카닷 "Spammening" (2024 년): 제어된 테스트 환경에서 623,000 TPS 도달
이 수치들은 낙관적인 전망이나 실제 운영 환경을 반영하지 못하는 테스트넷 조건이 아닌, 실제 트랜잭션 처리량을 나타냅니다.
개발 현황 및 일정
JAM 개발은 구조화된 마일스톤 시스템을 따르며, 43 개의 구현 팀이 6,000 만 달러 (1,000 만 DOT + 10 만 KSM) 이상의 상금 풀을 두고 경쟁하고 있습니다.
현재 진행 상황 (2025 년 하반기)
생태계는 몇 가지 중요한 마일스톤에 도달했습니다:
- 여러 팀이 Web3 Foundation 테스트 벡터와 100 % 일치하는 적합성을 달성했습니다.
- 개발은 Gray Paper 버전 0.6.2 에서 0.8.0 까지 진행되었으며, v1.0 에 가까워지고 있습니다.
- 리스본에서 열린 JAM Experience 컨퍼런스 (2025 년 5 월) 에서 구현 팀들이 모여 심도 있는 기술 협업을 진행했습니다.
- 케임브리지, 베이징 대학, 푸단 대학을 포함한 전 세계 9 개 지역의 대학 투어를 통해 1,300 명 이상의 참가자를 만났습니다.
마일스톤 구조
팀은 일련의 마일스톤을 통해 진행합니다:
- IMPORTER (M1): 상태 전환 적합성 테스트 통과 및 블록 가져오기
- AUTHORER (M2): 블록 생성, 네트워킹 및 오프체인 구성 요소를 포함한 완전한 적합성 달성
- HALF-SPEED (M3): Kusama 수준의 성능 달성 및 대규모 테스트를 위한 JAM Toaster 접근 권한 획득
- FULL-SPEED (M4): 전문적인 보안 감사를 거친 폴카닷 메인넷 수준의 성능 달성
여러 팀이 M1 을 완료했으며, 일부 팀은 M2 를 향해 나아가고 있습니다.
메인넷 로드맵
- 2025 년 하반기: 최종 Gray Paper 수정, 마일스톤 제출 지속, 테스트넷 참여 확대
- 2026 년 1 분기: OpenGov 국민투표를 통한 거버넌스 승인 후 폴카닷에서 JAM 메인넷 업그레이드 진행
- 2026 년: CoreChain 1 단계 배포, 공식 퍼블릭 JAM 테스트넷 오픈, 전체 네트워크 전환
거버넌스 프로세스는 이미 강력한 커뮤니티의 지지를 보여주었습니다. 2024 년 5 월, 거의 만장일치에 가까운 DOT 홀더의 투표로 업그레이드 방향이 승인되었습니다.
JAM vs 이더리움: 상호 보완인가 경쟁인가?
JAM 이 "이더리움 킬러" 인지에 대한 질문은 아키텍처의 미묘한 차이를 간과하는 것입니다.
서로 다른 설계 철학
이더리움은 모놀리식 기반 위에서 외부로 확장해 나갑니다. EVM 은 글로벌 실행 환경을 제공하며, L2, 롤업, 샤딩과 같은 확장 솔루션이 그 위에 계층화됩니다. 이 방식은 거대한 생태계를 구축했지만 기술적 부채도 축적되었습니다.
JAM 은 핵심에서부터 모듈성을 지향합니다. Refine 및 Accumulate 단계의 분리, 롤업 처리를 위한 도메인 특화 최적화, 그리고 트랜잭션이 없는 베이스 레이어는 모두 확장성을 위해 처음부터 설계된 구조를 반영합니다.
수렴하는 기술적 선택
출발점은 다르지만, 두 프로젝트는 유사한 결론으로 수렴하고 있습니다. 비탈릭 부테린의 2025 년 4 월 RISC-V 제안은 EVM 아키텍처가 장기적인 성능을 제한한다는 점을 인정했습니다. 폴카닷은 이미 몇 달 전에 RISC-V 지원을 테스트넷에 배포한 상태였습니다.
이러한 수렴은 두 프로젝트의 기술적 판단을 검증하는 동시에 실행력의 격차를 보여줍니다. 폴카닷은 이더리움이 제안하고 있는 것을 이미 구현하여 출시하고 있습니다.
생태계의 현실
기술적 우위가 자동으로 생태계의 지배력으로 이어지지는 않습니다. 이더리움의 개발자 커뮤니티, 애플리케이션의 다양성, 그리고 유동성 깊이는 하룻밤 사이에 복제할 수 없는 강력한 네트워크 효과를 나타냅니다.
더 가능성 높은 결과는 대체가 아닌 전문화입니다. JAM 의 아키텍처는 특정 워크로드, 특히 고처리량 애플리케이션과 롤업 인프라에 최적화되어 있는 반면, 이더리움은 생태계의 성숙도와 자본 형성 측면에서 우위를 유지할 것입니다.
2026 년의 두 프로젝트는 경쟁자라기보다 멀티 체인 인터넷의 상호 보완적인 레이어처럼 보일 것입니다.
JAM 이 블록체인 아키 텍처에 갖는 의미
JAM 의 중요성은 폴카닷을 넘어섭니다. 이는 다른 프로젝트들이 연구하고 선택적으로 채택하게 될 포스트 EVM 패러다임의 가장 명확한 표현입니다.
핵심 원칙
계산 분리: 실행을 합의에서 분리함으로써 사후 고려 사항이 아닌 베이스 레이어에서의 병렬 처리를 가능하게 합니다.
도메인 특화 최적화: 범용 가상 머신(VM)을 구축하고 확장이 가능하기를 바라는 대신, JAM은 블록체인이 실제로 실행하는 워크로드에 맞춰 특별히 설계되었습니다.
하드웨어 정렬: RISC-V와 64비트 워드를 사용하여 가상 머신 아키텍처를 물리적 하드웨어와 일치시킴으로써 에뮬레이션 오버헤드를 제거합니다.
트랜잭션 추상화: 트랜잭션 처리를 애플리케이션 레이어로 이동시켜 프로토콜이 계산 및 상태 관리에 집중할 수 있도록 합니다.
업계 영향
JAM의 상업적 성공 여부와 관계없이, 이러한 아키텍처적 선택은 향후 10년 동안 블록체인 설계에 영향을 미칠 것입니다. 그레이 페이퍼(Gray Paper)는 다른 프로 젝트들이 연구, 비판 및 선택적으로 구현할 수 있는 공식 명세를 제공합니다.
이더리움의 RISC-V 제안은 이미 이러한 영향력을 입증하고 있습니다. 문제는 이러한 아이디어의 확산 여부가 아니라, 얼마나 빨리 그리고 어떤 형태로 확산될 것인가입니다.
향후 전망
JAM은 폴카닷(Polkadot) 자체 이후 개빈 우드(Gavin Wood)의 가장 야심 찬 기술적 비전을 나타냅니다. 그 위험 부담은 야망만큼이나 큽니다. 성공한다면 블록체인 아키텍처에 대한 완전히 다른 접근 방식의 타당성을 입증하겠지만, 실패한다면 폴카닷은 차별화된 기술적 서사 없이 새로운 L1들과 경쟁하게 될 것입니다.
향후 18개월은 JAM의 이론적 이점이 실제 프로덕션 환경으로 이어질지 여부를 결정할 것입니다. 43개의 구현 팀, 9자리 수의 상금 풀, 그리고 메인넷을 향한 명확한 로드맵을 통해 이 프로젝트는 자원과 추진력을 확보했습니다. 이제 지켜봐야 할 것은 리파인-어큐뮬레이트(Refine-Accumulate) 패러다임의 복잡성이 "거의 모든 종류의 작업을 실행할 수 있는 분산 컴퓨터"라는 우드의 비전을 실현할 수 있는지 여부입니다.
블록체인 인프라를 평가하는 개발자와 프로젝트에게 JAM은 단순한 하이프(Hype)가 아니라, 모든 주요 블록체인이 직면한 문제를 해결하려는 기술적으로 엄격한 시도로서 진지한 관심을 기울일 가치가 있습니다. 블록체인-가상 머신 패러다임은 지난 10년 동안 업계를 잘 이끌어 왔습니다. JAM은 다음 10년에는 근본적으로 다른 무언가가 필요하다는 점에 베팅 하고 있습니다.
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