Polkadot JAM: Переосмысление архитектуры блокчейна с помощью RISC-V

В апреле 2025 года Виталик Бутерин предложил нечто, что еще годом ранее казалось бы ересью: замену EVM в Ethereum на RISC-V. Это предложение вызвало немедленные споры. Но большинство комментаторов упустило тот факт, что Polkadot разрабатывала именно такую архитектуру уже более года — и находилась в считанных месяцах от ее внедрения в производство.

!["https://opengraph-image.blockeden.xyz/api/og-blockeden-xyz?title=Polkadot%20JAM%3A%20%D0%9F%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%BE%D1%81%D0%BC%D1%8B%D1%81%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5%20%D0%B0%D1%80%D1%85%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%83%D1%80%D1%8B%20%D0%B1%D0%BB%D0%BE%D0%BA%D1%87%D0%B5%D0%B9%D0%BD%D0%B0%20%D1%81%20%D0%BF%D0%BE%D0%BC%D0%BE%D1%89%D1%8C%D1%8E%20RISC-V%22%5D%0A%0AJAM%20(Join-Accumulate%20Machine) от Polkadot — это не просто очередное обновление блокчейна. Это фундаментальный пересмотр самого понятия «блокчейн». В то время как мировоззрение Ethereum сосредоточено на глобальной виртуальной машине, обрабатывающей транзакции, JAM полностью исключает концепцию транзакций на своем базовом уровне, заменяя ее моделью вычислений, которая обещает доступность данных на скорости 850 МБ/с — что в 42 раза больше предыдущей мощности Polkadot и в 650 раз больше 1,3 МБ/с у Ethereum.

Последствия выходят далеко за рамки показателей производительности. JAM может стать самым четким на сегодняшний день выражением парадигмы пост-Ethereum в архитектуре блокчейна.

Серая книга: Третий акт Гэвина Вуда

Доктор Гэвин Вуд написал Желтую книгу Ethereum в 2014 году, представив формальную спецификацию, которая сделала Ethereum возможным. В 2016 году последовала Белая книга Polkadot, представившая гетерогенный шардинг и общую безопасность. В апреле 2024 года на конференции Token2049 в Дубае он представил Серую книгу JAM — завершив трилогию, охватывающую всю историю программируемых блокчейнов.

Серая книга описывает JAM как «глобальную синглтон-среду объектов без разрешений — аналог среды смарт-контрактов Ethereum — в сочетании с безопасными вычислениями по побочным каналам, распараллеленными в масштабируемой сети узлов». Но это недооценивает масштаб концептуального сдвига.

JAM не просто улучшает существующие конструкции блокчейнов. Он ставит вопрос: что, если мы вообще перестанем воспринимать блокчейны как виртуальные машины?

Проблема транзакций

Традиционные блокчейны — включая Ethereum — по сути являются системами обработки транзакций. Пользователи отправляют транзакции, валидаторы упорядочивают и выполняют их, а блокчейн записывает изменения состояния. Эта модель хорошо служила, но она несет в себе врожденные ограничения:

• Последовательные узкие места: Транзакции должны быть упорядочены, что создает ограничения пропускной способности
• Конкуренция за глобальное состояние: Каждая транзакция потенциально затрагивает общее состояние
• Связанность исполнения: Консенсус и вычисления тесно связаны

JAM разделяет эти задачи с помощью того, что Вуд называет парадигмой «Refine-Accumulate» (Очистка-Накопление). Система работает в две фазы:

Refine (Очистка): Вычисления происходят параллельно по всей сети. Работа делится на независимые единицы, которые могут выполняться одновременно без координации.

Accumulate (Накопление): Результаты собираются и объединяются в глобальное состояние. Только эта фаза требует консенсуса по упорядочиванию.

В результате получается «бестранзакционный» протокол ядра. Сам JAM не обрабатывает транзакции — это делают приложения, построенные на JAM. Такое разделение позволяет базовому уровню сосредоточиться исключительно на безопасных параллельных вычислениях.

PolkaVM: почему RISC-V имеет значение

В основе JAM лежит PolkaVM — специально созданная виртуальная машина на базе набора инструкций RISC-V. Этот выбор имеет глубокие последствия для блокчейн-вычислений.

Архитектурный долг EVM

EVM в Ethereum была разработана в 2013–2014 годах, еще до того, как стали понятны многие современные аспекты выполнения блокчейн-кода. Ее архитектура отражает ту эпоху:

• Стековое выполнение: Операции извлекают и помещают значения в неограниченный стек, что требует сложного отслеживания
• 256-битный размер слова: Выбран для удобства криптографии, но избыточен для большинства операций
• Одномерный газ: Одна метрика пытается оценить стоимость совершенно разных вычислительных ресурсов
• Только интерпретация: Байт-код EVM нельзя эффективно скомпилировать в нативный код

Эти проектные решения были логичны в начале пути, но со временем они привели к постоянным потерям производительности.

Преимущества RISC-V

PolkaVM использует принципиально иной подход:

Регистровая архитектура: Как и современные процессоры, PolkaVM использует конечный набор регистров для передачи аргументов. Это соответствует реальному оборудованию, что позволяет эффективно транслировать код в нативные наборы инструкций.

64-битный размер слова: Современные процессоры — 64-битные. Использование соответствующего размера слова устраняет накладные расходы на эмуляцию 256-битных операций для подавляющего большинства вычислений.

Многомерный газ: Различные ресурсы (вычисления, хранение, пропускная способность) оцениваются независимо, что лучше отражает реальные затраты и предотвращает атаки, основанные на неверном ценообразовании.

Двойные режимы выполнения: Код может интерпретироваться для немедленного выполнения или JIT-компилироваться для оптимизации производительности. Система выбирает подходящий режим в зависимости от характеристик рабочей нагрузки.

Влияние на производительность

Архитектурные различия превращаются в реальный прирост производительности. Тесты показывают, что PolkaVM достигает более чем 10-кратного превосходства над WebAssembly в контрактах с интенсивными вычислениями, а EVM работает еще медленнее. Для сложных взаимодействий между несколькими контрактами разрыв увеличивается еще больше, так как JIT-компиляция амортизирует затраты на настройку.

Возможно, более важно то, что PolkaVM поддерживает любой язык, который компилируется в RISC-V. В то время как разработчики EVM ограничены Solidity, Vyper и парой специализированных языков, PolkaVM открывает двери для Rust, C++ и, со временем, для любого языка с поддержкой LLVM. Это значительно расширяет потенциальный круг разработчиков.

Поддержание опыта разработчиков

Несмотря на архитектурную перестройку, PolkaVM сохраняет совместимость с существующими рабочими процессами. Компилятор Revive обеспечивает полную поддержку Solidity, включая встроенный ассемблер. Разработчики могут продолжать использовать Hardhat, Remix и MetaMask без изменения своих процессов.

Команда Papermoon продемонстрировала эту совместимость, успешно перенеся код контракта Uniswap V2 в тестовую сеть PolkaVM — доказав, что даже сложный, проверенный в боях DeFi-код может быть перенесен без переписывания.

Целевые показатели производительности JAM

Цифры, которые Вуд прогнозирует для JAM, ошеломляют по нынешним меркам блокчейна.

Доступность данных

JAM нацелен на обеспечение доступности данных со скоростью 850 МБ / с — это примерно в 42 раза больше пропускной способности стандартного Polkadot до последних оптимизаций и в 650 раз больше пропускной способности Ethereum (1,3 МБ / с). Для контекста: это приближается к пропускной способности корпоративных систем баз данных.

Вычислительная пропускная способность

Согласно Gray Paper, JAM может достигать приблизительно 150 миллиардов газа в секунду при полной нагрузке. Перевод газа в транзакции не является точным, но теоретическая максимальная пропускная способность достигает 3,4+ миллиона TPS на основе целевого показателя доступности данных.

Реальная проверка

Это не чисто теоретические цифры. Стресс-тесты подтвердили архитектуру:

• Kusama (август 2025 г.): достигнуто 143 000 TPS при нагрузке всего 23 % от мощности
• Polkadot "Spammening" (2024 г.): достигнуто 623 000 TPS в ходе контролируемого тестирования

Эти цифры представляют собой реальную пропускную способность транзакций, а не оптимистичные прогнозы или условия тестовой сети, которые не отражают производственные среды.

Статус разработки и дорожная карта

Разработка JAM следует структурированной системе этапов (milestones), при этом 43 команды разработчиков соревнуются за призовой фонд, превышающий 60 миллионов $ (10 миллионов DOT + 100 000 KSM).

Текущий прогресс (конец 2025 г.)

Экосистема достигла нескольких критических вех:

• Несколько команд достигли 100 % соответствия тестовым векторам Web3 Foundation
• Разработка прошла через версии Gray Paper от 0.6.2 до 0.8.0, приближаясь к версии 1.0
• Конференция JAM Experience в Лиссабоне (май 2025 г.) собрала команды разработчиков для глубокого технического сотрудничества
• Университетские туры охватили более 1300 участников в девяти локациях по всему миру, включая Кембридж, Пекинский университет и Университет Фудань

Структура этапов

Команды продвигаются через серию этапов:

1. IMPORTER (M1): Прохождение тестов на соответствие переходу состояний и импорт блоков
2. AUTHORER (M2): Полное соответствие, включая производство блоков, работу в сети и внесетевые компоненты
3. HALF-SPEED (M3): Достижение уровня производительности Kusama с доступом к JAM Toaster для полномасштабного тестирования
4. FULL-SPEED (M4): Производительность уровня мейннета Polkadot с проведением профессиональных аудитов безопасности

Несколько команд уже завершили этап M1, а некоторые продвигаются к M2.

Сроки запуска основной сети

• Конец 2025 г.: Окончательные редакции Gray Paper, продолжение подачи заявок по этапам, расширение участия в тестовой сети
• 1 квартал 2026 г.: Обновление мейннета JAM в Polkadot после одобрения сообществом через референдум OpenGov
• 2026 г.: Развертывание первой фазы CoreChain, официальная публичная тестовая сеть JAM, полный переход сети

Процесс управления уже продемонстрировал сильную поддержку сообщества. Почти единогласное голосование держателей DOT в мае 2024 года одобрило направление обновления.

JAM против Ethereum: Дополнение или конкуренция?

Вопрос о том, является ли JAM «убийцей Ethereum», упускает архитектурные нюансы.

Различные философии проектирования

Ethereum строится вовне от монолитного фундамента. EVM обеспечивает глобальную среду исполнения, а решения для масштабирования — L2, роллапы, шардинг — наслаиваются сверху. Этот подход создал огромную экосистему, но также накопил технический долг.

JAM ставит модульность в основу. Разделение фаз Refine и Accumulate, специфическая для предметной области оптимизация для обработки роллапов и базовый уровень без транзакций — все это отражает проектирование «с нуля» для обеспечения масштабируемости.

Конвергентные технические решения

Несмотря на разные отправные точки, проекты приходят к схожим выводам. Предложение Виталика Бутерина по RISC-V в апреле 2025 года признало, что архитектура EVM ограничивает долгосрочную производительность. Polkadot развернул поддержку RISC-V в тестовой сети несколькими месяцами ранее.

Эта конвергенция подтверждает техническую обоснованность обоих проектов, одновременно подчеркивая разрыв в реализации: Polkadot выпускает то, что Ethereum только предлагает.

Реалии экосистемы

Техническое превосходство не означает автоматического доминирования в экосистеме. Сообщество разработчиков Ethereum, разнообразие приложений и глубина ликвидности представляют собой значительные сетевые эффекты, которые невозможно воспроизвести в одночасье.

Более вероятным результатом будет не замена, а специализация. Архитектура JAM оптимизирована для определенных рабочих нагрузок — особенно для высокопроизводительных приложений и инфраструктуры роллапов — в то время как Ethereum сохраняет преимущества в зрелости экосистемы и формировании капитала.

В 2026 году они выглядят не столько как конкуренты, сколько как дополняющие друг друга уровни мультичейн-интернета.

Что JAM значит для архитектуры блокчейна

Значение JAM выходит за рамки Polkadot. Это наиболее четкое воплощение парадигмы «после EVM», которую другие проекты будут изучать и выборочно перенимать.

Ключевые принципы

Разделение вычислений: Отделение исполнения от консенсуса позволяет реализовать параллельную обработку на базовом уровне изначально, а не в качестве второстепенной надстройки.

Оптимизация под конкретную область: Вместо того чтобы создавать виртуальную машину общего назначения в надежде на её масштабируемость, JAM спроектирована специально для тех рабочих нагрузок, которые реально выполняются в блокчейнах.

Согласованность с оборудованием: Использование RISC-V и 64-битных слов совмещает архитектуру виртуальной машины с физическим оборудованием, устраняя накладные расходы на эмуляцию.

Абстракция транзакций: Перенос обработки транзакций на прикладной уровень позволяет протоколу сосредоточиться на вычислениях и управлении состоянием.

Влияние на индустрию

Независимо от коммерческого успеха или неудачи JAM, эти архитектурные решения будут влиять на дизайн блокчейнов в течение следующего десятилетия. Gray Paper предоставляет формальную спецификацию, которую другие проекты могут изучать, критиковать и выборочно внедрять.

Предложение Ethereum по использованию RISC-V уже демонстрирует это влияние. Вопрос не в том, распространятся ли эти идеи, а в том, как быстро и в какой форме.

Путь впереди

JAM представляет собой самое амбициозное техническое видение Гэвина Вуда со времен создания самого Polkadot. Ставки соответствуют амбициям: успех подтвердит правомерность совершенно иного подхода к архитектуре блокчейна, в то время как неудача заставит Polkadot конкурировать с новыми L1-сетями без дифференцированного технического нарратива.

Следующие 18 месяцев определят, воплотятся ли теоретические преимущества JAM в производственную реальность. Имея 43 команды разработчиков, девятизначный призовой фонд и четкую дорожную карту запуска основной сети, проект обладает необходимыми ресурсами и импульсом. Остается только увидеть, сможет ли сложность парадигмы Refine-Accumulate реализовать видение Вуда о «распределенном компьютере, способном выполнять практически любые задачи».

Для разработчиков и проектов, оценивающих блокчейн-инфраструктуру, JAM заслуживает серьезного внимания — не как хайп, а как технически выверенная попытка решить проблемы, с которыми сталкивается каждый крупный блокчейн. Парадигма «блокчейн как виртуальная машина» хорошо служила индустрии в течение десяти лет. JAM делает ставку на то, что следующему десятилетию потребуется нечто принципиально иное.

---

Строите на блокчейн-инфраструктуре нового поколения? BlockEden.xyz предоставляет высокопроизводительные RPC-узлы в экосистеме Polkadot и более чем 30 других сетях. Изучите наш маркетплейс API, чтобы получить доступ к инфраструктуре корпоративного уровня для ваших приложений.