JAM - 可擴展無需信任虛擬機

什麼是 Polkadot JAM？

Polkadot JAM（Join-Accumulate Machine）是 Polkadot 網絡的一個擬議升級，旨在取代目前的 Relay Chain（中繼鏈），使其設計更加模組化和簡約。它將 Ethereum 的智能合約功能與 Polkadot 的可擴展性結合，創造一個更靈活的開發環境。

主要特點

• 權限開放：開發者可以按資源使用費部署代碼，類似於 Ethereum 的智能合約。
• 核心時間：使用「核心時間」作為計算資源指標，類似於 Ethereum 的 gas。
• 服務架構：運行各種服務，如處理 parachains（平行鏈）的 ChainService，使網絡更具靈活性。
• 異步交互：與許多區塊鏈平台不同，JAM 的交互是異步的，提高了效率。
• 高吞吐量：通過多核計算，目標吞吐量高達 850 MB/s，超過 Ethereum 和 Solana 等平台。

技術與前景

JAM 的計算模型基於「Join-Accumulate」機制，其中「Join」和「Accumulate」功能在鏈上執行，而「Collect」和「Refine」過程在鏈下完成。這種設計減少了鏈上計算的負擔，提高了效率。根據 Polkadot Wiki，JAM 將是一個特定領域的鏈，專注於處理 roll-ups（卷積），並提供強大的安全保證。

此外，JAM 支持異步交互，這與許多智能合約平台的同步交互不同。消息和代幣的發送與接收在同一個 6 秒執行周期內完成，但沒有即時返回路徑，這為未來的性能優化（如分配更多 gas）提供了可能性。

性能目標與技術實現

JAM 的性能目標非常雄心勃勃。根據 Medium 文章，JAM 計劃使用 350 個 JAM 核心，每個核心 6 秒執行時間，輸入 5Mb，總計吞吐量可達 850 MB/s，理論上支持超過 340 萬 TPS（交易每秒）。相比之下，Ethereum 2.0 的吞吐量為 1.3 MB/s，Sui/Aptos 為 100 MB/s，Solana 在 Firedancer 升級後可達 1250 MB/s。

為了實現這一目標，JAM 將使用 RISC-V 處理器架構，取代目前基於 WebAssembly 的框架。RISC-V 是一個開源且廣泛採用的處理器架構，已被 Google、Nvidia 和 Alibaba 等公司使用。這一選擇旨在提高計算效率，並支持多核並行處理。

測試基礎設施包括「Polkadot Palace」，位於葡萄牙里斯本的超級計算機，擁有 12,276 個核心和 16 TB RAM，可託管完整的 JAM 網絡。此外，還有「JAM Toaster」模擬器，支持 1,023 個節點，配備 16,384 個 AMD CPU、32 TB RAM 和 20 PB 存儲。

經濟與治理

JAM 的經濟模型以 DOT 代幣為核心。開發者需要購買「核心時間」來執行計算，類似於 Ethereum 的 gas 購買。JAM 還將引入 Agile Coretime，這是一種更經濟的靈活模型，允許用戶按月批量購買核心時間，並可在二級市場上分割和轉售。這將提高計算資源的市場效率，所有交易都將使用 DOT 代幣。

治理方面，JAM 保留了 Polkadot 的去中心化領導模式，升級需通過 DOT 持有者的投票批准。2024 年 5 月 28 日，JAM 升級以超過 3100 萬 DOT 的支持獲得近乎一致通過，標誌著社區對這一變革的認可。

當前狀態與未來展望

目前，JAM 仍處於開發階段，預計需要約 2 年時間才能完全準備就緒並部署。根據 Decrypt 文章，這一升級將一次性完成，而不是逐步引入，以避免頻繁的小規模更新帶來的複雜性。儘管如此，現有 parachains 的功能不會受到影響，DOT 持有者和交易者也不會因升級而受到干擾。

為了推動開發，Web3 Foundation 設立了 1000 萬 DOT 的「JAM Implementer’s Prize」，鼓勵創建多種客戶端實現，增強網絡的韌性。這一獎金池的設立體現了社區對 JAM 潛力的信心。

開發者的影響

對於開發者來說，JAM 提供了更大的靈活性。他們無需再通過拍賣競爭 parachain 插槽，只需指定「Refine」、「Accumulate」和「onTransfer」三個入口函數即可部署服務。這簡化了開發流程，使 Polkadot 更易於支持智能合約、ZK-rollups 和 UTXO 模型等多種應用。

安全與擴展性

JAM 的安全機制包括 SAFROLE（SNARK-based block production），這是一種基於零知識證明的區塊生產方法，提高了安全性和減少了需要頻繁更新的需求。同時，JAM 的多核處理能力增強了 Polkadot 的計算能力，使開發者以更低的成本部署應用。

對比與競爭

與 Ethereum 和 Solana 等平台相比，JAM 的高吞吐量和多核計算能力使其在性能上具有顯著優勢。特別是其 850 MB/s 的數據可用性目標，是目前 Polkadot（在引入 Asynchronous Backing 前的版本）的 42 倍。這一性能提升將使 Polkadot 在區塊鏈擴展性競賽中佔據更有利的位置。

結論

Polkadot JAM 是 Gavin Wood 提出的雄心勃勃的升級，旨在將 Polkadot 轉變為一個更靈活、高效和可擴展的區塊鏈平台。通過結合 Ethereum 的智能合約功能和 Polkadot 的多鏈架構，JAM 為開發者提供了更大的創新空間，同時保持了網絡的安全性和去中心化特性。儘管仍需數年時間才能完全實現，其潛力已被社區廣泛認可，並通過投票獲得批准。

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