JIC投资观察原创文章
作者：闫冬
中国建投成员企业建投华科
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如今AIGC市场一片火热，不论是ChatGPT、AUTOGPT，或者百度文心一言，你方唱罢我登场，不断登上热搜，全球AI软件市场规模井喷式增长，业内预期复合增长率将突破40%，2025年有望突破1000亿美元，ChatGPT繁荣的背后，是堪称天文数字的算力支持，算力时代真真切切的到来了。
“推进云网协同和算网融合发展。构建算力、算法、数据、应用资源协同的全国一体化大数据中心体系”——国务院《“十四五”数字经济发展规划》
“构建数据中心、云计算、大数据一体化的新型算力网络，加快实施‘东数西算’工程”——发改委、网信办、工信部、能源局《全国一体化数据中心协同创新体系算力枢纽设施方案》
“加快构建并形成以数据和算力设施为核心的新型数字基础设施体系，数据中心布局实现东中西部协调发展，形成数网协同、数云协同、云边协同、绿色智能的多层次算力设施体系”——工业和信息化部《“十四五”信息通信行业发展规划》
伴随一系列从国家到行业，从大数据中心体系到算力网络布局等政策部署和行业规划，“算力”两个字越来越具象的响彻我们周围。高效算力直接关系到计算机的性能和效率，随着我们对计算需求的增长和计算速度的不断提高，算力的竞争和博弈成为了当前信息技术领域的一个热门话题，本文将从算力及提升渠道、算力网络的概念、算力网络建设的重要性、竞争核心以及博弈影响等角度来关注这场算力革命。
01
中国算力布局的突破口-算力网络建设
所谓“算力”，是指设备通过处理数据，实现特定结果输出的计算能力。2018年诺贝尔经济学奖获得者William Nordhaus在《计算过程》一文中提出：“算力是设备根据内部状态的改变，每秒可处理的信息数据量”。算力主要包括计算速度、计算精度、计算资源利用率等多方面，从基础概念上来看是计算机性能的重要体现，也是计算机应用的基础，从社会发展上来看是数字经济的底座，也是国家超前布局的核心。
第三方市场调研机构IDC在《2021年-2022年全球计算力指数评估报告》中分析了包括美国、中国等15个重点国家的算力指数得出的结论是：算力指数平均每提高1点，国家的数字经济和GDP将分别增长3.5‰和1.8‰。
小至芯片、手机、PC，大到汽车、互联网、人工智能（AI）、数据中心、比特币、超级计算机、航天火箭，“元宇宙”概念以及50多万亿规模的中国数字经济，“算力”都在其中发挥着基础核心作用，没有算力就没有各种软硬件的正常应用。
实际上，算力既是信息基础设施的重要组成部分，也是承载数据和运算运行的平台，更是数字经济时代计算、存储、网络能力的一种综合体现。
目前，算力已经成为拉动中国经济增长的核心引擎和数字经济时代新的生产力，其发展水平已成为衡量国家经济社会发展的重要指标，据信通院数据显示，算力投入能显著提升经济价值：算力产业每投入1元，将带动经济产出3-4元；算力规模每增长1%，能撬动数字经济增长0.4%、GDP增长0.2%，可见算力对经济社会强大的推动力，而且这种增长将带来更大的经济效益。
同时，计算力指数分值较高的国家（60分以上），其计算力指数提升对其GDP增长的推动力相比于分值较低国家（40分以下）更加显著。这也从一个侧面反映出，算力作为一种新技术进步因素，对经济发展的影响具有加速作用，也预示了我们持续加大算力投资可带来经济发展水平的跃升。
在获得算力的问题上，美国、中国正在探求不同的道路方向。当前，美国科技企业依然沿着老路，依靠芯片不断突破，形成聚集效应，以获得更强算力。而中国的应对思路是建设算力网络，即将先进算力进行集中化建设，以节约各个企业、行业的算力投资，继而降低社会对先进半导体及相关设备的依赖程度，提升整个国家的计算产业安全能力。对中国而言，算力网络的重大意义在于能够绕开高端芯片的限制，以网络的方式来组织算力，按需调用，满足社会对于算力日益增长的需求。
按照当前算力网络的长远规划，未来中国的所有网络资源、计算资源、存储资源，都将汇集到一个庞大算力池中，通过算力网络进行统一调度，最终实现业界始终在畅想的“算力像水、电一样随时取用”，甚至把中国构建成一台容量无限、一直在线、智能高效、即开即用的“超级计算机”。
从“东数西算”国家工程的规划上，就能看到中国的决心，当然，算力网络的发展目标在今天还处于顶层设计和探索性建设的初级阶段。它的有效搭建，需要数据中心、运营商、云计算服务商，以及企业用户、政府机构、产业组织的协同配合。
算力网络代表着科技举国体制的创新，同时这也是一个缺乏参照系的发展思路，算力网络注定会走入一条无人踏足过的道路。
02
算力从“撒钱”堆服务器到生态建设
ChatGPT的风靡让大家关注算力，就像多年前谷歌的AlphaGo战胜围棋世界冠军时，让普通人认识了人工智能，算力是什么？它是一种什么样的资源？
算力按应用领域划分，包括两种：计算量小的通用算力，以及数据中心、超级计算机等在内的HPC（高性能计算）算力。
仅从算力经济来看，主要分为三个层次：
第一个层次是算力的“基础设施建设”。作为新型生产力，算力离不开工具和技术。而基础设施是算力的工具，包括高性能芯片、数据中心、网络等基础设施建设为算力、应用以及产业发展提供可持续发展的保障。
第二个层次是算力应用。得益于基础设施的进步、数据推动算力水平的不断提升，云计算、大数据、AI、物联网、5G等应用都将发展，从而带来计算方法的革新，提高计算效率，拉动算力发展。
第三个层次是算力与实体经济产业的融合。工业互联网、金融科技、自动驾驶、智慧医疗等产业数字化加速、新的需求以及产生的大量数据，让超大算力得以“施展才华”。
算力、算法和存储构成了我们数字社会的基础，就大众意义理解通用算力就是CPU，我们使用的电脑、手机和服务器衡量性能和算力的重要指标就是CPU性能。伴随算力需求变化也就是AI时代的来临，异构算力比如GPU、DPU、NPU扑面而来，大众又将视野放到了能够提升智能算力的专用处理器上来。CPU不再独当一面，各类“U”针对不同场景深度优化定制，算力的竞争就演变成了服务器堆叠的“撒钱”运动。
2022年中国服务器出货量约380万台，AI服务器出货量超25万台，在AI应用大量耗费算力的今天，我们希望算力的供给能够像水电一样简单，以CPU为代表的通用算力有标准的软件、接口，在云上已接近水电，它如同大脑控制复杂的逻辑。而GPU/DPU/NPU这些异构算力软件复杂度高，生态建设艰难，它们如同四肢执行各异的指令，由此可见，若想异构算例能够强壮非服务器堆砌能够解决，也容易陷入各类制裁陷阱中不能自拔，算力生态的建设尤为关键。
算力作为数字经济的核心引擎，现阶段缺口巨大，且在布局上存在一些局限性。首当其冲的就是算力资源不均衡、大而粗放，其次是分布分散且协同性不强。
2021年国家发改委等四部联合出台《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》明确提出布局全国算力网络国家枢纽节点，打通网络传输通道，提升跨区域算力调度水平。不难看出，构建算力生态实现算力资源的弹性扩展及灵活调度，已成为新发展阶段的大势所趋，通过连接孤岛算力资源，再把资源开放给全产业链的伙伴，这样才能实现算力随取随用以及最大程度的低成本化。
算力网络体系要能包含诸多主体，如算力消费方、算力提供方、网络运营方、算力网络交易平台、算力网络控制面等。同时，算力网络要想实现落地应用，也需要多个技术领域的进一步突破，例如包括算力度量等在内的算力网络底层基础技术，并未实现真正的突破，所以从算力网络概念的提出到真正的成熟推广，预计至少还需要5年的时间。
03
算力竞争是一场革命
“一切皆计算”是数字经济的底层逻辑，数字经济的任何发展都建立在优化算法和强化速度上。据工信部在中国首届算力大会上披露的数据显示，国内算力产业近五年平均增速超过30%，算力规模超过150EFlops（每秒15000京次浮点运算次数），排名全球第二，第一是美国。实际上作为国内算力建设的重要参与方，包括阿里云、腾讯云、百度云、浪潮云等在内的各路云巨头，早已经围绕算力市场展开了竞赛，从产业链条的整体促动来看，算力网络发展带来了众多的产业链利好和发展机会。
——对产业链上游和中游的利好：
中短期来看，将首先给产业链上游和中游带来利好。从人口规模和需求来看，我国的数据中心建设仍有很大缺口。全社会对算力需求预计每年仍将以20%以上的速度快速增长。特别是绿色、低能耗的数据中心基建设备、边缘计算等环节将有更大增长机会。
例如，绿色、高端、模块化温控系统装备将获得更大市场。在“东数西算”政策起步阶段，8个算力枢纽内规划设立的10个数据中心集群，划定了物理边界，并明确了绿色节能、上架率等发展目标。大集群建设还能够减少数据绕转时延、长途传输费用、保障能源供给、协调安排能耗指标。促进东西部数据流通、价值传递，带动数据中心产业由东向西有效转移。未来整体IDC行业将进一步集中化、规模化、绿色化发展，产业链各环节长期持续受益。
在全球数据激增和碳达峰、碳中和的背景下，数据中心领域迎来技术和商业发展期—数据中心运营商、服务器厂商以及散热技术提供商将受益。
网络建设方面，“东数西算”工程的实施将带动相关产业有效转移，而网络建设是业务迁移前提，因此适配“东数西算”需求的网络特别是中西部地区的网络建设将进一步提速，光纤通信将加速向全光网演进，我国中西部地区骨干网等环节将有很大上升空间。
在算力网络的整体架构中，AI技术的价值值得关注。AI技术在运营商业务版图中的重要性正在不断上升。早在2020年，Omdia的ICT-Enterprise Insights就公布了一项调查数据，有近80%的全新运营商认为使用 AI技术是一项“重要”或“非常重要”的IT项目，其中近60%的运营商计划增加对AI工具的投资。
如今在运营商使用AI、应用AI的场景与价值已经非常广泛。比如面对5G网络复杂的运维管理需求，主流运营商都已经使用AI技术来实现网络的智能分析、实时预测和自动化运维。在智能客服与智能外呼平台中，NLP与多轮对话技术已经成为提升运营商服务触达效率的关键。AI技术也是运营商专网服务等新模式的重要助力，比如在冬奥期间，中国联通就通过AI、云计算、区块链技术与5G结合，护航智慧冬奥。与此同时，运营商在AI技术上的投入与建设水准也在不断加强。
——对产业链下游的利好：
元宇宙。算力网络将作为重要基础设施为元宇宙赋能。进入元宇宙时代，VR、AR的普及将使得高清视频的传输将成为广泛需求，虚拟人、实时渲染等技术的广泛应用也会进一步提高对于GPU等异构算力的计算需求。元宇宙的高清VR、AR视频具有大数据、高速率的典型特征，在元宇宙视频应用场景下，算力网络可以实现以下功能：调度异构化算力资源满足云端实时渲染，降低C端硬件设备需求。大带宽网络接入为多用户流畅体验提供保障。
利用边缘节点完成分发和部分渲染需求，降低操作时延，提高用户体验。目前，算力网络已在视频直播、高清视频等领域得到应用，相关能力可继续在元宇宙场景下得到进一步推广。
智能驾驶。算力网络的低时延、高带宽和云边协同能力为智能驾驶的实时数据计算提供了关键技术支持。在车联网时代，智慧驾驶作为高带宽、低时延、高可靠场景中最典型的应用之一，正在推动传统汽车市场的变革。自动驾驶催生了巨大的数据传输需求，根据Google 的测试，车辆每秒产生的数据量可达到1GB。出于驾驶安全的考虑，自动驾驶对数据传输的稳定性和时延提出严格要求，算力网络超低时延、高带宽和云边协同的能力为车辆转向、加速和制动等实时控制信号提供关键保障。在智能驾驶中，算力网络可为汽车本身和道路基础设施提供高带宽和低时延的网络，以及具有边缘计算能力的算力服务，将车辆行驶产生的数据在临近的边缘节点进行初步处理后上传至云端再返回，并与智慧城市的灯杆、红绿灯等交通系统数据进行联系，在云端分析后为车辆提供驾驶信息。
无线医疗。算力网络有望持续赋能无线医疗场景升级延伸。基于 5G、人工智能和云计算等关键技术，无线医疗能够充分利用有限的医疗人力和设备，打破医疗资源不足、各地区发展不均的瓶颈，在疾病诊断、医疗监护和手术治疗等方面提供信息化、移动化和远程化医疗服务。
在无线医疗应用场景下，各任务对于数据传输和连接速率均提出较高要求。如基于AI和触觉反馈的远程超声理论上需要30Mbps的数据速率和10ms的最大延时，算力网络可以承载低延时和高带宽的需求：
对于远程手术，在视频及图像传输方面，低时延算力网络能够保证画面传输质量，满足精密操作所需的实时高清传输需求。在手术指令方面，低时延算力网络提高了一端指令下达的精确性以及另一端指令响应的及时性。对于远程诊断，算力网络的支持可以解决诊疗过程中视频网络受限于带宽、网络延迟的问题，完成医院间远程辅助诊断检查操作、远程会诊等信息资源的整合，实现远程操作和实时诊疗指导。对于急救资源统筹，算力网络可以及时处理繁杂的急救信息并实时规划、合理分配急救资源，支持急救车辆及人员的实时远程调度、急救患者信息及状态的及时更新等，为抢救生命争取宝贵时间。
尽管算力掀起的革命浪潮前景值得期待，但当前算力生态的建设尚处于初级阶段。算力网络也并不是简单地将算力放到网络中分发，它还需要与众多产业链业务关联起来，形成一个生态体系架构，才能解决两个层面的问题：一是资源关联，根据用户的诉求将算力资源、网络资源等进行有机的整合，以满足用户多样化的需求。二是资源交易，让用户能够根据自己对业务的要求及能够承担的成本，在算力交易平台上购买最适合的算力资源与网络资源。
未来，这个新的算力时代不但将催生一个万亿级产业，更将通过新基建，源源不断地为中国经济注入澎湃的动力。
参考资料：
1.《算力网络是中美科技路线分野之处，中国移动能发挥什么作用？》，2022.12，白犀牛通信.
2.《元宇宙系列之算力网络：数字经济的新型信息基础设施》，2022.08，中金公司.
3．《算力网产业链图谱：“东数西算”谁先受益？》，2022.03，通信产业网.
4．《算力网络到底是一张什么样的“网”？》，2022.03，武穆.
5．《中国8万亿算力市场困境：花太多钱却太难用，国产化举步维艰》，2022.08，钛媒体.
图片来源：unsplash.com/pexels.com
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