元宇宙 數字經濟(中金 元宇宙系列之算力網絡:數字經濟的新型信息基礎設施)

摘要

算力網絡是數字經濟建設的關鍵基礎設施。我們將算力網絡定義為云-網-端結合，一體化調度算力資源的基礎設施。隨著數字經濟的發展，數據快速增長帶來算力規模的擴張。算力網絡可調度區域間不均衡分布的算力資源，直接通過網絡提供算力服務。我們認為5G網絡的建設已經為算力網絡奠定了云和網融合的底層技術基礎，算力網絡建設可為元宇宙及垂直行業應用發展提供更為靈活、低成本的算力服務。我們認為算力網絡是元宇宙發展前期的重要基礎設施，也是數字經濟發展的重要推手。

從協同走向融合，東數西算推動算網發展。算力網絡從架構上分為基礎設施、編排管理和運營服務層，其中編排管理層向下進行算力管理、控制網絡調度，向上提供算網調度能力接口，是算力網絡架構中的關鍵“大腦”。目前，算力網絡建設尚處于從基礎設施泛在協同的起步階段到算網資源融合統一的發展階段間，三大運營商有序推進算力網絡建設。我們認為算力網絡是新基建的組成部分，東數西算政策的實施將有助于全國一體化的算力資源調度及基礎設施建設，為算力網絡建設打好堅實底座。

運營商主導，多方參與共創產業生態。算力網絡是由多個數字化基礎設施行業所構成的有機整體。我們認為運營商是算力網絡產業鏈中的牽頭參與方，在構建算力網絡生態上具有天然優勢：1）運營商依靠網絡資源抓住終端連接入口；2）5G網絡的高帶寬、大連接、低時延的特性是算力網絡數據傳輸的前提條件；3）運營商自身的IDC和云計算布局提供基礎設施資源，西部IDC布局有效降低算力成本；4）運營商海量個人用戶和政企用戶是推廣算力服務的關鍵用戶入口；5）產業鏈資源豐富，協同多方力量推進算力網絡生態建設。云計算和IDC廠商等同樣是算力網絡產業鏈的關鍵參與者。

賦能元宇宙及垂直行業應用，算力推動社會數字化轉型。算力網絡自身一體化的服務能力和技術優勢，可解決元宇宙和垂直行業應用場景下的算力需求痛點。隨著算力網絡向算網融合階段邁進，我們認為算力網絡將進一步在工業、能源、交通、建筑等多個行業得到廣泛應用，推動我國數字經濟產業的蓬勃發展。

風險

關鍵技術研發不及預期；下游應用發展不及預期。

正文

報告框架

圖表1：框架邏輯——算力網絡：數字經濟的新型信息基礎設施

資料來源：中金公司研究部

算力網絡是數字經濟建設的關鍵基礎設施

數據成為新生產要素，算力網絡應運而生

數據是新時代的生產要素，算力是設備處理數據的速率，數據量的快速擴張帶動算力需求顯著上升。隨著數字經濟的發展，我們正處于一個數據成倍式增長的時代，Statista的數據統計顯示，全球數據量在2020年預計為47ZB，預計到2035年將達到2,142 ZB。2018年諾貝爾經濟學獎獲得者William D. Nordhaus在《計算過程》一文中對算力定義如下：“算力是設備根據內部狀態的改變，每秒可處理的信息數據量”。算力是衡量設備數據處理能力的正向指標，通常以每秒可執行浮點數運算次數（Flops）作為計量單位。根據工信部《新型數據中心發展三年行動計劃(2021-2023年)》中的預測，到2023年底，全國總算力超過200EFLOPS。中國信通院預測2025年全球算力規模將達到3,300EFLOPS，2020-2025年算力規模將以超過50%的CAGR增長。

圖表2：全球數據量成倍式增長

資料來源：信通院，Statista，中金公司研究部 注：標*為估計/預測值

圖表3：全球算力規模，2016-2025E

資料來源：IDC，Gartner，中國信通院，TOP500，中金公司研究部

注：該測算來自于中國信通院，按照基礎算力規模、智能算力規模和超算算力規模加總得到。

算力網絡是指云-網-端結合，一體化調度算力資源的基礎設施。傳統的網絡設施僅僅承擔信息傳遞的基礎功能，是連接用戶與計算資源的“數據通道”；而算力網絡可以構建數據、計算資源、網絡的一體化服務。例如，客戶在運營中需要分析處理一批數據，需要用到CPU、GPU、存儲等多樣化的算力資源。相比于從不同供應商處購買不同的軟硬件資源，再購買運營商網絡來調度數據，算力網絡可直接通過網絡調用接入的各類算力資源，實現一站式的算力服務。

算力網絡為元宇宙發展打造網絡基礎。算力網絡集合了云計算、數據中心、5G網絡等基礎設施，為元宇宙應用及垂直行業的算力需求提供基礎的計算資源。隨著云、網技術的不斷融合改進，算力網絡可解決元宇宙發展帶來的網絡及計算資源需求擴張問題，提供更為靈活、低成本的算力服務。我們認為算力網絡的建設是元宇宙發展前期所需要完成的重要基礎設施。

協同調度，降低成本，算力網絡助力數字建設

當前互聯網進入由Web2.0到Web3.0的過渡期（參考報告《Web3.0：新范式開啟互聯網新階段》），元宇宙的發展伴隨著數字孿生、智慧城市、虛擬人等新型應用的誕生，虛擬世界的發展伴隨著對于網絡傳輸和計算的更高要求。

當前算力供需分布呈現出分散化、不均衡的特征，需要算力網絡來調度。隨著5G、AI等技術的發展，萬物互聯成為可能，智能家居、智能汽車、智能工廠等各類終端都可能成為算力的產出設備，接入設備分布呈現出分散化、下沉化的趨勢。此外，我國的算力資源部署呈現不均衡的特征，東部發達地區算力供不應求，西部資源豐富地區的IDC機房則上架率不足。數字經濟的發展需要一張能夠連接云、邊、端的各類設備的網絡來進行算力統籌規劃。

圖表4：從云計算到泛在計算，算網架構的演變

資料來源：中國聯通《算力網絡架構與技術體系白皮書》（2020年10月），中金公司研究部

元宇宙時代，VR、AR等新型技術應用與大帶寬、低時延網絡緊密相關。當我們撥打視頻電話和點擊網頁時，100-200ms的時延響應尚且可以接受，但在3A游戲[1]中，同樣程度的延遲就會使玩家感受到卡頓，導致體驗感顯著下降。根據Subspace的統計，游戲延遲時間每增加10ms，用戶的游戲時長就會減少8%。VR、AR技術應用也進一步擴大了帶寬要求，算力網絡的應用可以網絡為接入，直接調度算力資源，提供云端渲染，實現低時延的高清視頻享受。此外，算力網絡可將大規模計算資源部署于西部計算節點，通過直連通道與東部需求匹配，降低對于時延要求較低的業務成本，推動AI、高清視頻等需要大量計算的商業應用的推廣普及。

圖表5：VR和AR對于時延和網速的要求（單一設備）

資料來源：賽迪智庫，中金公司研究部

圖表6：2022年一季度5G云測平臺速率實時數據

資料來源：中國信通院，中金公司研究部

算力網絡投資帶動經濟產出，成為數字經濟發展的重要推手。據工信部在2022中國算力大會上的信息披露，近5年來，我國算力核心產業規模平均每年增長30%以上。截至2021年底算力規模位居全球第二。其中，2020年我國算力產業規模達2萬億元，帶動服務器、機房設備等直接經濟產出1.7萬億元，并通過算力資源帶來生產力的效率提升，間接帶動經濟產出6.3萬億元。根據信通院測算，每在算力網絡產業投入1元，將平均帶動3~4元GDP經濟增長。2022年5月，國務院印發的《扎實穩住經濟的一攬子措施》中再次提及促進新型基礎設施建設及數字經濟發展。我們認為算力網絡建設將構成數字經濟轉型發展中的重要一環，算力網絡是新基建和數字經濟建設的關鍵底座。

乘5G之風，算力網絡前置供給

回顧1-5G的發展歷史，基礎網絡設施的建設引領了后續的通信媒介及生產力的變革。從1G到4G時代，通信技術的演進和數據傳輸速度的提高改變著人們的生活方式，也促進了企業商業模式的創新。網絡和通信基礎設施決定了信息交互的速率，在此基礎上直接帶動生產效率的提升。

圖表7：1G-5G時代的主要變革

資料來源：工信部，C114通信網，中金公司研究部

從1G-5G的變革歷程來看，通信技術的發展總是前置于生產力的變革。5G技術進一步將無線數據傳輸速度上限提升至1Gbps以上，這使得智能設備的相互連接成為可能，不僅僅只是手機，各類可穿戴設備、家具、汽車乃至工廠里的各類機器設備，都可成為通信網絡中的一環。eMBB、uRLLC、mMTC構成了5G的三大應用場景，分別對應增強型移動寬帶、低時延高可靠通信以及海量物聯網通信，其中eMBB對應移動手機通信，而uRLLC和mMTC進一步拓展了B端的行業互聯網應用場景，如工業互聯網、車聯網等垂直行業場景，為未來的智能制造提供了數據傳輸的技術基礎。因此，要實現未來生產關系的實質性變革，需要先完成作為基礎的算力網絡建設。

5G網絡借助虛擬化技術NFV將核心網全面上云，為云網融合奠定架構層面的基礎。NFV技術將標準化的網絡功能應用于統一制式的硬件設備上，改變了原先網絡設備中軟件與硬件的強綁定關系，軟硬件解耦后的核心網網絡功能可靈活部署于公有云、私有云和混合云上。這種云原生的架構實現了“云網融合”的第一階段要求——即云網資源布局可以靈活對接、統一管理。此外，5G核心網具有服務化架構、控制與承載分離、切片、固定移動融合等多種特征[2]，為算力網絡的后續構建奠定了架構的基礎。

從協同走向融合，東數西算推動算網發展

算力網絡架構及關鍵技術：從基礎設施到算力服務

算力網絡的架構可分為三層，從下至上依次為基礎設施、編排管理和運營服務層。

? 基礎設施層是“算”、“網”資源的有機結合。基礎設施層由多種分布式算力資源及底層網絡構成。基礎設施層的關鍵技術中，全光網絡（OTN）能夠提供大帶寬高速率的數據傳輸；SRv6能夠提高網絡靈活性、實現網絡可編程；此外，還包含邊緣計算、云原生等技術。

? 編排管理層是整個算力網絡的核心管理中樞。編排管理層需要實現的功能主要包括：1）管理基礎設施層的算力資源，進行算力的度量、感知、標識、輸出；2）控制網絡調度，實現多維度的算力和網絡資源的聯結、尋址、調配等服務；3）為運營服務層提供算網調度能力接口。編排管理層的核心技術中，OpenStack和K8s協助進行算網資源統一管理；容器技術實現資源靈活調度，此外，深度學習、大數據等技術能夠進行編排調度。

? 運營服務層提供產品和服務的一站式供給。算力運營服務層是算力網絡的最上層，實現算網資源的封裝、運營等，結合區塊鏈技術打造社會算力資源的交易服務平臺。客戶只需關心最終獲得的服務，不需要考慮算力部署的位置和狀態，實現無感化的智能服務。核心技術包括區塊鏈、算力交易、算力封裝等。

除了算力網絡主體的三層架構外，還需要有安全技術為全程數據安全保駕護航，綠色節能技術降低整個算力網絡運行中的能源消耗。

圖表8：算力網絡架構

資料來源：中國移動《算力網絡白皮書》（2021年11月），中金公司研究部

圖表9：算力網絡關鍵技術

資料來源：中國移動《算力網絡白皮書》（2021年11月），中金公司研究部

算力網絡發展階段：從算網協同到一體共生

按中國移動在《算力網絡》一書中的劃分，算力網絡的建設可分為起步、發展、跨越三階段。

? 起步階段（2021-2022年）：算網泛在協同。這一階段的核心目標在于優化算力網絡基礎設施布局，實現云計算與網絡資源的對接和協同。這一階段，編排管理層和基礎設施層的算網設施仍然相互獨立，但可通過資源協同，向客戶層實現算網一體的產品輸出。

? 發展階段（預計2023-2027年）：算網融合統一。這一階段，算和網在基礎設施層打破彼此獨立局面初步融合，在編排管理層實現統一管理、編排、調度、運維，并在服務層繼續輸出一體化服務。這一階段，算和網在邏輯架構方面逐漸趨同，資源管理和服務調度互相融合，輸出真正意義的上的“算網產品”。這一階段是算力網絡發展中的關鍵階段，決定著最終“一體共生”的成型效果。

? 跨越階段（預計2028-2030年）：算網一體共生。這是算力網絡的最終目標，實現算、網在協議、形態的完全共生，打破技術邊界。從用戶視角來看，存儲、計算與網絡走向融合，用戶可以直接使用多層次、統一化的算力資源。

圖表10：算力網絡的發展階段及各家運營商建設現狀

資料來源：中國移動《算力網絡白皮書》（2021年11月），《中國電信云網融合2030技術白皮書》（2020年11月），中金公司研究部

我們認為目前的算力網絡建設進度尚處于從起步階段向發展階段邁進的過程。目前，三大運營商的算力網絡建設均在有序推進。例如中國電信在數字中國建設峰會上宣布已邁入云網融合3.0[3]，強調要素聚合，在基礎設施層實現云網一體的新形態。中國移動在2022中國算力大會上發布算網服務1.0[4]，并積極助力算力網絡相關統一國際標準體系的構建。

新基建和東數西算助力算網發展

隨著我國數字經濟蓬勃發展，社會對數字傳輸等的需求進一步擴大，算力網絡將成為新一代的數字經濟建設的基礎設施。2020年4月，國家發改委對“新基建”的含義首次進行闡釋[5]，以數據中心、智能計算中心為代表的算力基礎設施屬于信息基礎設施，鼓勵地方積極布局，加快建設進度。

圖表11：算力網絡國家相關政策梳理

資料來源：各部門官網，中金公司研究部

針對算力分布不均衡的現狀，東數西算促進算網一體資源聯動。2021年5月，國家發改委等四部門引發了《全國一體化大數據中心協同創新體系算力樞紐實施方案》，提出在京津冀、長三角、粵港澳大灣區、成渝、貴州、內蒙古、甘肅、寧夏八個地區布局全國算力網絡國家樞紐節點構。此外，這份《方案》中還提到了“網絡一體化”與“算力一體化”要求建設高速數據中心直聯網絡。該直聯網絡用以支撐大規模的算力調度，促進多云之間、云和數據中心之間、云和網絡之間的資源聯動，這標志著“算力網絡”被納入國家新基建的發展范圍。我們認為東數西算政策的實施能有效解決算力資源區域性分布不均衡的問題，通過建設直聯通道將東部需求與西部算力資源相匹配，實現算力和數據的協同調度。我們認為東數西算工程是算力網絡建設的前期關鍵環節，可實現全國算力、網絡、數據、能源的統籌規劃和合理調度，為后續的算網融合及產業服務打好了堅實底座。

運營商主導，多方參與共創產業生態

算力網絡是由多個數字化基礎設施行業所構成的有機整體。我們認為運營商是算力網絡產業鏈中的牽頭參與方，聯合上下游云廠商、IDC廠商等諸多參與者，構筑數字經濟的新型底層設施。

圖表12：算力網絡產業鏈

資料來源：通信產業院，中金公司研究部

運營商：牽頭構建算力網絡生態

我們認為運營商在構建算力網絡生態上具有天然優勢，主要體現在以下幾點：1）連接方面，運營商網絡接入了數量眾多且種類豐富的終端設備，例如手機、電腦、穿戴式設備、VR/AR設備、智能家居、物聯網終端設備等，運營商依靠網絡資源抓住終端連接入口。2）傳輸方面，5G網絡具有高帶寬、大連接、低時延的特性，可作為算力網絡數據傳輸的前提條件。3）算力資源方面，運營商的IDC可用資源池數量和云計算算力規模在國內領先于其他第三方數據中心廠商，同時西部IDC資源布局完善，可提供大規模算力的同時又可有效為客戶降低成本。4）市場方面，運營商擁有海量的個人用戶和政企用戶，廣泛的客戶資源是運營商推廣算力服務的入口。5）生態方面，運營商的產業鏈資源豐富，可以協同整合通信設備商、終端設備商、云服務廠商、軟件服務商等多方產業鏈參與者的力量，打造算力網絡生態。基于既有的獨特優勢，我們認為三大運營商可從“網絡”“算力”“商業服務”“生態”四個維度搭建算力網絡。

“網絡”——技術改進，優化網絡基礎

運營商加速5G網絡技術升級，優化算力網絡基礎。算力網絡的最終目標是滿足千行百業的上云需求，提供差異化且高質量的服務，這就要求其底層網絡，即5G網絡，能夠用一張網靈活適配多樣化業務需求。當前，運營商正加速以5G為代表的新一代信息基礎設施建設，據工信部數據，截至2022年6月末，全國共建成5G基站185.4萬個，已廣泛覆蓋國內全部地市、縣城城區和90%以上的鄉鎮鎮區；固定寬帶由百兆邁向千兆跨越升級，光纖用戶占比由2012年的不到10%提升至2022年6月末的95.2%。

如何用一張網滿足不同應用場景對于網絡性能的多樣化要求？最好的解決方案就是5G網絡切片。網絡切片能夠將原始單張物理網絡轉化為彼此獨立的多層次虛擬邏輯網絡，不同邏輯網絡對應不同性能及應用場景，相當于將一把普通的刀變為多功能的瑞士軍刀。并且一張子網絡還可以再次進一步劃分，例如eMBB切片還可以劃分為虛擬現實子切片、智能手機子切片等。運營商也由此發展了新的商業模式，可以創造網絡切片功能，并將不同性能的虛擬網絡出租給從事不同業務的服務商，在使用結束后還可以撤銷切片，從而顯著提高了資源的利用率和網絡的靈活性。

圖表13：5G關鍵技術——網絡切片

資料來源：Netmanias，中金公司研究部

5G網絡分為接入網、承載網、核心網，網絡切片功能的實現需要由三部分配合完成。接入網是神經末梢，起到連接所有類型終端的作用，例如可以采用基站進行無線接入、采用光纖進行有線接入等；承載網是神經網絡，主要采用光纖光纜進行接入網和核心網之間的數據傳輸和調度；核心網是大腦，由多種不同功能的網元設備組成，對各種業務進行管理和控制。在5G時代，5G網絡各組成部分進行了關鍵技術變革，以不斷滿足創新業務需求。

圖表14：5G移動通信網絡基礎構成

注：SDN為軟件定義網絡（Software defined network）, SRv6是SR（Segment Routing，分段路由）+IPv6（Internet Protocol version 6，互聯網協議第6版）的簡稱，UPF為用戶面功能（User plane function），MEC為邊緣計算（Mobile Edge Computing）。

資料來源：CSDN，中金公司研究部

“算力資源”——三大運營商結合基礎設施布局算力網絡

三大運營商不僅是底層網絡的建設者，還是算力資源的重要供給者。根據前瞻產業研究院數據，2020年電信運營商共占據IDC市場將近50%的市場份額。運營商IDC資源布局與國家“東數西算”樞紐節點布局高度契合，在一線城市優先搶占稀缺算力資源，在西部地區打造超大型數據中心，領先布局優勢疊加東數西算政策帶來的西部數據中心上架率提升，我們認為運營商有望迎來相對于第三方數據中心更長的紅利收割期。

圖表15：運營商 IDC 資源布局與東數西算樞紐節點布局高度契合

注：地圖來自于國家自然資源部官網，數據截至 2021 年底。

資料來源：國家發改委，公司官網，中金公司研究部

? 中國移動：根據公司2021年發布的《中國移動算力網絡白皮書》，公司將以算力為中心，網絡為根基，目標是打造網、云、數、智、安、邊、端、鏈（ABCDNETS）等多要素融合的算力網絡，最終實現“算力泛在、算網共生、智能編排、一體服務”。

在算力資源布局上，根據公司公告數據，公司規劃布局了“4+3+X”數據中心，構建了“N+31+X”的云資源池體系，儲備了眾多面向邊緣接入的站點資源。截至2021年底，中國移動擁有對外可用IDC機架40.7萬架，累計投產云服務器大于48萬臺；2022年中國移動算力網絡計劃資本開支達480億元，公司預計2022年新增對外可用機架約4.3萬架，新增云服務器超18萬臺。

圖表16：中國電信云網融合目標技術架構

資料來源：《中國電信云網融合2030技術白皮書》（2020年11月），中金公司研究部

圖表17：中國聯通算力網絡架構

資料來源：中國聯通《算力網絡架構與技術體系白皮書》（2020年10月），中金公司研究部

? 中國電信：公司不斷深化云網融合戰略，其目標是通過實施虛擬化、云化和服務化，形成一體化的融合技術架構，最終實現簡潔、敏捷、開放、融合、安全、智能的云網融合新型基礎設施的資源供給。

在算力資源布局上，根據公司公告數據，中國電信構建了“2+4+31+X+O”的云和IDC資源一體化布局，截至2021年底，公司擁有超過700個數據中心，對外提供服務機架規模達到47萬架，算力規模達2.1 EFLOPS。中國電信2022年IDC計劃資本開支為65億元，公司預計新增對外可用機架約4.5萬架；云資源計劃資本開支為140億元，預計新增云服務器16萬臺，算力規模在2022年底同比提升約81%至3.8 EFLOPS。

? 中國聯通：公司構建CUBE-Net3.0網絡創新體系，以此為目標架構，中國聯通設置了“5+4+31+X”新型數據中心，打造“聯接+感知+計算+智能”的算網一體化服務。

在算力資源布局上，根據公司公告數據，截至2022年2月份，中國聯通現有數據中心880余個，總規模超過30萬架，承載服務器超百萬，數據中心主要分布在京津冀、長三角、珠三角、魯豫、川陜渝、蒙貴等區域。

“商業產品”——豐富行業解決方案

由運營商推出的算力服務成為算力網絡邁向商業化發展的第一步。目前，中國電信和中國移動均已發布了商業化的算力服務產品。以電信的產品為例，7月12日，上海電信發布首個運營商的公共算力服務產品，該產品基于中國電信天翼云優勢資源，提供通用算力、智能算力、超算算力多種類型服務，支持跨區域的算力網絡實時、靈活調度能力，實現算力、網絡、存儲資源云網融合一體化運營服務。我們認為運營商商業化算力服務產品的推出是算力網絡建設中的重要進展，通過直接為客戶提供高效、靈活的算力支持，推動行業解決方案創新，實現自身云、網、算等多資源的融合，拓展數字化業務規模。

圖表18：上海電信公共算力服務產品介紹

資料來源：中國電信上海分公司官方公眾號，中金公司研究部

隨著算力資源規模擴大、算力服務逐漸豐富，我們認為整合算力資源的交易平臺將成為新的算力網絡商業模式。考慮到算力資源同水電相比，結構更為復雜，我們認為區塊鏈、AI等技術將成為交易平臺的關鍵技術。算力交易平臺可以匯聚各地分布式的零散算力，促進各區域、各服務商之間的空閑算力流轉，實現算力的按需分配和公平定價，同時降低企業使用算力服務的門檻。

“生態”——牽頭共建，互惠共贏

運營商因其云網資源優勢，成為算力網絡產業鏈上最關鍵的一環，應積極探索產業鏈合作機會，牽頭打造共贏生態圈。

? 在算力網絡底層資源上，搭建一張全社會的算力網絡還需要引進各行各業的合作伙伴，如作為基礎設施的云廠商、IDC廠商，和提供垂直行業服務的第三方服務商等。運營商提供云、網資源，以網絡連接各方產業鏈的各個環節，在算力網絡中扮演著關鍵的“調度者”角色，識別下游客戶的算力需求，按需實時調度不同位置的算力資源，實現服務的自動化部署、最優路由和負載均衡。

? 在算力網絡應用服務上，運營商可以聯手行業伙伴，圍繞算力網絡技術變革、垂直領域解決方案持續深化合作，共同開發產品，共享技術經驗，探索更多算力網絡在制造、交通、醫療、教育、港口等各行各業的應用創新。

此外，運營商積極推進統一的算力網絡相關國際標準體系構建，為未來多平臺、多廠商能力共享奠基。例如中國移動聯合產學研各方26家單位，協同攻關，實現了算力路由、算力原生等多個方向的技術突破，并推動ITU/IETF等國際標準體系構建。我們認為運營商推動統一的算力網絡標準體系構建有助于建設統一泛用的算力生態，提高企業的影響力。

云廠商：擁有云資源和技術優勢的重要參與者

云計算廠商是算力網絡的重要參與者，借助已有的云計算資源和技術優勢，可從基礎設施、云網服務、安全管理多個層次參與算力網絡建設。

云計算廠商是公有云計算資源和云技術的主要提供方，是算力基礎設施的重要供給者。據IDC發布的2021年下半年中國公有云IaaS+PaaS市場數據顯示，阿里云、華為云、騰訊云依次占據市場份額前三位，份額合計超60%。此外，互聯網廠商在云計算領域發力較早，將云計算技術優勢與算力網絡的傳輸、調度優勢相結合，能夠為客戶提供更為優質的服務體驗。

圖表19：中國公有云IaaS+PaaS市場份額，2021H2

資料來源：IDC中國，中金公司研究部

圖表20：騰訊云一體化算力基礎設施

資料來源：騰訊官網，中金公司研究部

與運營商合力推出云網產品，服務企業客戶。云廠商可通過向運營商租用帶寬，利用SD-WAN、專線等技術為客戶提供云專線、云VPN、5G云專線等產品。以騰訊云的5G云專線為例，與運營商合作，在核心網部分使用騰訊TSAC（邊緣接入與加速平臺）與運營商核心網的UPF網關對接，直接調度運營商核心網資源，保障云專線業務的可靠性，實現云計算與5G網絡技術的高度融合。我們認為，未來隨著算力網絡的發展不斷成熟，云廠商可作為底層云計算基礎資源和技術的賦能者，參與算力網絡體系建設。

IDC廠商：東數西算驅動算力布局優化

IDC廠商是算力網絡中基礎設施層的重要參與者，提供各種分布式算力資源的出租服務。IDC在算力網絡建設進程中主要布局東數西算、綠色低碳、算網一體化等發展方向。

IDC廠商的算力資源布局和業績收入都呈現良好增長態勢。我國IDC廠商持續加大算力資源布局，根據工信部數據，我國數據中心機架規模穩步增長，按照標準機架 2.5kW 統計，截至到 2021年年底，我國在用數據中心機架規模達到520萬架，近五年年均復合增長率達33.03%。在數字經濟時代算力的龐大需求驅動下，我國數據中心業績收入持續快速增長。根據中國信通院數據，2021年，我國數據中心行業市場收入達到1,500.2億元，近三年年均復合增長率達到30.69%，我們認為IDC廠商規模的快速增長，印證了市場對于算力資源需求的擴張。

圖表21：我國數據中心機架規模

資料來源：工信部信息通信發展司，中金公司研究部

圖表22：我國數據中心市場規模

資料來源：中國信息通信研究院，中金公司研究部

在東數西算一盤棋下，西部地區承接部分東部算力需求。國內數據中心所承載的需求分層將更加清晰，東部數據中心靠近城市，負責工業互聯網、AI推理、邊緣計算等要求低時延的業務；而西部算力資源和綠色能源的利用效率將在需求聚集下顯著提升，服務于算法分析、視頻渲染、超算、存儲備份等大算力場景。我們認為東數西算布局充分利用了東西部數據中心的獨特優勢，和算力網絡對IDC優化布局的要求高度吻合。

綠色低碳是IDC發展的必由之路。東數西算政策對于西部的四個地區（貴州、內蒙、甘肅、寧夏）的PUE（電能利用效率）要求是低于1.2，對于東部的四個地區（京津冀、長三角、粵港澳大灣區、成渝）的PUE要求是低于1.25，而根據 ODCC 數據顯示，目前各區域 PUE 水平均高于東數西算要求，還有較大節能空間。另外，IDC廠商也在積極解決其高能耗難題，通過液冷、AI能效管理等技術優化能耗，提高效益。我們認為政策支持、技術創新兩個層面將有效推動數據中心向綠色化、節能化演進，助力算力網絡的綠色建設。

圖表23：全國各區域數據中心平均PUE及東數西算要求，2021

資料來源：ODCC，中金公司研究部

算網一體化。算力網絡早期主要聚焦于算網協同，最終會向算網一體化階段演進。未來算力網絡能夠協同調度數據中心的計算、存儲、傳送多維度資源，為上層應用提供高效、靈活、專業的服務，實現計算資源利用率最優、網絡效率最優、用戶體驗最優。

賦能元宇宙及垂直行業應用，算力推動社會數字化轉型

元宇宙

算力網絡將作為重要基礎設施為元宇宙賦能。進入元宇宙時代，VR、AR的普及將使得高清視頻的傳輸將成為廣泛需求，虛擬人、實時渲染等技術的廣泛應用也會進一步提高對于GPU等異構算力的計算需求。元宇宙的高清VR、AR視頻具有大數據、高速率的典型特征，在元宇宙視頻應用場景下，算力網絡可以實現以下功能：1）調度異構化算力資源滿足云端實時渲染，降低C端硬件設備需求；2）大帶寬網絡接入為多用戶流暢體驗提供保障；3）利用邊緣節點完成分發和部分渲染需求，降低操作時延，提高用戶體驗。目前，算力網絡已在視頻直播、高清視頻等領域得到應用，我們認為相關能力可繼續在元宇宙場景下得到進一步推廣。

圖表24：算力網絡在視頻直播領域的應用示意圖

資料來源：中國聯通《算力網絡架構與技術體系白皮書》（2020年10月），中金公司研究部

智能駕駛

算力網絡的低時延、高帶寬和云邊協同能力為智能駕駛的實時數據計算提供了關鍵技術支持。在車聯時代，智慧駕駛作為高帶寬、低時延、高可靠場景中最典型的應用之一，正在推動傳統汽車市場的變革。自動駕駛催生了巨大的數據傳輸需求，根據Google的測試，車輛每秒產生的數據量可達到1GB。出于駕駛安全的考慮，自動駕駛對數據傳輸的穩定性和時延提出嚴格要求，算力網絡超低時延、高帶寬和云邊協同的能力為車輛轉向、加速和制動等實時控制信號提供關鍵保障。

在智能駕駛中，算力網絡可為汽車本身和道路基礎設施提供高帶寬和低時延的網絡，以及具有邊緣計算能力的算力服務，將車輛行駛產生的數據在臨近的邊緣節點進行初步處理后上傳至云端再返回，并與智慧城市的燈桿、紅綠燈等交通系統數據進行聯系，在云端分析后為車輛提供駕駛信息。

圖表25：云、邊、端協同的車聯網場景

資料來源：中國聯通《算力網絡架構與技術體系白皮書》（2020年10月），中金公司研究部

無線醫療

算力網絡有望持續賦能無線醫療場景升級延伸。基于5G、人工智能和云計算等關鍵技術，無線醫療能夠充分利用有限的醫療人力和設備，打破醫療資源不足、各地區發展不均的瓶頸，在疾病診斷、醫療監護和手術治療等方面提供信息化、移動化和遠程化醫療服務。

在無線醫療應用場景下，各任務對于數據傳輸和連接速率均提出較高要求。如基于AI和觸覺反饋的遠程超聲理論上需要30Mbps的數據速率和10ms的最大延時，算力網絡可以承載低延時和高帶寬的需求：

? 1）對于遠程手術，在視頻及圖像傳輸方面，低時延算力網絡能夠保證畫面傳輸質量，滿足精密操作所需的實時高清傳輸需求；在手術指令方面，低時延算力網絡提高了一端指令下達的精確性以及另一端指令響應的及時性；

? 2）對于遠程診斷，算力網絡的支持可以解決診療過程中視頻網絡受限于帶寬、網絡延遲的問題，完成醫院間遠程輔助診斷檢查操作、遠程會診等信息資源的整合，實現遠程操作和實時診療指導；

? 3）對于急救資源統籌，算力網絡可以及時處理繁雜的急救信息并實時規劃、合理分配急救資源，支持急救車輛及人員的實時遠程調度、急救患者信息及狀態的及時更新等，為搶救生命爭取寶貴時間。

圖表26：無線醫療網絡邏輯架構

資料來源：華為《無線醫療白皮書》（2018年1月），中金公司研究部

風險提示

關鍵技術研發不及預期。目前算力網絡建設處于發展初期，有關算力編排、調度，算力感知網絡等技術尚處于前期研發階段，需要相關公司投入較多資源。算力網絡要實現對現有算力資源跨地域、跨云邊端、跨算力類型實現統一調度，并進行負載優化等，在技術研發上尚存在不確定性，關鍵技術研發不及預期將影響算力網絡建設的整體進度。

下游應用發展不及預期。目前元宇宙商業化應用落地較少，大規模算力需求有限，考慮到下游行業應用發展需要芯片、AI、軟硬件等全方位的發展支持，我們認為下游應用發展或將導致當前算力網絡的商業化發展不及預期。

[1] 3A指的是大量的時間(A lot of time)、大量的資源(A lot of resources)和大量的金錢(A lot of money)，簡單來說是資源投入量巨大的高質量游戲。

[2] 資料來源：華為官網 https://www.huawei.com/cn/technology-insights/publications/huawei-tech/78/cloudcore-5g-evolution-cn

[3] 資料來源：人民郵電報，中國電信董事長柯瑞文：發揮云網融合優勢，賦能數字經濟高質量發展 https://mp.weixin.qq.com/s/HQF-Jrapq48PygRvs0ByDw

[4] 資料來源：移動云官方公眾號，以算網創未來：中國移動舉辦“算力網絡，創新發展”論壇 https://mp.weixin.qq.com/s/2wujYHblsTI2BegfYVcyzA

[5] 資料來源：央視財經https://baijiahao.baidu.com/s?id=1664461956525441441&wfr=spider&for=pc

文章來源

本文摘自：2022年8月9日已經發布的《元宇宙系列之算力網絡：數字經濟的新型信息基礎設施》

于明洋 SAC 執業證書編號：S0080121060043

錢 凱 SAC 執業證書編號：S0080513050004 SFC CE Ref：AZA933

童思藝 SAC 執業證書編號：S0080122070064

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