“算力竞争”时代来临，中国能否反客为主？

2022年，我们的世界观已经被震撼太多次，新冠疫情反复起伏，俄乌冲突90多天更新了对于战争的认识，随后的西方对俄罗斯的经济封锁也重新定义了“制裁”的边界，印度日前突然宣布禁止小麦出口，疾病、饥荒、战争似乎都没有那么遥远……各种变化似乎层出不穷。

近日，又有新的变化，据多家媒体报道，日本政府计划将云计算服务列为涉及国家安全的“特定重要物资”，所谓“特定重要物资”指的是国民生活和经济活动所依赖的物资，也就是像粮食、能源一样的重要战略物资。

在军武菌看来，云计算被日本列为战略物资绝对是件不能忽视的大事，这或许标志着一个新起点，工业革命以来矿产、粮食以及石油化石能源作为核心战略资源的时代正在成为过去式，一种全新的资源“算力”已经成为各国角逐的新焦点。

从围棋到人类蛋白质结构

2021年7月22日，谷歌旗下的Deepmind公司的研究团队在《自然》杂志上发表了一篇报告：该公司开发的人工智能程序“Alphafold”预测出了98.5%的人类蛋白质结构，这对于人类攻克医学难题有着划时代的意义。

消息一出，学界震动。此前数十年，全球科学家合力才搞定了三分之一，Alphafold一次性就解决了98.5%。

▲蛋白质结构模拟

这已经不是Deepmind公司第一次在AI领域大显神通了——2017年5月23日，世界排名第一的中国棋手柯洁在与Alphago（Deepmind的另一款产品）的对弈中陷入巨大劣势，最终投子认输。

▲柯洁惜败于Alphago

其实无论是围棋，还是解析人类蛋白结构，其基本运行原理都不难（围棋的玩法小朋友都可以学会，解析蛋白质结构的主要实验手段在学术界也是公开的），之所以困难是因为需要大量复杂的测算和分析，需要耗费大量的时间和人力。

以围棋为例，小小一面19x19的棋盘，计算复杂程度却达到了10的172次方。这个运算量有多大呢？做个比喻，假定一台计算机每秒钟计算1亿次，那么1个月可计算259000亿次；1年估计可计算10的17次方；1万年可计算10的21次方；1亿年可计算10的25次方。要完成10的172次方的变化，需要的时间可想而知。

很多朋友可能还记得，20多年前IBM的超级计算机“深蓝”战胜国际象棋大师卡斯帕罗夫的故事，那时IBM专门公布了“深蓝”的性能指标，有32颗CPU，每秒进行113亿次浮点运算，是当时领先的超级计算机。

▲卡斯帕罗夫大战深蓝

但是当2017年Alphago战胜柯洁时，谷歌方面却完全没有公布相关性能指标， Alphago甚至都不是一台计算机，只是个算法软件。

怎么会这样？

其原因就是Alphago突破了单个设备硬件的物理限制，根本不是运行在某台计算机上，而是一个运行在云计算上的算法，通过远程的云计算数据中心，“算力”如同水龙头里的水，可以源源不断地输送给Alphago，自然也就不存在计算机配置问题。

事实上，根据专家估算，Alphago背后的实际“算力”已经是“深蓝”的3万倍以上。为什么近年AI突然就变得如此之强？这背后固然是深度学习等算法的不断进步，但同样离不开最近十余年来全球算力的大幅度提高，说白了就是“大力出奇迹”。

从AI企业的分布情况，我们也能看出算力是近几年来推动AI发展的主因——2020年，美国从事AI的企业数量占了全球的38.3%，位居第一，中国紧随其后，占了24.66%。中美两国能在AI领域远超其他国家，就是因为中美两国的算力也远超其他国家——美国拥有全球36%的算力，中国则拥有31%。

更加重要的是，军武菌要提醒大家：“算力”可不仅应用在围棋上，从你手机里的每个APP到自动驾驶、工业4.0智能制造，甚至在军事领域，分析雷达信号或者推算气动外形……可以说我们生活的方方面面都与“算力”息息相关。

算力与芯片不同

根据中国信息通信研究院的权威定义，算力指的是“设备处理信息并输出特定结果”的计算能力。你按一下鼠标，游戏里的角色就会砍一刀，这就叫“处理信息并输出特定结果”。如果这时候你卡了，则说明你“处理信息并输出特定结果”的计算能力比较弱——同样的一款3A大作，别人拿3080Ti玩，你拿970玩，那肯定是两种完全不同的游戏体验。

▲高下立判

如果咱们把格局打开一点，你会发现在宏观层面上，情况和打游戏其实也差不多，只不过“好的更好，差的更差”。

在发展经济、开发技术这件事儿上，掌握高端算力的国家就像用3080Ti打游戏，高清流畅，毫无卡顿。而没有高端算力的国家，就像是用小灵通去打游戏，这不是卡不卡的问题，是根本没法搞的问题——而官方文件里对于这种情况的描述更为清晰：算力已经成为了全球战略竞争新焦点，是国民经济发展的重要引擎，全球各国的算力水平与经济发展水平呈现显著的正相关。

根据《2021—2022全球计算力指数评估报告》，算力指数每提高一个点，就会给数字经济带来3.5‰的贡献，推动GDP提高1.8‰。如果说过去我们用粮食产量、能源储量、工业实力等指标来衡量一个国家的综合国力，那么“算力”无疑将成为下个时代的核心生产力，决定着每个国家的发展权。

那么，就问题来了，咱们普通人怎么才能看清一个国家的算力强弱呢？

答案是：Flops和“算力发展框架”

Flops，中文读作“每秒执行的浮点运算次数”，是国际公认的算力衡量单位。不过，由于现在的计算机技术过于强悍，Flops的值往往可以高到天文数字程度，所以在实际操作中，更多运用的还是EFlops，1个EFlops = 10的18次方个Flops（10的后面跟18个0，我实在不知道该怎么读了）。

这个计量单位有多恐怖呢？不用太多，1 EFlops的算力，就等于5万台“天河2A”超级计算机或者200万台主流笔记本电脑同时开动的算力输出。

在这里，特别有一个概念要厘清，就是算力和芯片产业的关系。

尽管算力的基础是芯片，但是芯片技术和算力发展水平却不直接相关，以韩国、中国台湾地区为例，这两个地区都有非常强大半导体产业，三星、联发科、台积电等企业在芯片产业链中居于领先地位，但是韩国和台湾地区的算力水平却并不突出，核心原因就是算力的发展需要广阔的应用场景支撑，需要对成千上万个芯片规模化调度运行能力，而这些是韩国和台湾地区的经济体量很难支持的。

说白了，单个芯片的算力再强，也是散兵游勇，云计算则是规模化作战的兵团，因为涉及排兵布阵、多兵种协同、战斗力安排策略等要复杂得多。

根据中国信通院的分类，一个国家的“算力发展框架”是由三部分组成的：算力规模、算力环境和算力应用。而这种分类，也恰恰与算力产业的产业链有相当大的重合。

▲算力产业链

这张图很清晰，各国算力产业链的强弱，实际上就看这几条标准：

第一，算力规模，取决于一个国家有多少服务器和超级计算机，主要看各国大型云计算企业和科研院所的实力。

第二，算力环境，取决于5G基站和通信设备的实力，因为算力强弱和信息传输速度直接相关，网络运营商和通信设备厂商的优劣，直接决定各国算力环境的好坏。

第三，算力应用，算力的生命在于应用，如果一个国家没有足够多的企业能够用好算力，搞好创新，提升效率，反过来也会制约算力产业的发展。

第四，算力支撑产业。这个不用多说，算力的强弱，也要看各国在相关领域的技术实力，所以芯片等半导体厂商很重要。

中国在这四个领域的布局，将直接影响中国算力的强弱。间接地，也可能影响中国未来发展的进程。

算力的生命力在于应用场景

其实全球范围来看，日本并不是第一个把云计算提升到战略物资高度来对待的国家。早在2021年5月，法国“cloud de confiance”（可信云）在的国家云战略中正式推出。德国也在2021年9月宣布了和谷歌合作开发德国云技术的协议。

不过，法、德两国在云计算领域依然选择与美国公司“合资”，这意味着“算力”依然部分掌握在美国手中，他们无奈的选择背后也体现出算力竞争的不平衡。

由于算力的发展高度依赖算力规模、算力环境及算力应用，全球绝大多数的国家实际上根本没有资格参与以上任何一个领域的竞争，即便是德法这些欧洲工业强国处于劣势。

相比之下，中国由于拥有广阔的国内市场，再加上数字经济发展起步早，反而成为云计算起步最早的国家之一。

熟悉互联网的人都知道，美国最大云计算服务商亚马逊和中国最大云计算服务商阿里云都是电商企业，催生他们的则是两个著名购物节“黑色星期五”和“双11”。

▲天猫双十一期间的交易量远高于平常

两个事情的共性在于，它们都会产生天文数字级别的超高瞬时流量。

为什么中国能够成为全球首先搞“云计算”的国家之一？就是因为首先遇到了算力瓶颈。2009年前后，随着淘宝中国市场用户高速增长，特别是“双11”等活动的举办，天量的数据随之产生，阿里巴巴发现当时以IBM小型机等为核心的  “IOE”架构无法满足自身的需求。

据说，当时阿里内部分为两派，以阿里云创始人王坚院士为首的一派认为，必须自力更生，独立发展下一代“云计算”技术。另一派认为，独立研发成本巨大，全球都没有先例，阿里巴巴很难成功。

最终，王坚说服了马云，决定每年投资10个亿，连续投资10年给阿里云，研发自己的云计算系统，“如果有一天势必会跟谷歌、甲骨文直接竞争，那手里不能是拿来主义的棒子，必须是自己做出来的火箭”。

作为后来人，我们很难揣测当年阿里投入“云计算”是否有国家战略层面考虑，但即使是朴素的企业经营不能受制于人的感情，也是非常值得尊敬的。目前阿里云已经成为全球第三大云服务供应商，覆盖全球27个地理区域。根据刚刚发布的数字，在过去的一个财年中，阿里巴巴技术投入费用超过1200亿人民币，成为中国本土科技企业的代表。

而与中国本土云计算产业的发展同频，则是中国互联网产业的飞速发展，以及覆盖的广阔场景。

根据中国互联网络信息中心出版的《网络发展状况报告》，目前中国互联网用户已经达到9亿，除了老年人几乎个个都用手机，每周上网时长超过26小时，网上支付的用户已经超过7.6亿。

对比10年前，2012年中国只有5.3亿网民，手机网民只有不足4亿，网民每周上网时长只有20小时，中国网上支付的用户才1.87亿人，使用手机在线支付的也只有4000多万人。

在10年前的《网络发展状况报告》中，“互联网应用”部分仅有区区9页，简单地分成了“信息获取”、“商务交易”、“交流沟通”、“网络娱乐”四个板块。而2021年的报告中，“互联网应用”部分足足有28页，被分成了16个具体的单元……这还不包括政务和产业互联网的诸多应用。

根据《2021-2022全球计算力指数评估报告》的观点：数字技术走向大规模应用的决定性因素是算力，每一项新技术的落地应用，背后都是庞大的算力资源做支撑。随着全球数字经济持续增长，在经济的比重越来越高，计算力作为数字经济的核心生产力，增长必然更加迅猛。

网民数量暴涨，交易规模暴涨，应用种类暴涨，中国网络发展太快了，需要算力的地方太多了——正是如此爆发的需求推动了中国算力水平的崛起。

中国准备好了吗？

自从全球网络经济和技术开始发展，中国就一直站在时代的最前沿。全球几乎都接受了一个事实，即：世界上只有两种互联网，中国互联网和美国互联网——在这个基于算力的信息时代，中美两国的发展可谓“两骑绝尘”，其他国家只能看着中美两国的尾灯发出一声绝望的感叹。

在军武菌看来，面对即将到来的“算力”竞争时代，中国目前还是明显有优势的。

从算力规模来看

2020年全球总计有429 EFlops的算力，中美两国分别掌握了31%和36%，欧洲排第三，占了11%，日本排第四仅占6%。细分来看，基础算力，美国占了全球43%，我们占了26%；智能算力，中国独占52%，美国则有19%；隔壁的日本只有在超算领域才能取得一定的领先——中美日三国的超算算力份额，分别占了全球的20%、31%、23%——而超算算力，在中国整体算力中只有2%的份额。

▲中美两个是世界上算力最强大的两个国家

值得注意的是，中国的算力规模仍然在快速增加。美国算力的增长率为5%，而中国的算力增长速度则高达13.5%。显然，在不远的未来，中国的算力规模或将有望超越美国。

从算力环境来看

衡量算力环境，主要看两个因素，其一是网络环境，其二是算力投入。

网络环境上，中国的发展领先全球——根据工信部的统计，到2021年底，中国累计已经建成并开通了142.5万个5G基站，中国的5G基站总数已经占到了全球60%以上，中国100%的地级市，98%的县城，80%的乡镇都已经实现了5G网络覆盖。

从算力应用来看

衡量算力应用的指标，消费端主要是看移动网络流量的情况，产业端则主要看产业数字化水平。

在这两个指标上，中国的表现都非常优秀：2021年，中国移动互联网接入流量已经达到了2216亿GB，毫无疑问的全球第一规模。产业的数字化水平也在不断提高——截止到2020年6月，中国已经有了70多个在行业或地区内有影响力的工业互联网平台，开发出了25万个工业用app。

除了这些大环境，特别值得一提是，从云计算的应用需求出发，一些中国云计算企业已经开始向芯片技术等上游领域进军。去年阿里旗下的“平头哥”推出了全球首款5nm制程的通用CPU芯片“倚天710”芯片，成为全球性能最先进的ARM架构芯片。

尾声：

“算力”既是硬实力，

也是软实力

就像工业革命时代英国禁止纺织机图纸出口，标志先进生产力争夺的巅峰，当算力成为世界各国的战略资源，其背后酝酿的更是一场生产力变革。

但是值得关注的是，在信息技术时代，“算力”不仅是象征着技术水平，更是一种可以输出的软实力。

过去十多年，美国的云计算企业不断扩张：亚马逊和微软每个季度投入的资本支出总额高达250亿美元，绝大部分都用来建设超大规模的数据中心，其中大部分用来服务美国外的客户。

以亚马逊为例，全球市占率已经达到了38%左右——在日本，亚马逊击败了富士通等企业，成为了日本头号云服务商；在欧洲，几乎每个国家的云市场都是被亚马逊、微软、谷歌瓜分。

但在亚洲地区形势不同。阿里云牢牢占据亚太第一云位置，份额达到25%，接近亚马逊和微软的总和。在印尼、菲律宾等多地，阿里云都是第一家建设本地数据中心的云服务商。

▲全球云服务市场格局

事实上，算力竞争背后，既是刀光剑影的技术大比拼，也是一场规模庞大、参与方众多的商业竞争。在这个舞台上，不仅有前沿的各国的云计算提供商，背后还有各国的网络运营商、通讯设备厂商和各行各业有数字化转型需求的企业——海外国家是亚马逊、微软、谷歌、高通、AT&T，中国则是阿里、百度、华为、腾讯和三大运营商等。

但商业性的“算力”竞争，未来或将带来深远的、国家影响力层面的战略结果。就像美元在国际金融体系的国际货币地位，SWIFT系统在国际结算中的核心地位一样，如今的云计算正在从技术向规则进化，成为一个国家全球竞争力的一部分。

过去30年，“中国制造”走向世界代表了中国的软实力，面对“算力”时代带来的生产变革，期待更多中国企业也能抓难得的机遇窗口期，让“中国算力”成为全球技术变革的核心力量。

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