互聯網新趨勢:區塊鏈催生雲算力市場,打造新一代IT基礎設施

(溫馨提示:文末有下載方式)

1.區塊鏈推動算力和算法、數據市場分離,催生全新商業場景模式

隨著智能手機和物 聯網智能終端的普及,在區塊鏈、人工智能和 5G 的推動下,算力、算法和數據三個層 面重構互聯網商業模式。在技術的快速發展過程中,互聯網的商業經歷了計算機的開源、 軟件的開源和數據的開源,曾經的巨頭壟斷被不斷打破。如今,隨著區塊鏈、人工智能 和 5G等信息技術的崛起,整個互聯網加速由巨頭互聯網公司中心走向分佈式和去中心 化,價值壟斷正在被打破。區塊鏈完美地解決個人數據確權和授權交易,為大數據這列 高速列車提供了規範的軌道,也為大規模的互聯網絡協同提供是價值交換的基礎。

在區塊鏈、AI 和 5G 融合的推動下,互聯網將呈現新商業模式。區塊鏈網絡 為數據市場治理提供基礎協議,協助分佈式的網絡節點之間完成價值交換。以區塊鏈網 絡為基礎,諸多數據和資源實現了分佈式和市場分離,互聯網公司對數據的控制力下降, 出現算法模式供應商,5G 邊緣網絡將使得雲算力成為下一代互聯網基礎設施。

互聯網新趨勢:區塊鏈催生雲算力市場,打造新一代IT基礎設施

區塊鏈為互聯網提供了前所未有的市場激勵和經濟動能。我們 把視角轉向算力,探索區塊鏈時代算力、算法和數據等互聯網三個重要資源要素能夠催 生出什麼樣的市場模式和商業價值。

站在算力的角度,基於區塊鏈,分佈式的雲算力和算法、數據實現市場分離成為可能。 不同於傳統互聯網巨頭集合了數據、算法和算力的模式,區塊鏈將推動數據、算法和算 力進行市場分離。對實時性敏感的業務數據,傳統互聯網巨頭以中心雲+CDN 服務的方 式解決,但互聯網的潛能不會止於數據傳輸和訪問,有大量的數據計算和存儲等業務對 時延並不敏感,這一塊市場目前處於空白狀態。AI 算法的演進和分佈式 AI 的崛起,將 進一步推動更多分佈式的智能服務和更新穎的商業場景模式;進一步挖掘數據的潛力。 過去,以亞馬遜為代表的大型互聯網公司基於自身閒臵的彈性算力資源,開發出雲計算 這樣一個新的商業模式。但這依然是一種中心化資源的彈性複用——互聯網公司依舊同 時掌握數據、算法和算力。移動時代,大量閒臵的算力、算法資源分佈在全球網絡的諸 多節點,如何將閒臵的雲算力資源組織起來參與市場運行,使得閒臵資源產生市場價值——雲算力,將成為一個新的商業模式。區塊鏈作為數據隱私保護的基礎,更重要的還為算力和數據分離提供了基礎的協同支撐——雲算力的出租可以在區塊鏈網絡裡獲取所 需的市場回報。

互聯網新趨勢:區塊鏈催生雲算力市場,打造新一代IT基礎設施

2.雲算力崛起為新一代互聯網基礎設施

移動端和物聯網智能設備的迅猛發展,勢必需要算力從集中向終端分佈式部署,最終在 中心化和分佈式兩者間取得平衡。人工智能在算法優化階段需要投入大量的算力,Google的明星機器人 AlphaGo 在擊敗李世石之前,DeepMind 團隊使用了 48顆 TPU 對 AlphaGo 進行了數個月的3000多萬盤對弈訓練。顯然移動時代,大量的數據在本地存 儲的模式不在適合。因此,算力一定會隨著移動設備和物聯網智能設備的發展而向邊緣 傾斜,實現算力的分佈式部署。服務端與客戶端分離的結構,移動端的分佈式機器學習 就成為重要的方向,Google 在這方面已經獲得產品級突破——Google 基於 TensorFlow 構建了全球首個產品級可擴展的大規模移動端聯合學習系統,目前已在數千萬臺手機上 運行。

分佈在全球的大量 IDC 和個人算力節點資源由於網絡和算法瓶頸,其潛能未被充分挖掘。 根據 IDC 和 Seagate 聯合發佈的白皮書,預測到2025年,全球連接數達 1000 億,為 2015 年的 10 倍。全球數據存儲量由 2018 年的 32 ZB 擴大 5.5 倍,達到 175 ZB。隨著 數據的指數級增長,超大型數據中心作為數據的物理承載,成為信息基建的重要組成部 分——同時,遠離網絡入口的 IDC 和分佈在網絡裡的大量計算節點成為一個新的市場主角。過去由於存在網絡時延以及算法效率瓶頸,互聯網巨頭建立集中的、具有網絡出口 優勢的數據中心,提供互聯網服務。而如今,在數據計算和存儲等業務領域,無論是大 型的 IDC 還是更加分散的個人節點算力資源,都有極大的待挖掘的潛能未被激發。

互聯網新趨勢:區塊鏈催生雲算力市場,打造新一代IT基礎設施

互聯網新趨勢:區塊鏈催生雲算力市場,打造新一代IT基礎設施

以 Google 聯合學習算法為典型,分佈式 AI 使得移動端分佈式機器學習成為現實,分 布式算力的潛力被激活。今年 2月谷歌宣佈實現了全球首個產品級的超大規模移動端分 布式機器學習系統,目前已經能夠在數千萬部手機上運行。谷歌基於TensorFlow構建了 全球首個產品級可擴展的大規模移動端聯合學習系統,目前已在數千萬臺手機上運行。 這些手機能協同學習一個共享模型,所有的訓練數據都留在設備端,確保了個人數據安 全,手機端智能應用也能更快更低能耗更新。研究人員表示,該系統有望在幾十億部手 機上運行。聯合學習能產生更智能的模型,更低的延時和更少的功耗,同時確保用戶的 隱私。這一切都依賴於聯合學習(FL)方法,聯合學習是一種分佈式機器學習方法,可 以對保存在移動電話等設備上的大量分散數據進行訓練,是“將代碼引入數據,而不是 將數據引入代碼”的更加通用化的一個實現,並解決了關於隱私、所有權和數據位臵等 基本問題。

分佈式聯合機器學習使得分散算力可以聯合執行算法任務,並在大規模的分散設備部署, 有效突破通信瓶頸,實現分佈式算力的聯合協同完成數據計算任務。指數級增長的全球 終端節點設備使得算力大量分散在網絡不同節點,而 GPU 計算性能的提升使得每一個 設備都是不可忽視的算力資源。網絡快速增長的數據量是一個價值潛力巨大的資源池, 如果能夠將分佈式算力、大規模數據和算法結合起來,將創造極具價值的服務市場。

網絡算力資源不僅來自於企業自身、大型雲計算公司,更廣泛的分佈式雲算力資源市場 有待進一步挖掘。傳統的互聯網巨頭掌握大量的數據、算法和算力資源,閒臵網絡算力 資源是一種浪費,彈性複用的想法下誕生了雲計算服務。亞馬遜、阿里、騰訊和華為等 傳統 IT 巨頭在雲計算服務的投入使得這些公司獲得了不小的回報。但更為廣泛閒臵的是 雲算力——畢竟依靠中心化互聯網巨頭集中投入的計算資源只是網絡算力的一部分,我 們不應該忽視更為廣泛的分佈式節點的計算資源,這些節點可能來自於個人、小團體或 其他無意成立專門的部門輸出雲計算服務的公司。大型雲計算平臺的模式仍是是中心化 的運作,在商業拓展和數據隱私方面都存在一定的瓶頸。構建一個去中心化的雲算力市 場,既保護節點的隱私又能是的雲算力獲得應有的市場回報,是雲算力市場值得挖掘的 潛力。

互聯網巨頭的雲計算業務主要以消費互聯網公司為主,更關注實時性消費級業務,雲算 力有望成為新崛起的藍海市場。從2018年雲計算市場來看,主要集中在亞馬遜、微軟、 谷歌、阿里雲與 IBM 手中,Cannlys 數據顯示,上述五大巨頭佔全球65%市場份額,其 中亞馬遜 AWS 佔全球31.7%市場份額,規模高達 254 億美元。排在第二的是微軟Azure, 營收規模為 135 億美元,佔全球份額16.8%。亞馬遜 AWS 業務的頭部客戶主要是蘋果、Adobe、Snap、Lyft 和 Pinterest 等消費互聯網公司,其他雲計算巨頭的客戶同樣集中在 社交、娛樂等領域,對實時性交互要求較高。

互聯網新趨勢:區塊鏈催生雲算力市場,打造新一代IT基礎設施

互聯網新趨勢:區塊鏈催生雲算力市場,打造新一代IT基礎設施

對網絡實時性不敏感的大規模數據計算和存儲業務,雲算力有望打造藍海市場。基於互 聯網大致可以分為三類:一類是實時性強的業務,用戶需要流暢的訪問和瀏覽,比如網 頁瀏覽、視頻娛樂、支付等等;一類是需要大規模數據計算的業務,這類業務並不需要 太強的實時性,但需要強大的算力資源做支撐,進行大工作量的數據計算,這類業務以 加密貨幣挖礦、科學計算等等為代表;還有一類是對實時性和算力要求都不高的冷數據 業務,比如存儲備份等。其中對後面兩類業務場景是雲算力最理想的市場。這類業務平臺目前處於發展的初期,典型的項目如 BOINC,(全稱 Berkeley Open Infrastructure for NetworkComputing,伯克利開放式網絡計算平臺)誕生於 2003 年,是全球最早、 最知名、用戶量最大的分佈式計算網絡。目前,全球大約 40 個科學項目正在使用BOINC。 整個網絡包含超過 15 萬名志願者和65萬臺計算機。這些計算機每秒產生 30“PetaFLOPS” 的計算能力,或 30 億次浮點算術運算,與世界上排名第二的超級計算機相當。如果將 Folding@Home 項目算力計入,BOINC 所有志願者的計算量比任何超級計算機都要大。 對於大規模數據計算,對時延並不敏感,可以充分調動分佈式雲算力,實現算力提供者 的資源複用和數據計算的成本優先的雙贏局面。

加密數字貨幣挖礦為雲算力率先開闢了一個快速增長的市場。以加密數字貨幣挖礦為例, 經歷數字貨幣市場熊市背景下,比特幣全網算力接近歷史新高。這些算力背後都是分佈 在全球各地的礦場和礦機,大部分礦場對IT環境和網絡環境要求極低,挖礦的主要關注 點和成本就是電力。調動分佈在全球的雲算力——無論是大型 IDC 還是個人節點,都可 以為各類數據計算提供保護數據隱私、高效的服務。加密數字貨幣挖礦為雲算力率先開 闢了一個快速增長的市場,具備一定的示範效應。將挖礦中的算力消耗引向數據因業務 計算,改進共識機制的算法,那麼等於將“挖礦”拓展到數字貨幣外更多的場景和領域——雲算力市場將是一個更大規模更廣泛的挖礦市場。

3.區塊鏈為雲算力市場提供經濟動能和市場激勵

區塊鏈在數據隱私保護和市場激勵方面為雲算力市場提供了經濟動能。分佈式的雲算力 形成一個獨立市場的瓶頸除了數據隱私外,市場激勵是主要的困難。無論是個人還是公 司,要把閒臵的算力資源出租獲取市場回報,需要具備雲計算服務輸出能力——很多公 司基於成本的考慮,無意、無力成立一個專門的部門輸出雲計算服務,這也是大型互聯 網公司雲計算平臺具備的規模優勢。從本質上講,市場激勵是分佈式雲算力資源未被大 規模投入市場的根本困難。區塊鏈網絡解決了數據隱私的困擾,區塊鏈賬本也為雲算力 市場提供了天然的市場激勵措施,使雲算力市場成為可能。

已有多個區塊鏈項目嘗試建立基於區塊鏈網絡激勵體系的雲算力平臺。Golem 是一個建 立在以太坊平臺上的去中心化計算機算力租賃平臺。通過 Golem 平臺,任何用戶都可以 成為算力的發售方和租用者。無論用戶提供的是一臺閒臵的家用電腦還是幾臺大型的數 據中心,都可以加入到Golem平臺中。Golem 是由運行 Golem 應用的所有節點組成的, 以完全點對點的方式運行,可以用於模擬股票市場、大數據分析、醫學研究甚至是密碼 學貨幣挖礦,這將會重構雲挖礦商業。Golem 計劃是創建一個全球的、開源的、分散的 超級計算機,任何可以上網的人都可以使用。

互聯網新趨勢:區塊鏈催生雲算力市場,打造新一代IT基礎設施

2019年,全球最大的算力網絡平臺 BOINC 將開啟其全新的底層區塊鏈改造之旅,有 望成為全球最大的區塊鏈應用項目,藉助區塊鏈通證實現經濟激勵。BOINC 項目發起人、 UC 伯克利大學空間科學實驗室科學家David Anderson 教授計劃利用區塊鏈技術進一步 推動 BOINC 發展。並將 BOINC 轉換為具有分散通信、計算和存儲的P2P網絡。在這種 情況下,分配計算任務可以使用智能合約完成,在 BOINC 網絡中利用區塊記錄所有交易 信息的場景空間巨大。與此同時,基於區塊鏈的通證(Token)激勵體系,也將為志願者隊伍和算力貢獻程度的擴大提供規則環境。David Anderson 教授認為,“在區塊鏈的 加密貨幣概念中,工作證明機制(POW)是一種有用的計算,不是無意義的散列函數。 目前已經有一個 Gridcoin積分激勵機制產生。我們認為這是獎勵志願者和吸引新志願者 的好方法。這可以將志願者基數提高100或 1000 倍,從而創造一種新的計算能力,可 以徹底改變許多科學領域。”

4.雲算力視角下邊緣 IDC 價值的再認識

雲計算基礎設施向集約化演進,能效成為重要的考慮指標。近幾年來,數據中心的集約 化、高密化、綠色化發展趨勢明確。根據工信部數據,2016 年國內數據中心的機架中, 大型規模以上機架佔比約 39%,2017 年這一數字上升至50%,預計未來仍將進一步提 升。2019 年 2 月,工信部發布綠色數據中心建設指導意見,要求新建大型數據中心的PUE在 1.4 以下,綠色化趨勢明顯。而對於 IDC 運營者來說,電力成本仍然是主要考慮 指標。

互聯網新趨勢:區塊鏈催生雲算力市場,打造新一代IT基礎設施

邊緣地區 IDC 有望借雲算力之風崛起,擺脫網絡限制,以電費成本+獲客能力作為核心 競爭力。在雲算力市場的不斷開拓大趨勢下,網絡將不再成為限制,算力的成本優勢將 凸顯。未來低時延業務將就近部署在用戶聚集地區的數據中心,而數據備份、離線分析 及時延要求不高的計算類業務將優先布放於氣候適宜、能源富集的中西部數據中心。相 較目前主流的北上廣深數據中心,中西部地區的數據中心電費成本優勢明顯。電費是數 據中心運營的核心支出,電費成本佔總成本比例超過50%,是決定大規模數據中心運營 成敗的關鍵因素。根據草根調研,我們對邊遠地區數據中心和目前主流的北上廣深數據 中心進行比較,以拉薩為例,其數據中心初期用電價格0.25元/度,並隨用電量增加逐 步降低。而上海的大工業用電,峰時段電費超過 1 元/度,谷時段電費也在0.23元/度以 上,中西部地區成本優勢明顯,用電成本相較東部地區降低 50%以上。對於同處於邊遠 地區的 IDC 而言,獲客能力將成關鍵。

5. 雲算力時代共識機制有待重新審視

共識機制是區塊鏈系統運行的核心經濟規則,去中心化共識機制極為罕見。區塊鏈系統 是一個典型的點對點(去中心化)的系統,共識機制則是這個系統運轉的經濟規則。共 識機制在去中心化的思想下解決了節點間相互信任的問題,是約束節點之間成本投入和 收入分配的核心規則。區塊鏈技術解決了在不可信信道上傳輸可信信息、價值轉移的問 題,也就是說,區塊鏈是一個開放系統,參與節點和網絡傳輸都是開放的,區塊鏈技術 確保傳輸過程中的賬本安全(防篡改、防偽造、傳輸訪問安全)。而共識機制解決了區塊 鏈如何在點對點的分佈式網絡下達成一致性的問題,這是區塊鏈運行的核心規則。從經 濟學視角看,共識機制解決的最核心的問題就是信任和激勵機制(成本投入和收入分配), 一個去中心化的系統,共識機制下的點對點進行交換(資源、物品、數據等),如何確保 節點之間的彼此信任以及如何激勵節點參與點對點系統?

PoW機制是算力市場天然是價格機制。PoW 機制是工作量證明機制,即記賬權爭奪(也是通證經濟激勵的爭奪)是通過算力付出的競爭來決定勝負準則。這是典型的自由市價 機制,從經濟角度看,這也是浪費最小的情況。為了維護網絡的可信與安全,需要監管 和懲戒作惡節點、防止 51%攻擊等等,這些都是在 PoW 共識機制的約束下進行。從最 直接的視角看,PoW是算力市場最直接的價格機制。

互聯網新趨勢:區塊鏈催生雲算力市場,打造新一代IT基礎設施

雲算力時代,共識機制作為大規模互聯網資源和價值交換的市場組織機制,其價值有待 重新審視。在雲算力時代,互聯網資源在分佈式部署的情況下,實現大規模點對點的資 源和價值交換,這時候不可能依靠一家中心化的公司來解決龐大而分散的資源供給與需 求。區塊鏈是在確保隱私基礎之上,組織網絡大規模點對點資源和價值交換的市場機制, 作為決定這個市場運行的核心規則的共識機制,其功能和價值有待進一步的挖掘和審視。

從二級市場角度看,據我們草根調研瞭解,目前雲算力市場尚處於需求培育階段,大部 分產業互聯網需求方仍處於自建算力階段,我們預計在5G後周期階段,雲算力需求有 望逐步釋放。具有優質雲算力資源基礎的 IDC 企業將有望率先分享雲算力市場紅利。

溫馨提示:如需原文檔,可在PC端登陸未來智庫www.vzkoo.com搜索下載本報告。

(報告來源:國盛證券;分析師:宋嘉吉、任鶴義)


相關推薦

推薦中...