從古至今，人類生產(chǎn)力的發(fā)展歷史可以用“四力”來劃分。第一個是人力時代，主要靠人自身的勞動力來從事生產(chǎn)活動，生產(chǎn)力的高低完全受限于人自身的體力大?。坏诙€是畜力時代，人類學(xué)會利用動物和牲畜來從事生產(chǎn)勞動，開始解放部分人力；第三個是動力時代，人類通過科技革命將蒸汽和電力等各類能源轉(zhuǎn)化為動力來驅(qū)動機器，以機器代替人力實現(xiàn)了規(guī)?；a(chǎn)，生產(chǎn)力得到重大突破；現(xiàn)在，人類生產(chǎn)力發(fā)展進入第四個時代——算力時代，以芯片和軟件平臺為主的計算能力改變了人類的生產(chǎn)方式、生活模式和科研范式，算力越來越成為科技進步和經(jīng)濟社會發(fā)展的底座，代表著人類智慧的發(fā)展水平。

算力時代到來，

尋找數(shù)字經(jīng)濟新密碼

文 | 李正茂、雷波、孫震強、王桂榮、陳運清

來源 | 《云網(wǎng)融合：算力時代的數(shù)字信息基礎(chǔ)設(shè)施》

01

人類生產(chǎn)力發(fā)展階段

與算力第一定律

在人力時代，從遠古的石器時代開始，生產(chǎn)力主要是以人力為主，人類主要依靠自身的體力勞動以及一些輔助性的石器工具來從事生產(chǎn)活動。全社會的生產(chǎn)力大小主要取決于參與體力勞動的人口規(guī)模和個體體能，生產(chǎn)力提升主要依賴于勞動者所使用的石器工具的改良升級。馬克思曾說過，石器不僅是人類勞動力（生產(chǎn)力）發(fā)展的測量器，而且是勞動借以進行的社會關(guān)系指示器。因此，勞動和石器的配合程度決定了人力時代生產(chǎn)力的高低。由于石器的演變過程緩慢，生產(chǎn)力整體處于相對穩(wěn)定狀態(tài)，社會發(fā)展前進速度較慢。生產(chǎn)力的作用對象主要為采集或狩獵，其價值主要體現(xiàn)在滿足人類基本的生存需求。

在畜力時代，即以大規(guī)模耕種為代表的封建農(nóng)業(yè)社會，生產(chǎn)力主要依靠畜力，人類開始馴化動物以獲取更大能量的生產(chǎn)力。青銅器和鐵器的出現(xiàn)加速了馬車和牛耕的應(yīng)用，標志著人類的生產(chǎn)勞動開始了牲畜動力的使用，而不再僅僅借助于人力本身。在我國歷史上，用牛拉犁這種技術(shù)長期作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力的代表持續(xù)上千年，直至工業(yè)革命的出現(xiàn)。歐洲經(jīng)歷的從手推磨坊到馬拉磨坊也是逐步用畜力取代人力的過程。這一時期，生產(chǎn)資料如土地、原料等與人力時代相比沒有發(fā)生本質(zhì)的變革，但勞動工具卻發(fā)生了替代性變化，畜力代替人力除了耕種和運輸外還用于戰(zhàn)爭，社會生產(chǎn)力從量上得到了較大的提升，但還未實現(xiàn)質(zhì)的躍遷。

在動力時代，即十九世紀中葉到二十世紀中葉之間的工業(yè)社會，各類能源轉(zhuǎn)化為動力，驅(qū)動機器來參與大規(guī)模生產(chǎn)，突破了人力和畜力的時間和體力極限，大幅提升了全社會的生產(chǎn)力。蒸汽機的創(chuàng)新和廣泛應(yīng)用直接推動了第一次工業(yè)革命（機械化），使生產(chǎn)力發(fā)展擺脫了工廠手工業(yè)階段，進入機器大生產(chǎn)階段，促進了工業(yè)經(jīng)濟蓬勃發(fā)展。汽油、柴油發(fā)動機的出現(xiàn)使得汽車、工程機械得以廣泛普及，人類實現(xiàn)了全球范圍內(nèi)的大遷移。電力的出現(xiàn)使得世界由“蒸汽時代”進入“電氣時代”，即第二次工業(yè)革命（電氣化），發(fā)電機、電動機相繼發(fā)明以及遠距離輸電技術(shù)的出現(xiàn)使得電氣工業(yè)迅速發(fā)展起來，電力在生產(chǎn)和生活中得到廣泛的應(yīng)用。同時，工業(yè)化的大發(fā)展又進一步加速新生產(chǎn)資料的出現(xiàn)和采用，如石油和鋼鐵等。新生產(chǎn)力和生產(chǎn)資料共同推動社會發(fā)展實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。

在算力時代，即二十世紀下半葉開始的信息社會，生產(chǎn)力主要體現(xiàn)為對數(shù)據(jù)等新生產(chǎn)資料的高效處理能力。電子計算機的橫空出世和廣泛運用為全球自動化、信息化和網(wǎng)絡(luò)化 發(fā)展提供了基礎(chǔ)條件，加速了人類對新生產(chǎn)資料的挖掘能力，拓展了人類認識和探索未知領(lǐng)域的能力。生產(chǎn)資料從以石油、鋼鐵為核心逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐詳?shù)據(jù)為核心，并演變到分子原子等微觀領(lǐng)域。當下，算力不再是電子計算機時代信息技術(shù)領(lǐng)域的專有服務(wù)，而是滲透到各行各業(yè)及企業(yè)生產(chǎn)全過程，算力參與度和所占比重越來越高。算力不僅可以助力企業(yè)降低運營成本，而且還能提供智能決策支持。算力真正實現(xiàn)了對人力和腦力的替代，成為人類能力的延伸和推動社會進步的變革性力量。正如美國學(xué)者尼古拉斯·尼葛洛龐帝在《數(shù)字化生存》一書中所言“計算，不再只是與計算機有關(guān)，它還決定了我們的生存”。算力不僅是數(shù)字經(jīng)濟時代的核心生產(chǎn)力，而且也正日益成為人們生活方式的重要因素。總之，算力就是生產(chǎn)力，我們稱之為算力第一定律，“算力時代”真正到來。

02

算力的廣泛應(yīng)用

與算力第二定律

算力作為數(shù)字經(jīng)濟時代中最核心的生產(chǎn)力，體現(xiàn)在算力在經(jīng)濟社會各個領(lǐng)域和層面都得到了廣泛的應(yīng)用，包括數(shù)字經(jīng)濟、數(shù)字社會和數(shù)字政府領(lǐng)域。算力的快速發(fā)展除了受技術(shù)進步驅(qū)動外，還受益于全球化發(fā)展所帶來的網(wǎng)絡(luò)化需求的爆發(fā)、人們對便捷高效且充滿多元化個性化的美好生活的不斷追求和對未知世界的不懈探索，以及智能化生產(chǎn)所能帶來的效率提升，這是算力廣泛應(yīng)用的根本動力，從而推動算力應(yīng)用場景日趨豐富。

從宏觀層面來看，算力作為“新基建”的核心資源，將成為支撐數(shù)字經(jīng)濟、數(shù)字社會和數(shù)字政府發(fā)展的技術(shù)底座。首先，算力支撐數(shù)字經(jīng)濟向縱深發(fā)展，使得我國數(shù)字經(jīng)濟占GDP比重由2015年的14.2%提升至2020年的38.6%；具體來看，算力加快工業(yè)、農(nóng)業(yè)和服務(wù)業(yè)走向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化，日益優(yōu)化的高性能計算使得數(shù)據(jù)價值被充分挖掘并使用，從而推動大規(guī)模制造升級為大規(guī)模定制、農(nóng)作物生產(chǎn)開始出現(xiàn)智能預(yù)測以及服務(wù)領(lǐng)域千人千面的個性化需求日益凸顯。其次，算力在數(shù)字社會的應(yīng)用范圍得到不斷拓展，已涉足到醫(yī)療、教育、科研、就業(yè)、社區(qū)服務(wù)等各方面。截至2020年底，遠程醫(yī)療協(xié)作網(wǎng)覆蓋所有地級市2.4萬余家醫(yī)療機構(gòu)，電子社?？ɡ塾嫼灠l(fā)3.6億張，實現(xiàn)全部地市覆蓋。加大算力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、創(chuàng)建智慧型平安城市，成為數(shù)字時代提升居民幸福感及國家整體競爭力的關(guān)鍵。最后，隨著數(shù)字政府建設(shè)加快推進，中央及地方持續(xù)投入政務(wù)數(shù)據(jù)中心并建造全國電子數(shù)據(jù)庫，促使“掌上辦”“一網(wǎng)通辦”“異地可辦”“跨省通辦”加速普及，省級行政許可事項實現(xiàn)網(wǎng)上受理和“最多跑一次”的比例達到 82.13%，極大地推動了算力在政務(wù)領(lǐng)域的應(yīng)用，在提升服務(wù)效能的同時最大化節(jié)省辦事成本。

從中觀層面來看，隨著社會數(shù)字化轉(zhuǎn)型的不斷深入，越來越多的組織和個人加速上云，為算力的高效整合和快速發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。另外，消費者對以社交、娛樂、購物、健康管理等為代表的數(shù)字化服務(wù)內(nèi)容和體驗升級提出愈來愈高的要求，企業(yè)對以實現(xiàn)產(chǎn)品和服務(wù)的創(chuàng)新、創(chuàng)建新型的商業(yè)模式、為用戶帶來更好的體驗為代表的目標展開持 續(xù)追求，極大地推動了算力在行業(yè)領(lǐng)域的全方位滲透。但受行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型成熟度、云滲透率等關(guān)鍵因素的影響，不同行業(yè)的算力滲透和發(fā)展指數(shù)不一。整體來看，數(shù)字化轉(zhuǎn)型越高的行業(yè)，算力指數(shù)也越高。從全球來看，互聯(lián)網(wǎng)、制造和金融行業(yè)的算力水平排名前三，互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)因其電子商務(wù)、游戲、支付、社交等數(shù)字化業(yè)務(wù)以及作為ICT基礎(chǔ)設(shè)施的服務(wù)商是算力需求最大的行業(yè)，通過算力加持為用戶提供實時、智能化、沉浸式的服務(wù)內(nèi)容和體驗以及企業(yè)上云服務(wù)。國內(nèi)各行業(yè)算力應(yīng)用水平與全球大體一致，互聯(lián)網(wǎng)算力占整體算力近50%份額，緊隨其后的是政府、服務(wù)、電信、金融等數(shù)字化轉(zhuǎn)型成熟度較高的傳統(tǒng)行業(yè)。未來，隨著行業(yè)智能化水平的提高，算力將輻射到現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、智能家居、智慧電力等多個不同領(lǐng)域，應(yīng)用于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的產(chǎn)品分揀、農(nóng)作物監(jiān)測， 智能家居中的家庭安保，以及智慧電力中的電力巡檢等場景。整體來看，算力將逐步深入到更多的傳統(tǒng)行業(yè)，且從通用場景開始滲透到更多行業(yè)特定場景。

當前，算力應(yīng)用正日益由互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)向交通、工業(yè)、金融、政務(wù)等傳統(tǒng)行業(yè)加速滲透，應(yīng)用場景也從通用場景拓展到行業(yè)特定場景，算力發(fā)揮了前所未有的作用。5G以及物聯(lián)網(wǎng)的大規(guī)模部署使得算力的底層技術(shù)能力得到大幅加強，加上人工智能廣泛應(yīng)用使得智能算力大幅增長，以及量子計算快速突破可期，這將助推算力規(guī)模呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長態(tài)勢。從算力資源的用途出發(fā)，業(yè)界將算力分為基礎(chǔ)算力、智能算力和其他算力。據(jù)信通院估計，未來五年全球算力規(guī)模將以超過50%的速度增長，其中智能算力增速將遠超總算力，在算力增長中發(fā)揮核心拉動力，比重也將從2020年的41%提升到2023年的70%以上。賽迪研究院認為，2020年我國通用算力規(guī)模為77 EFLOPS，AI算力為56.23 EFLOPS。預(yù)測到2025 年，我國基礎(chǔ)算力和AI算力總量將分別超過300 EFLOPS和1800 EFLOPS。華為則發(fā)布了較為樂觀的預(yù)測，未來10年人類將迎來YB時代，全球智能算力將增長 500倍。羅蘭貝格從應(yīng)用側(cè)預(yù)估，未來十年無人駕駛、智慧工廠、數(shù)字貨幣等熱門應(yīng)用對算力的需求將分別增長390倍、110倍和2000倍。綜合當前發(fā)展態(tài)勢與未來趨勢分析，全球算力預(yù)計將以每12個月翻一倍的速度增長，我們稱之為算力第二定律。

03

算力的經(jīng)濟價值

與算力第三定律

算力的全方位滲透為各行各業(yè)帶來了顯著的成效和經(jīng)濟價值，日益成為推動數(shù)字經(jīng)濟、國民經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵動力。根據(jù)相關(guān)研究表明，算力與經(jīng)濟增長緊密相關(guān)，算力指數(shù)平均每提高1個點，數(shù)字經(jīng)濟和GDP將分別增長 3.3‰和 1.8‰；算力指數(shù)越高，算力的提升對經(jīng)濟增長推動的倍增效應(yīng)就越突出。另外，從統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析可以得出，全球各國算力規(guī)模與經(jīng)濟發(fā)展水平呈現(xiàn)出顯著的正相關(guān)關(guān)系，算力規(guī)模越大，經(jīng)濟發(fā)展水平越高。根據(jù)研究表明，算力產(chǎn)業(yè)對其他產(chǎn)業(yè)能級的帶動作用日益增強，尤其對電子元器件、計算機、材料、軟件和信息技術(shù)服務(wù)等產(chǎn)業(yè)的直接帶動作用較大。算力產(chǎn)業(yè)每投入1元，將平均帶動3-4元的GDP 經(jīng)濟產(chǎn)出，我們稱之為算力第三定律。

在行業(yè)領(lǐng)域，算力投入對制造、交通、醫(yī)藥、零售、能源、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的經(jīng)濟產(chǎn)出帶動作用較為明顯。例如在生物醫(yī)藥領(lǐng)域，算力提升使得基因測序時長從 13年縮短到1天，新藥研發(fā)鑒定周期從5000天縮短到了100天；在天氣預(yù)報領(lǐng)域，算力的發(fā)展把天氣預(yù)報準確率從過去的21.8%提高到了現(xiàn)在的90%；在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，把整個生產(chǎn)流程在數(shù)字世界中重建，通過仿真模擬進行優(yōu)化使得生產(chǎn)效率提高了30%。算力已成為當下提升數(shù)字經(jīng)濟活力和推動企業(yè)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵指標。

算力在多個行業(yè)領(lǐng)域和業(yè)務(wù)場景獲得了越來越廣泛的應(yīng)用，但不同業(yè)務(wù)對算力的需求不同，主要表現(xiàn)為低時延、高移動性、大算力、潮汐性等多樣化需求。典型的低時延場景如 VR/AR，此類場景用戶參與度較高，時延需求主要來自人與人或人與設(shè)備之間的流暢交互，并成為影響用戶體驗的決定性因素；典型的高移動性場景如自動駕駛，在此類場景中，車輛要在復(fù)雜的交通環(huán)境中及時感受到環(huán)境的變化并做出反應(yīng)，需要不斷切換算力服務(wù)節(jié)點位置，從而達到自動駕駛所需要的毫秒級時延；典型的大算力場景如武器研發(fā)、飛行模擬、氣候模擬、生育模擬和基因測序等高精尖科學(xué)研究場景，其計算任務(wù)密集，要求的精確度極高；典型的潮汐需求場景如辦公樓視頻監(jiān)控，其隨著時間的變化在白天和夜間計算需求量會發(fā)生明顯的波動。未來算力需要依托網(wǎng)絡(luò)化、智能化、綠色化、可信化等前沿技術(shù)通過服務(wù)化的方式滿足業(yè)務(wù)多樣化的需求。

未來已來，如何積累數(shù)據(jù)資源、提升算力水平、優(yōu)化算力產(chǎn)業(yè)、已經(jīng)成為企業(yè)、區(qū)域乃至國家的共同焦點，不僅惠及全社會，也影響著被裹挾在時代洪流里的每一個人。