云计算：AI时代应当如何定义？

5 CCONTE云计算：AI时代应当如何定义？ 1.1什么是云计算 ◼云计算：一种通过互联网提供计算资源和服务的技术，允许用户随时随地访问、使用云平台上数据、软件和硬件资源。在数字化时代，互联网已经成为基础设施。云计算使得数据中心能够像一台计算机一样去工作。通过互联网将算力以按需使用、按量付费的形式提供给用户，包括：计算、存储、网络、数据库、大数据计算、大模型等算力形态。 ◼在云计算中，用户通过互联网连接到云平台，通过云平台来管理和使用云计算资源。云平台由云服务提供商维护和管理，它提供了计算、存储和网络等资源。 ➢虚拟化层：将物理服务器抽象为虚拟的计算资源，使用户可以根据需要动态分配和管理这些资源。虚拟化层允许多个虚拟机在同一台物理服务器上运行，实现资源的共享和高效利用。 ➢存储层：提供了存储空间供用户存储和管理数据。用户可以根据需要选择适当的存储类型，如对象存储、块存储或文件存储，来满足不同的存储需求。 ➢网络层：云平台中负责网络连接和通信的部分。它负责将用户和云平台之间的数据的传输和通信进行处理和管理，确保数据的安全和可靠传输。 ➢计算层：云平台中负责处理和执行计算任务的部分，包括虚拟机实例、容器服务等，提供了计算能力供用户运行应用程序、处理数据等。 ➢物理服务器：云平台中实际的硬件设备，它们是云平台上虚拟化、存储、网络和计算等层级的基础。云服务提供商通过维护和管理这些物理服务器，为用户提供可靠的计算资源和服务。 资料来源：阿里云，中泰证券研究所 1.1从价值的本质理解云计算：实现弹性、多租的增量价值 ◼云计算与计算是正交关系，而非替代关系。 ◼“弹性和多租”是云计算相对于计算的主要增量业务价值。实现云计算的核心关键是统一计算资源池。只有实现计算资源池的统一调度，同时技术层面实现多租安全隔离，才能够真正意义上实现全Region（地域）和全AZ（可用区）的计算资源弹性。 资料来源：阿里巴巴，中泰证券研究所 1.1云计算的部署方式：公有云、非公有云与混合云 ◼根据部署模式，云计算可以分为公有云与非公有云，主要包括三种类型：➢公有云：由第三方提供商管理维护，面向公众提供服务，成本低、可扩展性强，如亚马逊AWS。➢私有云：由单个组织或企业内部管理使用，数据安全性和隐私性高，适合对数据安全要求高的企业。➢混合云：结合公有云和私有云，数据和应用程序可在两者间流动，企业可根据需求灵活选择，如企业可将非敏感业务放公有云，敏感业务放在私有云。 1.1云计算的商业模式：IaaS、PaaS与SaaS ◼全球基础设施即服务（IaaS）、平台即服务（PaaS）和软件即服务（SaaS）构成了云服务的三大核心模型。 资料来源：智研咨询，中泰证券研究所 1.1 AI时代的全新商业模式：MaaS（Model as a Service） ◼智能时代，大模型得到空前发展和关注，云计算可以依据业务需求提供以下四种服务模式：➢基础设施即服务（IaaS）：提供各类基础设施类能力的服务类别，包括计算、存储、网络等资源服务能力。➢平台即服务（PaaS）：提供应用程序所需要的硬件和软件部署平台的服务类别。➢模型即服务（MaaS）：把AI模型当作生产的重要元素，从模型预训练到二次调优，最后到模型部署，围绕模型的生命周期来提供相应的服务。用户可以通过低成本的方式访问、使用、集成模型，提升用户的业务智能化能力。➢软件即服务（SaaS）：提供软件的服务类别，包括协同软件、客户关系管理、企业资源计划、人力资源系统等。用户无需经过传统的研发流程，而是通过互联网即可使用软件服务，节约了管理基础设施和研发软件的工作。 图表：以模型为中心的云计算技术体系 资料来源：阿里巴巴，中泰证券研究所 1.1云计算：相比传统IT服务模式优化资源调配方式，提升效率 ◼传统IT服务模式下，资源固定在某个服务器和存储上，当应用的访问量较低时，由于硬件与应用是绑死的，无法把资源提供给其他应用，服务器和存储资源会大量闲置。 ◼云计算模式下，能够在系统池中动态调配适量的存储、服务和网络资源，自动部署相应的软件资源，使用后可以自动回收。通过云计算，可以把原来分散的数据中心资源包括服务器、存储、网络设备聚集在一起，由专门的服务提供商来运营和维护云计算中心，引用虚拟化技术来突破物理限制、提高资源利用率，实现资源的动态调配和聚合。 资料来源：智研咨询，中泰证券研究所 1.2边缘计算：物联网时代的终端计算方法 ◼边缘计算是在靠近物或数据源头的网络边缘侧，通过融合网络、计算、存储、应用核心能力的分布式开放平台，就近提供边缘智能服务。概言之，边缘计算是将从终端采集到的数据，直接在靠近数据产生的本地设备或网络中进行分析，无需再将数据传输至云端数据处理中心。 ◼为什么需要边缘计算？ ➢物联网技术的快速发展，使得越来越多具备独立功能的普通物体实现互联互通，实现万物互联。得益于物联网的特征，各行各业均在利用物联网技术快速实现数字化转型，越来越多的行业终端设备通过网络联接起来。 ➢然而，物联网作为庞大而复杂的系统，不同行业应用场景各异，据第三方分析机构统计，到2025年将有超过千亿的终端设备联网，终端数据量将达300ZB，如此大规模的数据量，按照传统数据处理方式，获取的所有数据均需上送云计算平台分析，云计算平台将面临着网络时延高、海量设备接入、海量数据处理难、带宽不够和功耗过高等高难度挑战。 ➢为了解决传统数据处理方式下时延高、数据实时分析能力匮乏等弊端，边缘计算技术应运而生。 资料来源：华为，Info-Finder，中泰证券研究所 1.2边缘计算和云计算的联系与区别 ◼边缘计算的概念是相对于云计算而言的，云计算处理方式是将所有数据上传至计算资源集中的云端数据中心或服务器处理，任何需要访问该信息的请求都必须上送云端处理。因此，云计算面对物联网数据量爆发的时代，弊端逐渐凸显：➢云计算无法满足爆发式的海量数据处理诉求。随着互联网与各个行业的融合，特别是在物联网技术普及后，计算需求出现爆发式增长，传统云计算架构将不能满足如此庞大的计算需求。 ➢云计算不能满足数据实时处理的诉求。传统云计算模式下，物联网数据被终端采集后要先传输至云计算中心，再通过集群计算后返回结果，这必然出现较长的响应时间，但一些新兴的应用场景如无人驾驶、智慧矿山等，对响应时间有极高要求，依赖云计算并不现实。 ◼边缘计算的出现，可在一定程度上解决云计算遇到的这些问题。 资料来源：华为，Info-Finder，中泰证券研究所 1.3云计算产业链：综合软硬件、平台服务的完整生态 ◼云计算产业链综合了软硬件与平台服务。产业链上游包括芯片、内存、硬盘等硬件供应商，以及操作系统、数据库等软件供应商，代表企业有Intel、Aspeed、微软等；产业链中游包括服务器、交换机、路由器、中继器等IT基础设备制造商，以及网络运营商等各种互联网基础服务商，代表企业有Dell、中国电信、华为、HP等；产业链下游为整个云服务生态，包括云集成服务商及IaaS、PaaS和SaaS运营商等，代表企业有华为云、百度云、天翼云等。 资料来源：智研咨询，中泰证券研究所 资料来源：中国电信云计算研究院，中泰证券研究所 1.4追本溯源：全球云计算产业类别和服务模式逐步完善 ◼上世纪八十年代，Sun公司提出了“网络计算机”概念，并推出相关的工作站产品；而后随着虚拟化、格式化、分布式等技术加速发展，云计算所依赖的三大底层技术逐个出现。 ◼1996年左右，Cloud Computing（云计算）概念正式出现，在全球范围内掀起了一股云计算产业发展小高潮： ➢1997年，InsynQ基于HP的设备上线了按需使用的应用和桌面服务； ➢1999年，MarcAndreessen创建世界上第一个商业化的IaaS平台LoudCloud； ◼自此，全球云计算产业化发展趋势逐渐成形。产业发展至2005年亚马逊推出AWS后，全球云计算行业影响力已初步显现，开始推动IT产业进行服务模式变革。产业发展至今，全球云计算不论从类别到服务模式都已十分完善，服务领域也从企业应用逐渐扩展至政府等公共服务机构。 资料来源：智研咨询，中泰证券研究所 1.4我国云计算的发展历程：启程较晚，正处高速增长期 ◼2006年，云计算概念传入我国。与欧美等国家相比，国内云计算市场发展起步相对较晚。随着阿里巴巴于2008年开始筹备云计算业务、腾讯于2010年开始跟进云计算，我国云计算市场开始进入成长阶段，行业技术研究逐渐取得新突破、云计算相关应用案例开始逐渐丰富。如2013年，阿里云宣布突破5K测试；同年，腾讯云宣布正式面向全社会开放。 ◼近年来，随着数字经济对于国民经济发展推动力日益增强，我国云计算行业发展源动力日益增强，传统IT服务企业加速切入云计算领域，产业进入高速增长阶段，全国云计算市场开始逐步走向繁荣。 图表：中国云计算的发展历程 CCONTE中 泰 证 券 研 究 所行业现状：IaaS+PaaS/MaaS高增，SaaS应用加速拓展 2.1全球：公有云市场规模快速增长，SaaS占据主导地位 ◼从服务模式占比情况看，全球公有云服务市场中SaaS占比最高，2023年实现收入1334亿美元，占市场总额约45%。◼从增速情况看，2021年PaaS取代IaaS和SaaS，成为增速最快的服务方式。2023年PaaS增速达29%。◼IDC预测，2024年全球公共云服务收入将超过8000亿美元，比2023年增长20.5%，预计2025年将实现类似的增长，到2028年全球收入将达到1.6万亿美元。 资料来源：IDC，中泰证券研究所 2.1全球：预期云基础设施支出将迎快速增长 ◼云基础设施将持续快速增长趋势。IDC的数据显示，2024年第四季度用于云部署（包括专用和共享IT环境）的计算和存储基础设施产品支出同比增长99.3%，达到670亿美元。长期来看，IDC预测在2024-2029年预测期内，云基础设施支出的复合年增长率（CAGR）将达到17.8%，到2029年将达到4619亿美元，占计算和存储基础设施总支出的83.0%。 资料来源：IDC，中泰证券研究所 资料来源：PrecedenceResearch，中泰证券研究所 2.2我国：云服务市场增长稳健快速 ◼2023年中国整体云服务市场规模为4758亿元，增速19.2%。以大模型为代表的人工智能相关技术发展，驱动中国整体云服务市场从“完善综合能力”向“构建融合能力”转型。技术能力革新与商业实践创新成为整体云服务行业关注焦点。 资料来源：艾瑞咨询，中泰证券研究所 2.3我国：PaaS成全新增长引擎，IaaS依旧占据主导地位 ◼从服务方式看，2017年以来IaaS始终占据主导地位。2023年我国IaaS市场规模达到3383亿元，同比2022年增长39%。◼从增速情况看，2013-2017年，我国IaaS市场增速最快。2018-2023年，PaaS市场增速最快，2023年PaaS市场规模已达598亿元，同比增长75%，超越SaaS市场规模。 资料来源：信通院，中泰证券研究所 资料来源：信通院，中泰证券研究所 2.4我国：由私有云主导走向公有云主导，公有云市场规模快速增长 ◼过去10年，我国云服务市场逐渐由私有云主导走向公有云主导。公有云市场快速增长，占比不断提升。2023年我国云计算市场规模达到6165亿元，较2022年增长35.5%，大幅高于全球增速。其中，公有云市场规模4562亿元，同比增长40.1%；私有云市场规模1563亿元，同比增长20.8%。 资料来源：信通院，中泰证券研究所 资料来源：信通院，中泰证券研究所 2.5竞争格局：海外寡头垄断，国内一超多强 ◼在IaaS+PaaS市场中，海外AWS、微软Azure和Google占据绝对市场规模优势。2024年Q4，全球云基础设施提供商中AWS占比30%，Azure占比21%，Google Cloud占比12%，三家厂商