在云端:关于云计算的经济学

陈永伟2019-07-13 14:51

(图片来源:全景视觉)

陈永伟/文

迈向云端

2008年,时任微软亚洲研究院常务副院长的王坚被马云挖回了阿里巴巴,开始担任首席架构师一职。从入职开始,王坚就开始了自己的“被喷”生涯。王坚兴奋地告诉自己的新同事们,他要做一个叫“云计算”的东西,并将其逐步做成整个公司的通用技术平台。然而,当时阿里巴巴的大多数人对于王坚的这套说辞都并不感冒。很多“码农”甚至公开指责这位心理学出身的首席架构师完全是一个不懂技术的骗子,其提出的云计算公司完全是异想天开。

此后几年,王坚的“骗子”形象似一步步被坐实,他主持开发的“飞天”技术架构一投入使用就问题不断。不少人“吐槽”说,王坚所畅想的“云计算”在实践当中其实是“人肉云计算”,而他所讲的“分布式计算”则成了“分步试计算”。奇怪的是,一贯精明的马云却对下属的这些指责和怨怒不闻不问,而是坚定地站在了王坚这边,声称“我每年给(王坚)博士投十个亿,投个十年,做不出来再说”。

王坚并没有让马云等那么久。事实上,此后几年,云计算的价值逐步被业界认可。不仅阿里巴巴这样的大企业开始将云作为自己的通用技术平台,很多中小企业也开始采用云技术,将自己的企业资源放在云上。与此同时,云服务的提供也形成了一个巨大的市场,无论是国外的亚马逊、微软、谷歌,还是国内的阿里巴巴、腾讯、华为,都开始将争夺云服务市场作为重要目标。

根据高德纳咨询公司(Gartner)最新发布的报告,2018年全球公有云的市场规模已经达到了1824亿美元。据预测,在未来几年内,全球云计算市场还将迅速发展,到2022年时,全球的公有云市场总规模有望达到3312亿美元。相比于全球,中国的云计算市场成长更为迅速。根据中国信息通信研究院发布的《云计算发展白皮书》,2018年时我国云计算市场的整体规模达到了962.8亿人民币,比2017年增长39.2%。

当年,“骗子”王坚曾向人们许诺说,在不久的将来,所有的IT资源都将是在线的、是在云端的。今天,“骗子”早已被证明为不是骗子,所有的一切都在按照预言的方向发展,一个云端的新世界正在向我们逐渐显现。那么,云计算这个正在日益普及的技术究竟是什么?作为一种新技术,云计算究竟有哪些重要的技术特征,其对应的经济特征又是什么?对于整个经济、整个社会,云计算又能带来什么?所有的这些,都是值得我们关注和思考的。

云的概念

关于云计算的定义,目前的说法并不统一。一个比较有代表性的观点来自于美国国家标准和技术研究所(NIST),根据这种观点,“云计算是一种按使用量付费的模式。这种模式对可配置的IT资源(包括网络,服务器,存储,应用软件,服务)共享池提供了可用的、便捷的、按需供应的网络访问。在这些IT资源被提供的过程中,只需要投入很少的管理和交流工作”。这个定义很抽象、很学院派。我们可以用一个通俗的比喻来对其进行理解。在传统上,用户主要是通过调用自有的单一IT资源,这就好比每家每户自己发电供自己用;而云计算则好像是建了一个大型的发电站,然后将“电力”(IT资源)输出给所有的用户来用。

根据NIST的定义,云计算需要有五大技术特点:

一是按需使用(on-demandus-age)。即云端的IT资源一旦配置完成,云的使用者就可以自由地访问这些资源,而云服务的提供者则不需要有更多的介入。

二是泛在接入(ubiquitousac-cess)。也就是说,云服务的使用者可以通过多种的设备终端、不同的传输协议、不同的接口来访问云资源,云服务的提供者需要通过调整自己的架构来满足不同用户的需要。

三是多租户性(multitenancy)和资源池(resourcepool)。云服务的提供者会把很多IT资源放在一个资源池中,让很多不同的用户来使用。在这个过程中,不同的用户可以各取所需,灵活调用自己的资源,不会产生相互干扰。

四是高度的弹性(elasticity)。即云服务的提供者可以根据运行的实际情况来及时调配和扩展IT资源。

五是可度量的使用(measuredus-age)。也就是说,云计算服务需要像水、电那样,可以清楚地被记录使用状况,并按照使用状况来进行收费。

既然云计算就是对IT资源的按量提供,那么根据云服务提供者所提供的IT资源的不同,就可以产生不同的“云交付模式”(CloudDeliveryMod-el)。我们知道,IT资源的种类很多,因此对应的“云交付模式”也就很多。在各类新闻报道中,最常见的“云交付模式”有三种:

第一种是IaaS,它的全称是“基础设施作为服务”(Infrastructure-as-a-Service)。在这种交付模式下,云服务的提供者供给的主要是存储、硬件、服务器和网络等基础设施。

第二种是PaaS,它的全称是“平台作为服务”(Platform-as-a-Service,简称PaaS)。在这种交付模式下,云服务的提供者需要供应的资源更多,以便为使用者提供一个“就绪可用”(ready-to-use)的计算平台,以满足他们设计、开发、测试和部署应用程序的需要。

第三种是SaaS,也就是“软件”(Soft-ware-as-a-Service,简称SaaS)。在这种交付模式下,云服务提供者将成品的软件作为产品来提供给用户,供其使用。

除了交付模式外,云计算还可以根据所有权和访问方式分成不同的部署模式。常见的云部署模式有四种:公有云、社区云、私有云和混合云。其中,公有云是由第三方云提供者拥有的、可公共访问的云环境;社区云和公有云比较类似,只是它的访问权限被限制为特定的云用户社区;而私有云则是由一个单位单独拥有的,访问权也仅仅限于本单位。几种部署模式的混合则被称为混合云。

云的由来

从思想的根源上看,云并不是一个现代的产物。根据“云经济学之父”乔·韦曼的观点,古罗马的公路网络就是某种意义上的云——只要我们检验,就会发现它事实上满足我们前面说的云计算的五大特征。更有趣的是,古罗马的道路网络分为公共道路(viaepublicae)、乡村道路(viaevici-nales)和私人道路(viaeprivatae),这似乎正好和公有云、社区云、私有云一一对应。

在IT领域,云计算的理论渊源大约可以追溯到上世纪中叶。1961年,计算机科学家约翰·麦卡锡(注:他也是“人工智能”概念的最早提出者之一,被一些人尊称为 “人工智能之父”)就预言:“未来电脑运算有可能成为一项公共事业,就像电话系统已成为一项公共事业一样。”由于“公共事业”和“效用”在英文中都是同一个单词utility,因此麦卡锡的这一思想后来被人们称为“效用计算”。在“效用计算”的概念提出之后,就有不少人将其付诸了实践。例如,当时就有一些公司购置大量的计算机,为用户提供一些类别的计算服务。这种服务,已经在性质上和现在的云计算有很大的类似之处了。不过,由于当时没有互联网,所以这种模式的成本很高,可以服务的范围也比较小,因此这种模式的影响并不太大。

直到几十年后,随着互联网的兴起,以及并行计算、分布式计算、虚拟机等技术的成熟,“效用计算”的概念才重新被人们发现,并以云的形式重新展现在人们面前。2006年时,谷歌推出了Google101计划,并正式提出了“云”的概念。原本,Google101只是谷歌高级软件工程师克里斯托夫·比希利亚的有一个教学构想,他想利用自己的“20%时间”(即谷歌分配给员工用来进行独立项目开发的时间)来启动一门课程,以引导学生们进行“云”系统的编程开发。但出乎意料的是,这一设想很快得到了谷歌高层的支持,并意外成为了一个和IBM的合作计划。在这个过程中,云计算的概念开始被人们认识,其价值也开始被开发出来。很快,亚马逊、微软等巨头都开始加入到了通向云端的行列,一个新的时代意外地被打开了。

云计算的微观经济学

作为一种全新的IT资源利用形式,云计算有很多独特的经济特征。这些经济特征让整个商业的生态发生了很多的变化,也让云服务的提供者、使用者在治理、竞争等方面出现了很多不同于传统企业的特征。

云计算的第一个重要经济特征,就是将云服务使用者的固定成本转化成为了可变成本。从经济学上看,固定成本和可变成本这两类成本的属性存在着很大的差异。固定成本是你要办企业、要组织生产就必须进行的投入,而且投入是一次性的,大量的。如果后续业务得到了保证,那么这笔投入就会被逐渐分摊;而如果运气不好没了后续业务,那么这笔投入就成了沉没成本,打了水漂。而可变成本呢,只有在真的有了业务、生产和经营真实发生时才会产生。相比于固定成本,其投入的数量较小,并且回收的风险也相对较低。过去,企业使用的IT资源主要依靠自行购买、维护和管理,因此它们在性质上当然是固定成本。而在云计算出现之后,这些IT资源变成了可以按需购买、按量付费的东西,因此其性质就转变成了可变成本。

由固定成本转变为可变成本,这个变化看似微小,实则对企业意义重大。我们知道,对于一个创业者来说,固定成本其实是最重要的创业门槛。在现实中,很多潜在的创业者正是由于无力承担高昂的固定成本而放弃了自己的创业梦,而云计算将固定成本转为可变成本的特征,则能够让这一门槛大幅降低。由于这个原因,我们可以预见,云计算的普及和应用将能够促进创业企业,尤其是中小型创业企业数量的迅速增加。

一项关于欧盟的研究很好地印证了以上观点。根据这项研究,如果云计算的普及速度较快,并让欧盟企业的固定成本降低5%,那么短期内整个欧盟的中小企业数量将会增加37.86万,同时增加258.76万的就业,而在长期内,则会让中小企业数量增加43.10万,同时增加151.91万的就业(注:这里云计算对就业的长期影响小于短期影响,是因为云计算的普及会提升效率,从而减少每个企业需要的员工数)。即使云计算的普及速度较慢,只能让欧盟企业的固定成本下降1%,那么它在短期内也会让中小企业数量增加7.32万,并带动51.39万的就业;而在长期,则会让中小企业数增加8.35万,并带动30.24万的就业。

云计算的第二个重要经济特征,是它具有很强的规模经济特征。云架构的构建需要很多基础设施(例如网络宽带、电力和冷却设备等),因此其固定成本十分庞大。而当这些基础设施建成后,进行进一步扩张所需要的边际成本则相对较小,这决定了这一产业具有很强的规模经济特征,即随着云服务提供者规模的扩大,其平均成本将会呈现迅速下降的趋势。这种特征决定了,尽管提供云服务是一项十分不错的生意,但要想成为云服务的提供者并不容易,只有那些具有相当实力的企业才有可能称为云服务的提供者。

云计算的第三个重要经济特征是,它具有很强的网络外部性。也就是说,云服务的使用者会更加青睐于那些用户更多的云服务提供者。在经济学上,网络外部性分为“直接网络外部性”和“间接网络外部性”两种。其中,前者指的是用户数量本身对于新用户的吸引力;而后者指的是由于用户数量增加导致的互补品增加所引发的对新用户的吸引力。

对于云计算来讲,这两类网络外部性都是存在的。一方面,很多云计算的使用者都希望在云上与业务伙伴开展合作,并在云端分享文件和信息,这使得云计算的使用者们更倾向于选择那些使用者更多的云平台。这一特性决定了云计算会存在“直接网络外部性”。另一方面,从云服务提供者的角度看,只有当用户达到一定规模时,才会愿意提供相应的配套服务。因此,“间接网络外部性”也将由此而产生。

网络外部性的存在,决定了云服务市场的很多表现。首先,它支撑了整个云服务市场的规模迅速扩大。对于云服务市场来说,它的启动是相对困难的。但一旦启动了,就会产生明显的“滚雪球”效应,更多的用户本身会进一步吸引更多的用户,整个市场会迅速膨胀。其次,它决定了率先进入云服务市场的企业就更容易积累起更大的优势。由于先发者可以比后发者更早地积累起种子用户、更早迈过临界点、更早启动“滚雪球”效应,因此他们往往可以“一招鲜,吃遍天”。国外的亚马逊、国内的阿里巴巴,之所以可以在云服务市场上持续占据巨大的优势,在很大程度上都和它们最早进入云服务市场相关。再次,它决定了整个云服务市场的结构会趋向于集中,几个大型云服务提供者将占据整个市场的绝大部分市场份额。

云计算的第四个经济特征是,部分云服务供应者正在表现出平台化的特征。我们已经说过,云计算有各种不同的交付模式。从商业模式的角度看,其实这些交付模式其实是各不相同的。其中SaaS本质上还是一种管道式的商业模式,它把原本在线下贩卖的软件产品做成了线上按需供应,但并没有从根本上摆脱卖产品这个本质。然而,IaaS和PaaS则不同。在这两种交付模式下,云服务的提供者更多的是提供了一个平台,IT资源的使用者不但使用这个平台,还在这个平台上展开交互,发生业务往来。在这种情况下,云服务的提供者就不仅要扮演产品提供者的角色,还需要扮演起市场组织者的角色。

平台化对于云服务提供者的意义是十分重大的。一方面,和所有其他的平台一样,云平台也会具有“跨边网络外部性”,这会让云服务本身的网络外部性更为强化,从而让“赢家通吃、一家独大”等现象表现得更为突出。另一方面,由于云服务提供者掌握了其使用者的活动场所,因此先天地就拥有了对其接入权和数据的掌控,在这种情况下,相关的竞争和治理问题将会衍生出来。例如,云服务使用者有没有权利在不同的云服务提供者之间迁移自己产生的数据?云服务提供者有没有必要保证云服务使用者的互操作要求?如果云平台上发生了安全事故,云服务提供者和使用者之间应该怎样划分责任?所有的这些问题,都将有待进一步探讨和研究。

云计算的第五个经济特征是,它是一种面临着需求不确定的拥挤品。和电力类似,云计算在不同时间段的需求是不同的,可能会出现波峰和波谷。例如,在销售旺季,商家使用云的频率就会增加,云服务提供者的负荷压力就大;而在销售淡季,商家使用云的频率就会大幅下降,云服务提供者的负荷压力也会随之降低。在某些状况下,使用者的需求可能会超过云服务提供者所能承受的最大负荷量,从而产生故障和事故。面对这一特征,云服务提供者需要根据供需状况来调整价格,在一些条件下甚至需要采取一些更为直接的方法(类似于拉闸限电)来调节供需。

对于电力等公共事业品,这种通过价格或非价格手段调节显得无可厚非。但是对于私人的云服务提供者,这种手段是否合理,在什么条件下合理,就可能存在着争议了。因为在大多数情况下,这种调节并不是出于资源使用效率最大化的目的,而是出于云服务提供者本身的利润最大化考虑的,这时我们应该怎么看这种行为,就需要进行研究了。

云计算的宏观经济学

除了以上微观特征外,云计算还有一个重要的宏观特征,即它是一种“通用 目 的 技 术 ”(GeneralPurposeTechnology)。

所谓“通用目的技术”是和“专用目的技术”相对的。顾名思义,这类技术的应用并不局限于某个特定的领域,而是在很多领域都可以用。例如我们熟悉的电力就是一种通用目的技术,农业、工业、服务业都用得着。

从历史上看,很多“通用目的技术”都会遭到所谓的“索洛悖论”的质疑,认为它们并不能从根本上提升效率,带来产值的增进。过去的计算机、互联网,最近的人工智能,都曾经遭到过类似的质疑,云计算当然也不例外——事实上,王坚当年面临的指责,很大程度上可以看作是这种质疑的一个表现。

这其实是因为人们忽略了“通用目的技术”的两个重要特点。

“通用目的技术”的第一个重要特点是,它对于经济的拉动并不能单独看它的产值,还要看它对其他各个产业的拉动。

这就告诉我们,虽然从现在的产值看,整个云计算产业在我国也就是1000亿左右的产值,但是如果考察其经济价值,可能要远远大于这个数字。曾有学者对云计算的经济贡献做过研究,结果发现,云计算对于经济增长的促进作用是相当惊人的。根据测算,从2010年到2020年之间,云计算的普及总共可以让发展中国家的GDP增加8.5%,让发达国家的GDP增加10.2%(IansitiandRichards,2012)。在全球经济放缓的大背景下,这个数字可以说说相当惊人的。

此外,“通用目的技术”还有另一个特点,那就是,它的效力并不是马上能够表现出来的。《第二次机器革命》的作者艾瑞克·布雷恩约弗森(ErikBrynjolffson)曾指出,“通用目的技术”作用的发挥,是需要很多互补品的投入,以及组织的变革作为前提和基础的,而这些前提和基础的准备时间可能很漫长,所以“通用目的技术”从投入使用到发挥作用可能要花上很长的一段时间。从这个角度看,王坚之所以背了这么多年的“锅”,很重要的一个原因就是当时的人们还没有做好准备好迎接云计算这种新的“通用目的技术”。不过,商业的机会总是蕴含在未定之时,谁能看到这点,谁就能赢得它。从阿里巴巴后来在云业务上的成功看,王坚的这个锅总算是没有白背。

 

《比较》研究部主管