元界二：算力重构，通向元界的阶梯

概括

本文是国盛区块链研究院《》的后续，重点探讨元界对算力和硬件的需求。 无论是云游戏还是区块链游戏，算力都是保证可访问性的基础。

算力是元界最重要的基础设施。 构成元界的图像内容、区块链网络、人工智能技术，都离不开算力的支持。 元界不是网络游戏，但类似于游戏，元界是一个承载活动的虚拟世界。 算力支撑着元宇宙虚拟内容的创造和体验，更逼真的建模和交互需要更强的算力作为前提。 游戏创作和显卡开发的飞轮效应构成了元界的硬件和软件基础。 以算力为支撑的人工智能技术，可以帮助用户创造和生成更丰富、更真实的内容。 依赖算力的POW（Proof of Work机制）是目前区块链中应用最广泛的共识机制以太坊云算力，算力护城河保障了数字世界去中心化的价值网络。

云游戏可以通过改进现有的游戏计算架构，解决低门槛、高体验的问题。 云游戏是一种基于云计算的游戏方式。 游戏运行在服务器端，渲染后的游戏画面经过压缩后通过网络发送给用户。 用户使用的设备终端只需具备基本的视频解码能力和网络连接功能，即可体验云游戏。 而云游戏则通过将计算与显示分离，降低了设备的门槛。 打破平台限制，PC和主机游戏都可以在移动平台上玩。 云游戏技术要求高，经过几年的发展已经成熟。 云游戏主要有五项核心技术：GPU服务器、虚拟化、音视频技术、实时网络传输、边缘计算。 目前，所有核心技术都已经成熟，云游戏的未来可期。

5G、边缘计算和智能网卡的发展，可以优化云游戏的延迟和稳定性，大大提升云游戏的体验。 在云游戏中，玩家的每一次输入都必须向上游返回到游戏引擎，在游戏引擎中计算云中游戏的图形变化，编码成视频，然后发送回游戏玩家。 这个过程称为交互延迟，正常情况下，每个玩家的操作反馈应该是即时的、持续的。 5G和边缘计算可以优化网络传输和稳定性，提升云游戏的交互体验。 DPU智能网卡通过改进服务器的计算架构，降低数据处理的延迟。

元界可能会催生一个新的硬件市场。 私有云游戏是指通过局域网进行计算，将图像传输到终端。 游戏库位于用户本地，用户本地的高性能算力设备作为内容分发的数据中心。 游戏以用户自带的Wi-Fi和运营商的5G网络为传输介质，以第一方或第三方软件为终端实现。 流媒体体验。 游戏、挖矿、家庭AI的共同需求可能会统一在硬件端，与区块链经济的结合可能会产生新的硬件机会，类似“元宇宙矿机”的新硬件设备将会诞生。

投资建议：围绕算力重组，关注硬件机会。 算力作为元界最重要的基础设施，将推动算力的发展：一是虚拟世界带动的算力需求增长； 二是算力分布结构升级。 算力架构的升级将是元界的投资机会之一。 建议关注算力终端设备、网关设备、边缘计算设备和云游戏商业模式的发展。重点标的：（1）边缘计算：光环新网、顺网科技、广和通、美格智能； （2）IDC：浪潮信息、宝信软件、Dataport、奥飞数据、Invic； (3) 智能网卡：Nvidia、Intel； (4) 通信基础设施：中兴通讯； （5）终端设备：清华紫光、兴网锐捷； (6) 芯片及通信模组：乐鑫科技、博通集成、信义盛、中际旭创、天府通信

风险提示：科技创新不及预期； 区块链政策监管风险。

算力——元界最重要的基础设施

我们在上次深度报道中提出了“BAND”（Blockchain, Game, Network, Display）的概念，云游戏和边缘算力是中心化和去中心化架构的重要基础设施，可能会催生新的硬件需求，我们将在本文中单独讨论计算能力。

计算能力可以理解为数据处理能力。 2018年诺贝尔经济学奖获得者威廉·D·诺德豪斯在《计算过程》一文中对计算能力下了定义：“计算能力是设备内部状态变化所处理的信息量和数据量”。

算力是构建元界最重要的基础设施。 构成元宇宙的虚拟内容、区块链网络、人工智能技术，都离不开算力的支持。 元界不是网络游戏，但类似于游戏，元界是一个承载活动的虚拟世界。 与游戏所重视的娱乐性相比，元宇宙更侧重于对这个虚拟时空的体验，以及人们在其中的社会交往和活动。 但与游戏类似，元界也需要图形显示和成熟的显示技术作为支撑。

虚拟世界的图形化展示离不开计算能力的支持。 计算机绘图是将模型数据按照相应的过程渲染到整个画面的每一个像素点，因此需要的计算量是巨大的。 用户设备上显示的3D图像实际上是由多边形组成的。 无论是玩家的各种游戏，还是精细的3D模型，里面的模型大多都是通过多边形建模（Polygon Modeling）来制作的。 事实上，画面中这些角色的移动和动作，甚至是随着光线的变化，都是由电脑根据图形的各种计算实时渲染出来的。 这个渲染过程需要五个步骤：顶点处理、图元处理、光栅化、片段处理和像素操作：

1、顶点处理：主要是将模型在三维空间的顶点转换到显示的二维空间。 建模越精细，需要变换的顶点数量越多，计算量也越大。

2.图元处理：顶点处理完成后，每个顶点都要连接起来形成一个多边形。 其实转换后的顶点还是在三维空间，只不过三维的Z轴是面向屏幕的“深度”。

3、光栅化处理：将多边形转化为屏幕上的像素。

4、分片处理：计算出每个像素点的颜色、透明度等信息后，对像素点进行着色。

5、像素操作：将不同多边形的像素“融合”在一起，调整像素信息，达到显示效果。

算力支撑着元宇宙虚拟内容的创造和体验，更逼真的建模和交互需要更强的算力作为前提。 游戏创作和显卡开发的飞轮效应构成了元界的硬件和软件基础。 游戏产业的每一次重大飞跃，都源于计算能力和视频处理技术的更新进步。 游戏的3A大作往往以高画质为核心卖点，充分利用甚至压榨显卡的性能，形成高画质的“显卡危机”游戏。 游戏消费者在追求高画质和高体验的同时，也追求拥有强大计算能力的设备，从而在游戏和显卡的发展中形成飞轮效应，这在《极品飞车》等大作中已经有所体现。

以算力为支撑的人工智能技术，可以帮助用户创造和生成更丰富、更真实的内容。 构建元宇宙的最大挑战之一是如何创建足够多的高质量内容。 专业创作的成本高得惊人。 3A级的大作往往需要数百人的团队投入数年时间，UGC平台也会面临质量保障的困难。 . 为此，内容创作的下一个重大发展将是转向人工智能辅助人类创作。 虽然今天只有少数人可以成为创作者，但这种人工智能辅助模式将使内容创作完全民主化。 在 AI 工具的帮助下，每个人都可以成为创造者，AI 工具可以将高级指令转化为富有成效的结果，完成编码、绘图、动画等众所周知的繁重工作。 除了创造阶段，还会有NPC参与元界的社交活动。 这些NPC将拥有自己的沟通和决策能力，进一步丰富数字世界。

依赖算力的POW是目前区块链中使用最广泛的共识机制，去中心化的价值网络需要算力。 PoW机制是一种工作量证明机制，即记账权的竞争（也是代币经济激励的竞争）通过算力的竞争来决定输赢的标准。 从经济的角度来看，这也是浪费最少的情况。 为了维护网络的可信度和安全性，需要对恶意节点进行监管和惩罚，防止51%攻击等，这些都是在PoW共识机制的约束下进行的。

元界将推动算力发展：一是虚拟世界带动算力需求爆发式增长； 二是算力分布结构升级。 当前的算力架构已经不能满足元界低门槛、高体验的需求，计算与交互设备分离成为趋势。 云游戏将使虚拟世界进入门槛低，并且可以在任何地方访问。

云游戏，算力重构打造元宇宙入口

传统游戏主要靠终端算力支撑，以云计算为基础的云游戏处于发展初期。 主机游戏在网络通讯不稳定、网速不足的历史环境下，为玩家带来了稳定的游戏体验。 随着网络数据传输不再成为数据传输的弱点，云游戏的短板已经减弱，主机游戏的短板也开始显现。

终端游戏计算限制了用户体验，低门槛和高质量无法同时实现。 游戏一直被称为硬件杀手。 游戏引擎技术的发展速度快于用户硬件设备的更新速度。 很多时候，用户在不太老的手机或电脑上玩最新的游戏时，会遇到频繁卡顿的情况。 ，导致非常糟糕的游戏体验。 装备门槛和游戏画面素质的取舍是传统游戏的痛点，也是网游向元界发展的一大障碍。

云游戏是一种基于云计算的游戏方式。 游戏运行在服务器端，渲染后的游戏画面经过压缩后通过网络发送给用户。 用户使用的设备终端只需具备基本的视频解码能力和网络连接功能即可体验云游戏，云游戏和用户数据存储在服务器上，可实现多终端存档和数据共享。 本地终端无需下载、安装游戏和存储用户数据。 云游戏不受终端限制，可以跨终端，让游戏运行在云服务器上。

而云游戏则通过将计算与显示分离，降低了设备的门槛。 云游戏将游戏计算过程转移到云服务器，让游戏不再依赖于游戏终端的硬件能力，玩家也不再需要通过硬件堆叠来体验最新的游戏。 云游戏平台拥有超大规模的服务器集群，硬件能力非常强大，几乎可以说是无限的。 通过接入云游戏平台，用户还可以使用手机、平板等移动设备体验最新的主机级大型游戏，为整个游戏行业注入新的活力。

云游戏的便携性打破了平台的限制，PC和主机游戏都可以在移动平台上玩。 多平台起到了一定的导流作用。 降低未来游戏的开发成本。 从开发者的角度，统一了运行平台，减少了不同机型的适配； 在脱离设备限制的前提下，还可以集成统一的终端设备，降低开发成本。

云游戏进入加速落地阶段。 我们大致划分了云游戏的发展：第一阶段，需要搭建云游戏平台，将开发的游戏搬上云游戏平台； 第二阶段，市场接受云游戏后，开发者基于云游戏的优势，开发和拓展玩法类型，催生新的游戏形态； 第三阶段，云游戏成为最主流的游戏模式，用户可以通过VR游戏设备体验获得类似于“头号玩家”的虚拟沉浸式游戏。

云游戏技术要求高，经过几年的发展已经成熟。 云游戏主要有五项核心技术：GPU服务器、虚拟化、音视频技术、实时网络传输、边缘计算。 目前，所有核心技术都已经成熟，云游戏的未来可期。 首先是 GPU 服务器。 随着人工智能和大数据的发展，推动了高密度GPU服务器的发展。 虚拟化技术包括虚拟机、容器等隔离技术，近年来取得了长足的进步。 随着短视频和直播业务的发展，编解码效率的提升，硬件编解码的市场普及度扩大，音视频技术更加成熟。 随着5G的落地，网络将更加优质高效，能够支撑云游戏的需求。 最后，边缘节点的建设比较成熟，可以更好的减少网络拥塞。

云游戏的主要参与者如下：

1）传统硬件厂商。 硬件厂商的产品周期受游戏影响。 为避免云游戏时代用户硬件更新需求下降，部分硬件厂商选择积极布局云游戏产业。 例如，Nvidia 推出了 GeForce Now 云游戏平台。

2) 主机游戏制造商。 主机游戏厂商先天优势明显。 多年来，他们积累了大量的核心用户和丰富的游戏内容资源。 他们是云游戏时代最具优势的参与者。 微软有Project xCloud云游戏项目，索尼有PlayStation Now为用户提供云游戏服务。

3）游戏内容生产者。 云游戏有望帮助游戏内容生产者摆脱硬件设备的束缚，带来全新的想象空间。 EA推出名为Project Atlas的云游戏平台，育碧推出云版《刺客信条：奥德赛》，探索云游戏时代的产品类型。

4）互联网公司。 互联网企业拥有巨大的流量入口，云游戏可以突破硬件限制，提升内容价值。 代表公司包括谷歌和腾讯。

但是，云游戏在体验上还存在较大问题：

网络稳定性：

丢包对游戏体验影响很大。 使用视频会议时，1%的丢包率是可以接受的。 但根据《云端游戏：QoE与用户视角》的测试和结论，当丢包率等于或大于0.3%时，云游戏用户的体验会迅速下降。 丢包对下行的影响会导致流媒体视频严重碎片化，对上行的影响是操作损失。 大多数当前的云游戏提供商建议至少 10-15 Mbps 的下行链路速度以实现 720p 分辨率和 60 FPS 立体声。 这样的网速要求和显示质量对于手游来说已经足够了，但是对于想要在高清屏幕或者VR设备上享受极致沉浸式体验的游戏爱好者来说还不够。

游戏延迟：

云游戏的延迟在所难免。 在云游戏中，玩家的每一次输入都必须向上游返回到游戏引擎，在游戏引擎中计算云中游戏的图形变化，编码成视频，然后发送回游戏玩家。 这个过程称为交互延迟，正常情况下，每个玩家的操作反馈应该是即时的、持续的。 根据诺基亚的计算，所需的标准延迟配置文件往返大约为 100 毫秒，其中网络传输不应超过 30 毫秒。 但是对于沉浸感很强的游戏，比如FPS、VR游戏，这个延迟会非常影响体验。

诺基亚对云游戏延迟的细分如下：

用户交互：用户命令必须在约 15 毫秒内通过互联网到达云游戏服务器

游戏服务器处理：服务器将花费大约 45ms 来处理输入和所需的输出（包括渲染和编码视频帧）

视频流：流量将再次需要约 15 毫秒才能到达云游戏设备

解码和渲染：云游戏设备将需要大约 15 毫秒的时间来解码和渲染

第一人称、VR交互等沉浸感强的交互方式，对云游戏时延要求较高。 低延迟对于多人游戏至关重要，并且经常被游戏玩家称为云游戏的主要阻力点。 我们估计智能手机游戏的理想运动到光子延迟为 70 毫秒，或大约 30FPS 时的两个完整帧和 60FPS 时的四个完整帧。 对于虚拟现实等未来的头戴式显示解决方案，头部跟踪提出了特别苛刻的要求，延迟超过 20 毫秒可能会导致晕车。

5G、边缘计算和芯片架构的发展，将能够减少延迟，提升游戏体验，为云游戏的发展扫清障碍。 边缘计算和 5G 连接通过将高计算处理能力置于更靠近用户和设备的位置，同时提供支持高质量多人游戏体验所需的带宽，有助于满足低延迟、高带宽的要求。

5G的提速为云游戏的发展带来关键机遇。 2019年是中国5G商用元年。 2020年，5G建设进程将大幅提升。 仅中国全年就将新建开通5G基站超过60万个。 5G时代的网络主打超高速、低时延、海量连接、泛在网络、低功耗。 在提高系统容量和大规模设备连接能力的同时，可以节约能源，降低成本。 5G的三大特性可以支持各种应用创新，比如云游戏可以通过5G传输，在云端渲染，帮助用户获得媲美本地主机的超低时延渲染质量。

边缘计算是一种分布式计算架构，它将应用程序、数据和服务的计算从网络的中心节点转移到网络的逻辑边缘节点进行处理。 由于边缘节点（如智能设备、手机、网关等）离用户或数据源更近，可以有效提高数据传输和处理的速度，减少延迟。

将图形计算能力放在更靠近需要的地方，可以给玩家带来更好的体验。 边缘计算可以为所有设备提供高质量的互动游戏体验，从而增加游戏玩家的体验感。 根据聚光网调查结果显示，游戏玩家认为屏幕性能是云游戏体验最关键的方面，这意味着游戏玩家对游戏质量的要求很高。 通过创建统一的体验，游戏玩家会将云游戏视为可靠的选择。

算法稳定币（Ampleforth、BAC、UST、FEI）：成功的先决条件是作为“抵押资产”的流动资金池。

传统算力中心的架构无法适应日益增长的算力需求。 在可预见的未来，网络和存储的带宽将不断增加，暂时没有停滞的迹象。 与此同时，CPU 的性能也出现了停滞。 这样一来，以CPU计算为中心的架构越来越不能满足计算性能的要求。

DPU的发展降低了算力中心的成本和效率，优化了云游戏体验。 DPU，全称Data Processing Unit，是数据中心场景继CPU、GPU之后第三个重要的算力芯片，为高带宽、低时延、数据密集型计算场景提供计算引擎。 如果将计算机或服务器比作一个团队，CPU就相当于团队的“大管家”，负责思考和处理各种业务； GPU是一位“艺术家”，专门从事图像处理； DPU相当于“前台”，负责打包和解包“数据包”，提高整个团队的工作效率。 使用DPU可以降低算力中心的成本，提高计算效率，同时提升云游戏体验，降低成本。

集中还是分散？

在区块链技术的加持下，去中心化的云游戏模式或将催生新的硬件机会。 云游戏推动的算力重构，是计算终端和交互终端的分离，在物理层面向终端靠拢。 边缘算力中心的部署位置将产生完全不同的商业模式，去中心化的私有云博弈已经初具规模。 我们预计，游戏、挖矿、家庭AI的共同需求可能会统一在硬件端，与区块链经济的结合可能会产生新的硬件机会，类似于“元宇宙矿机”的新硬件设备将会出现。出生。

私有云游戏是指通过局域网进行计算，将图像传输到终端。 游戏库位于用户本地，用户本地的高性能算力设备作为内容分发的数据中心。 游戏以用户自带的Wi-Fi和运营商的5G网络为传输介质，以第一方或第三方软件为终端实现。 流媒体体验。

在降低终端门槛的同时，私有云游戏并没有改变现有游戏的商业模式。 公有云游戏，但传统主机和PC玩家可能不乐意看到这一幕。 并不是所有的玩家都愿意为了“随时随地玩游戏”而额外支付租金。 目前已经出现了一些局域网游戏串流平台，可以让家里的Wi-Fi路由器连接主机或者PC，在家里实现免费的游戏串流体验，然后在户外通过移动网络实现免费的云游戏体验。 私有云游戏虽然将终端与计算分离，但并未改变现有的游戏商业模式，玩家仍然拥有游戏，无需支付额外费用。

Wi-Fi 6保证了局域网游戏串流的体验。 Wi-Fi 6是IEEE 802.11ax标准的缩写和新标准名称。 与Wi-Fi 5或802.11ac相比，密集用户环境下实际吞吐量提升4倍，标称传输速率提升37%，时延降低75%。 %，在更加拥挤的无线网络环境下，Wi-Fi 6会比Wi-Fi 5更舒服。一方面，新加入的MU-MIMO技术可以在多设备的前提下营造更稳定的网络环境。 另一方面，更高带宽带来的低延迟可以让流媒体游戏更适合竞技类游戏。 经过我们的实际体验（基于steamlink平台），在Wi-Fi6的支持下，局域网内大型游戏串流的稳定性和运行反馈延迟远优于公有云游戏以太坊云算力，物理体验与主机游戏没有太大区别。

将算力放在C端，可以更有效地延续设备和内容的飞轮效应。 从芯片的发展可以看出，客户端的图形处理能力正在以更快的速度提升。 虽然网络的速度、可靠性和带宽都在提高，但客户端（移动端、PC、Console）的处理能力正在以更快的速度提升。 因此，将实时处理放在靠近客户端的延迟墙一侧，可以延续游戏机与游戏内容之间的飞轮效应，更容易获得全面的成功。

游戏、挖矿、家庭AI的共同需求可能会统一在硬件端，与区块链经济的结合可能会产生新的硬件机会，类似“元宇宙矿机”的新硬件设备将会诞生。 这种多功能的计算能力中心也有相应的趋势。 比如在电动车的中控屏上玩大型游戏，就是AIoT和游戏功能硬件统一的结果。

投资建议：围绕算力重组，关注硬件和网络机会

算力是元界最重要的基础设施，云游戏推动的算力结构升级将是元界的投资机会之一。 终端算力向云端和边缘的转移将保证元界的低门槛和高体验，而区块链带来的去中心化算力分布可能会深刻影响元界的算力重构。 建议关注云游戏、终端设备、网关设备、芯片、IDC发展带来的硬件机会。

推荐目标：

边缘计算：光环新网、网宿科技、顺网科技、广和通、美格智能

IDC：浪潮信息、宝信软件、Dataport、奥飞数据、Invic

智能网卡：英伟达、英特尔

通信基建：中兴通讯、紫光清华、星网锐捷、信宜盛、中际旭创、天府通信

终端设备：歌尔声学、立讯精密

芯片及通讯模组：乐鑫科技、博通集成

风险提示

技术创新不如预期：硬件端虽然在快速迭代，但整体渗透率较低，需要一定时间才能成熟。

区块链政策监管风险：区块链应用发展存在政策不确定性。

本文节选自国盛证券研究所2021年8月1日发布的报告《国盛区块链|元界（二）：重构算力，通往元界的阶梯》，详见相关报道。

宋家吉 S0680519010002 songjiaji@gszq.com

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