神话
数字基础设施比实体建筑“更清洁”。
现实
虽然数据中心不像工厂那样会产生肉眼可见的烟尘，但其消耗的能源以及服务器组件所需的采矿活动却对环境造成了沉重的负担。仅冷却这些设施就需要数百万加仑的水和大量的电力。
技术城市规划云计算工程
数字基础设施与物理基础设施
实体基础设施通过道路和电网为社会提供有形的基础，而数字基础设施则如同无形的神经系统，支撑着全球数据交换。二者相辅相成，形成一种共生关系：现代物理系统依赖数字逻辑才能高效运行，从根本上改变了我们建设和维护世界的方式。
亮点
- 有形资产处理的是原子和物质，而数字资产则侧重于比特和逻辑。
- 数字硬件的折旧速度远快于实体建筑。
- 智慧城市正在通过物联网传感器和数据驱动管理将这两个领域融合起来。
- 数字基础设施可以全球复制，而实体资产则与特定地理位置相关。
数字基础设施是什么？
实现互联网连接、数据存储和计算能力的基础软件和硬件组件。
- 全球数据中心的电力消耗量已接近全球总电力需求的1%。
- 海底光缆承载着超过95%的国际数据流量。
- 该基础设施高度依赖“五个九”的可用性，这意味着 99.999% 的正常运行时间。
- 虚拟化技术允许在单个物理服务器上运行多个数字环境。
- 云计算可根据实时用户需求动态扩展资源。
物理基础设施是什么？
社会运转所需的永久性结构系统，如交通、供水和能源网络。
- 混凝土是物理建筑领域应用最广泛的人造材料。
- 主要桥梁和水坝的设计使用寿命为 50 至 100 年。
- 全球公路网总长度超过6400万公里，遍布世界各地。
- 为防止大范围停电，电网必须保持精确的频率。
- 实物资产需要定期进行人工检查和机械维护。
比较表
| 功能 | 数字基础设施 | 物理基础设施 |
|---|---|---|
| 主要资产 | 数据中心和软件 | 道路、桥梁和管道 |
| 典型寿命 | 3至5年（硬件） | 50至100年 |
| 可扩展性 | 即时且富有弹性 | 缓慢且资源密集 |
| 主要成本 | 运营费用（OpEx） | 资本支出（CapEx） |
| 维护 | 自动更新/补丁 | 物理维修和劳务 |
| 环境影响 | 能源消耗和电子垃圾 | 土地利用和碳排放 |
| 部署速度 | 几分钟到几小时 | 从数年到数十年 |
| 能见度 | 大部分是不可见的/虚拟的 | 非常明显且触手可及 |
详细对比
寿命与生命周期
实体建筑的设计旨在经久耐用，通常只需定期翻新即可使用数十年。相比之下，数字资产每隔几年就会更新换代，因为软件不断发展，硬件却很快过时。这使得数字系统需要不断迭代，这与土木工程“一次建造”的长期模式截然不同。
扩展速度
扩建高速公路或建造新机场需要耗费多年时间，投入巨大的法律、资金和人力。而数字系统可以通过云服务提供商几乎瞬间扩展，根据流量的突然激增增加服务器容量。这种弹性使得数字基础设施比实体基础设施更能灵敏地响应市场变化。
维护和保养
桥梁一旦发生故障，后果立竿见影，需要重型机械和人工才能修复。而数字维护通常在后台通过自动化脚本和远程调试进行。然而，数字系统面临着网络攻击等独特的威胁，这些攻击可以在硬件未受到任何物理损坏的情况下瘫痪服务。
经济模型
建设实体基础设施通常需要政府或大型企业进行巨额前期投资。而数字基础设施则往往采用“按需付费”模式，允许规模较小的实体租用世界一流的计算能力。这种转变降低了创新的准入门槛，同时也使数字所有权集中在少数几家大型科技巨头手中。
优点与缺点
数字基础设施
优点
- + 快速部署
- + 全球可及性
- + 弹性缩放
- + 远程管理
继续
- − 高能源需求
- − 安全漏洞
- − 快速过时
- − 电子垃圾问题
物理基础设施
优点
- + 极强的耐用性
- + 普遍必要性
- + 有形价值
- + 长期效用
继续
- − 初始成本高
- − 修改速度慢
- − 高碳足迹
- − 复杂的法规
常见误解
神话
“云”指的是数据以无线方式传输。
现实
云端的每一字节数据最终都会存储在巨型仓库大小的物理硬盘上。云本质上就是别人的物理基础设施，你通过光纤电缆访问它。
神话
物理基础设施的运行并不需要计算机。
现实
现代电网、水处理厂和交通信号灯系统几乎完全依赖于数字控制器。如果没有数字层，大多数现代物理系统会在几分钟内瘫痪。
神话
软件如果不进行修改，就会一直存在。
现实
数字系统会受到“比特衰减”和安全漏洞的影响，随着时间的推移而逐渐无法使用。如果软件不能持续更新以适应不断变化的标准和硬件，就会成为遗留的负担。
常见问题解答
数字基础设施可以取代实体基础设施吗？
不，它们的用途截然不同，无法互换。虽然像Zoom这样的数字工具可以减少人们实际出行的需求，但你仍然需要实体住所、电力和设备才能参与。它们是互补的力量，数字层优化了我们使用现实世界的方式。
为什么实体基础设施的建设成本要高得多？
成本主要受原材料价格、专业重型劳动力以及严格的安全法规的影响。与软件不同，软件一旦编写完成几乎可以零成本复制，而修建每一英里道路所需的沥青和工时都与上一英里道路相同。
哪一个更容易受到破坏？
两者面临的威胁类型不同。实体基础设施易受自然灾害和人为攻击的影响，这些攻击虽然难以实施，但破坏力巨大。数字基础设施则时刻面临来自全球远程攻击者的威胁，即使许多攻击被成功拦截，其发生频率也远高于实体基础设施。
5G 在这场比较中处于什么位置？
5G是一个融合了数字和数字世界的混合型例子。它是一种数字基础设施服务，但需要物理层面安装数千座新基站和光纤线路。这表明，不断增长的数字需求需要相应的物理扩展。
什么是“智能基础设施”？
这指的是像桥梁或水管这样的实体资产，它们都配备了数字传感器。这些传感器会将压力水平或泄漏等数据反馈给工程师，从而可以在实际发生故障之前进行“预测性维护”。
谁拥有全球大部分数字基础设施？
与大多为公共道路不同，数字基础设施的很大一部分为私有。亚马逊、谷歌和微软等公司拥有全球大部分云容量，而私营电信公司则拥有海底电缆。
数字基础设施的投资回报期是否更短？
一般来说，是的。数字项目几乎可以在代码部署后立即开始产生收益。而实体项目通常需要数十年才能收回成本，因此通常需要政府支持或长期债券。
这些系统如何处理“遗留”组件？
像百年历史的下水道这样的实体遗留系统，往往会一直沿用到彻底损坏，因为更换起来会造成太大的干扰。数字遗留系统通常会被包裹在新的软件层中，但最终，为了与现代硬件兼容，它们必须被完全重写。
裁决
当您需要快速扩展、全球覆盖和低前期成本的信息服务时，请选择数字基础设施。当需要构建基础性生命维持和运输系统，且这些系统需要切实的永久性和高承载能力时，请选择物理基础设施。
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