Dimensione del mercato, quota, crescita e analisi del mercato dell’informatica ad alte prestazioni, per tipo (software, servizi e hardware), per applicazione (scienze della terra, istruzione e ricerca, sanità e scienze della vita, energia e servizi pubblici, giochi e produzione), approfondimenti regionali e previsioni dal 2026 al 2035

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PANORAMICA DEL MERCATO DEI COMPUTER AD ALTE PRESTAZIONI

Il mercato globale del calcolo ad alte prestazioni è destinato a crescere da circa 43,36 miliardi di dollari nel 2026, per raggiungere i 148,8 miliardi di dollari entro il 2035, crescendo a un CAGR del 10,7% tra il 2026 e il 2035. Il Nord America è in testa con una quota del 40-45% guidata dalla ricerca e dagli hyperscaler; L'Europa e l'Asia-Pacifico detengono il 45-50% insieme agli investimenti nazionali nell'HPC.

Il mercato del calcolo ad alte prestazioni (HPC) ha alimentato la sua crescita grazie alla crescente domanda in tutti i settori, tra cui sanità, finanza e produzione, di capacità avanzate per fornire potenza di elaborazione. I sistemi HPC elaborano enormi raccolte di dati e algoritmi complicati, spingendo la ricerca, lo sviluppo del prodotto e il processo decisionale. La crescente crescita dell'intelligenza artificiale, dell'apprendimento automatico e dell'analisi dei dati continua a spingere la spinta del marketing. Modelli cloud convenienti e scalabili per le soluzioni HPC consentono alle PMI di avere più accesso. Le applicazioni in via di sviluppo contemporaneo includono le città intelligenti e la genomica, offrendo inoltre maggiori opportunità di crescita. Tuttavia, i costi elevati e il consumo energetico, tra molti altri, presentano sfide. Il mercato è quindi competitivo, con i principali attori che investono massicciamente in ricerca e sviluppo per mantenersi sul mercato.

RISULTATI CHIAVE

IMPATTO DEL COVID-19

L'industria dell'informatica ad alte prestazioni ha avuto un effetto negativo a causa della pandemia di COVID-19

La pandemia globale di COVID-19 è stata sconcertante e senza precedenti, con il mercato che ha registrato una domanda inferiore al previsto in tutte le regioni rispetto ai livelli pre-pandemia. L'improvvisa crescita del mercato riflessa dall'aumento del CAGR è attribuibile alla crescita del mercato e alla domanda che ritorna ai livelli pre-pandemia.

A causa dei significativi disturbi logistici derivanti dalla pandemia di Covid-19, il mercato del calcolo ad alte prestazioni ha registrato un forte calo delle operazioni. Il fatto che molte fabbriche abbiano dovuto chiudere o ridurre le attività ha provocato la mancanza di materiali chiave e ritardi nella produzione dei loro reattori nucleari. Considerato il rallentamento della domanda globale di energia, anche lo sviluppo di nuove centrali nucleari è stato rinviato. Pertanto, la necessità immediata di materiali in grafite è stata ridotta. Inoltre, ci sono anche sfide logistiche e restrizioni al commercio internazionale che incidono su questo e causano lente tendenze alla stagnazione. Nel complesso, questi fattori creano un rallentamento della crescita del mercato durante questo periodo di pandemia.

ULTIME TENDENZE

Le soluzioni HPC basate sul cloud offrono flessibilità, scalabilità e convenienza, favorendo la crescita del mercato

Flessibilità, scalabilità e convenienza caratterizzano la soluzione HPC basata su cloud in cui le organizzazioni possono spostarsi verso investimenti iniziali inferiori nella gestione dei propri carichi di lavoro. Le startup e le aziende di medie dimensioni probabilmente rientrano in questa categoria, poiché vorrebbero una potenza di calcolo superiore senza investire pesantemente nell'infrastruttura richiesta. Il loro utilizzo di un'elevata intensità di elaborazione nell'HPC basato su cloud collega una migliore analisi dei dati in tempo reale e la modellazione predittiva nell'intelligenza artificiale e nell'apprendimento automatico. Inoltre, i fornitori di servizi cloud hanno perseguito partnership strategiche legandosi ai fornitori HPC per rendere tali soluzioni accessibili e innovative a tutti i livelli.

• Secondo il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti (DOE), oltre 25 supercomputer finanziati dal governo sono attualmente distribuiti nei laboratori nazionali per la modellazione climatica, la ricerca nucleare e le simulazioni di intelligenza artificiale, riflettendo un aumento del 40% delle installazioni HPC nel settore pubblico dal 2018.

• Secondo l'impresa comune europea per il calcolo ad alte prestazioni (EuroHPC), tra il 2021 e il 2023 sono stati acquistati in tutta Europa 8 sistemi petascala e 3 sistemi pre-esascala, segnando un'espansione triplicata della capacità di calcolo continentale entro due anni.

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SEGMENTAZIONE DEL MERCATO DEI COMPUTER AD ALTE PRESTAZIONI

Per tipo

In base al tipo, il mercato globale può essere classificato in software, servizi e hardware

• Software e servizi: il software costituisce il nucleo dei sistemi HPC e comprende strumenti per il calcolo parallelo, la pianificazione dei lavori e la programmazione delle applicazioni. Alcuni modelli come l'HPC-as-a-Service stanno emergendo rapidamente per fornire soluzioni specifiche per vari settori. Stanno emergendo anche servizi gestiti che consentono alle organizzazioni di esternalizzare le operazioni HPC. Gli aggiornamenti software vengono eseguiti frequentemente in modo che il software utilizzato sia compatibile con hardware e applicazioni nuovi e vecchi e quindi sia efficace. Le funzionalità aggiuntive di apprendimento automatico e funzionalità di analisi del software ne aumentano il valore.
• Hardware: sono costituiti da processori, memoria, storage e sistemi di rete che sono cruciali nello sviluppo dell'infrastruttura HPC. Processori superiori, come GPU e TPU, consentono al computer di eseguire i calcoli più rapidamente; componenti di memoria di grandi dimensioni consentono grandi quantità di elaborazione dei dati. I progressi tecnologici nell'hardware, come la progettazione di hardware attento al consumo energetico e collegamenti e connessioni avanzati ad alta velocità, soddisfano i requisiti di prestazioni e rispetto dell'ambiente. I progetti di sistemi integrati che incorporano strutture hardware di base e flessibili stanno gradualmente diventando i più adatti per ottenere un'elevata efficienza in diverse applicazioni.

Per applicazione

In base all'applicazione, il mercato globale può essere classificato in scienze della terra, istruzione e ricerca, sanità e scienze della vita, energia e servizi pubblici, giochi e produzione.

• Scienze della Terra: l'HPC è importante nelle scienze della Terra per simulare le condizioni climatiche, i cambiamenti a breve e lungo termine e il controllo delle catastrofi. Sofisticate tecnologie di simulazione offrono l'opportunità di prevedere il risultato e allocare adeguatamente le risorse. Gli scienziati utilizzano l'HPC nell'analisi dei dati geofisici per l'attività mineraria e nella valutazione ambientale.
• Istruzione e ricerca: l'HPC viene utilizzato da università e istituti di ricerca per migliorare la ricerca, tra gli altri, nei settori della fisica, della biologia e dell'ingegneria. L'HPC aiuta a ottenere soluzioni a problemi che altrimenti potrebbero richiedere anni per essere risolti, simulazioni ed esperimenti su larga scala.
• Sanità e scienze della vita: l'HPC trova applicazione nella scoperta di farmaci, nella genomica e nella medicina personalizzata ed è un fattore chiave per l'innovazione. Aiuta a facilitare la diagnosi e il trattamento rapidi dei casi dei pazienti, rendendo l'assistenza sanitaria un nuovo mondo.
• Energia e servizi pubblici: nel settore energetico, l'HPC viene utilizzato nell'esplorazione, nell'ottimizzazione dei sistemi di energia rinnovabile e anche nella gestione della rete. L'alta tecnologia aiuta a ottimizzare i processi e a ridurre l'impatto negativo sull'ambiente.
• Gaming: l'HPC viene applicato nei giochi per creare un'immagine di alta qualità, modellare e costruire varie situazioni e migliorare l'esperienza dei consumatori. La visualizzazione in tempo reale e il gioco multiplayer implicano una solida base HPC.
• Produzione: l'HPC è fondamentale per la progettazione, l'analisi e l'ottimizzazione dei prodotti in vari settori, tra cuiautomobilisticoe aerospaziale. Riduce i cicli di sviluppo consentendo test e simulazioni virtuali.

DINAMICHE DEL MERCATO

Le dinamiche di mercato includono fattori trainanti e restrittivi, opportunità e sfide che indicano le condizioni del mercato:

Fattori trainanti

Crescente generazione di dati in tutti i settori

La generazione continua di enormi volumi di dati in settori quali sanità, finanza e IoT sta imponendo la necessità di sistemi HPC. Implementati nelle organizzazioni odierne, questi sistemi consentono la gestione rapida ed efficace di dati grandi ed elaborati, migliorando così il processo decisionale e l'innovazione. Questa tendenza è particolarmente importante per le organizzazioni che necessitano di informazioni aggiornate e basate su previsioni.

• Secondo il National Institutes of Health (NIH) degli Stati Uniti, i progetti di ricerca biomedica che utilizzano cluster HPC hanno elaborato oltre 2,5 milioni di set di dati sul genoma nel 2022, rispetto a 1,1 milioni di set di dati nel 2019, dimostrando l'accelerazione della domanda da parte delle scienze della vita.

• Come riportato dalla National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) degli Stati Uniti, i modelli di previsione meteorologica in tempo reale richiedono velocità di calcolo superiori a 12 petaflop, portando ad aggiornamenti regolari dei sistemi di simulazione atmosferica nelle agenzie federali.

Progressi nelle tecnologie di intelligenza artificiale e machine learning

L'intelligenza artificiale e l'apprendimento automatico come sottosistemi dei sistemi HPC forniscono ulteriore potenza di calcolo per attività come la simulazione e lo sviluppo di modelli. Aiutano a elaborare i dati più velocemente, aiutando le industrie nella ricerca, nell'automazione e fornendo ai clienti approcci individuali. È stato scoperto che l'intelligenza artificiale e l'HPC sono complementari nel loro sviluppo in varie applicazioni.

Fattore restrittivo

Gli elevati costi di implementazione ostacolano la crescita del mercato, soprattutto nelle regioni emergenti

Gli elevati costi iniziali per l'implementazione dei sistemi di quota di mercato del calcolo ad alte prestazioni hanno principalmente paralizzato la crescita del mercato emergente. Richiede ingenti investimenti di capitale per configurare hardware avanzato come GPU, supercomputer e componenti di rete ad alta velocità. Inoltre, questi sistemi hanno costi operativi elevati a causa del consumo di energia e del personale addestrato. Tali ostacoli finanziari scoraggiano le piccole e medie imprese dall'adottare soluzioni HPC. Questo costo elevato influisce negativamente sulla crescita complessiva del mercato, soprattutto nelle regioni e nei settori sensibili ai costi.

• Secondo l'Agenzia internazionale per l'energia (IEA), i data center, comprese le strutture HPC, hanno consumato complessivamente oltre 460 terawattora (TWh) di elettricità nel 2022, equivalenti a quasi il 2% del consumo energetico globale, sollevando preoccupazioni sulla sostenibilità.

• Secondo il Bureau of Labor Statistics (BLS), gli Stati Uniti si trovano ad affrontare una carenza stimata di 67.000 ingegneri informatici qualificati e ingegneri di sistema ogni anno, limitando gravemente l'implementazione dell'HPC e la scalabilità della manutenzione.

La crescita del mercato HPC è guidata dai progressi nel campo della sanità e della genomica

Opportunità

Il mercato del calcolo ad alte prestazioni (HPC) vanta una miriade di opportunità di crescita, in particolare nel settore sanitario e delle scienze della vita. L'iniziativa dell'HPC vista di recente nella ricerca genomica, nella scoperta di farmaci e nella medicina personalizzata. Tali applicazioni richiedono un'elevata capacità di calcolo in termini di analisi di enormi set di dati ospitati da applicazioni, eseguendo simulazioni e integrazioni complesse. Inoltre, tutti i vantaggi derivanti dall'integrazione dell'intelligenza artificiale e dell'apprendimento automatico nel settore sanitario, che migliora la diagnostica e la pianificazione del trattamento, avvieranno il sostegno all'HPC. I continui investimenti nelle scienze della vita e nel settore sanitario in ricerca e sviluppo incoraggiano ora i governi ad espandersi per far avanzare la medicina di precisione, sfruttando tali vantaggi. Ciò consentirà all'HPC di diventare la tecnologia rivoluzionaria nel campo medico.

• Secondo l'Open Science Initiative della NASA, ogni anno vengono generati oltre 50 miliardi di punti dati di telemetria spaziale, creando una forte domanda di pipeline HPC basate su cloud dedicate all'analisi astrofisica.

• Come affermato dall'Automotive Research Association of India (ARAI), le simulazioni di veicoli autonomi richiedono velocità di elaborazione di 30 trilioni di operazioni al secondo (30 TFLOP), favorendo l'integrazione dell'HPC nei test e nella modellazione degli incidenti virtuali.

L'elevato consumo di energia e i problemi di sostenibilità possono limitare la crescita del mercato HPC

Sfida

Uno dei problemi più noti che affliggono il mercato dell'High Performance Computing (HPC) è l'elevato consumo energetico da parte dei sistemi HPC. Tali sistemi necessitano di una potenza enorme per funzionare e mantenere funzionali i sistemi di raffreddamento in strutture di data center su larga scala. Ciò aumenta notevolmente i costi operativi ad esso associati oltre a rappresentare un problema ambientale. Man mano che l'HPC continua a crescere, aumenta anche l'impronta di carbonio associata al suo utilizzo: un problema destinato a peggiorare man mano che la sostenibilità diventa una questione sempre più intensa a livello globale. L'altro problema è che la crescita delle infrastrutture HPC per soddisfare la domanda computazionale sempre crescente peggiora i fabbisogni energetici. Questa situazione garantisce progressi nell'hardware ad alta efficienza energetica, nell'integrazione delle energie rinnovabili e nelle soluzioni software ottimizzate. In assenza di questi, i problemi energetici potrebbero limitare il mercato.

• Secondo il National Institute of Standards and Technology (NIST), il 92% dei centri di supercalcolo statunitensi ha segnalato vulnerabilità della sicurezza informatica in componenti software di terze parti, rendendo l'infrastruttura HPC un obiettivo primario per le minacce informatiche a livello statale.

• Secondo la Global E-Waste Statistics Partnership, nel 2021 sono stati generati a livello globale oltre 57 milioni di tonnellate di rifiuti elettronici e i server ad alta densità dei cluster HPC contribuiscono in modo significativo a questo problema di smaltimento.

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APPROFONDIMENTI REGIONALI SUL MERCATO DELL'INFORMATICA AD ALTE PRESTAZIONI

• America del Nord 

Il mercato del calcolo ad alte prestazioni è governato dal Nord America con progressi infrastrutturali, spesa in ricerca e sviluppo e un forte ecosistema tecnologico. Il mercato del calcolo ad alte prestazioni degli Stati Uniti nella regione è guidato da fattori quali i finanziamenti governativi, il progresso nell'intelligenza artificiale e la forte adozione del cloud. I programmi statunitensi nel campo della ricerca scientifica e dell'assistenza sanitaria sono ampiamente utilizzati nel mercato, sebbene anche Canada e Messico forniscano piccoli contributi ai principali contribuenti del mercato. Ciò ha reso il Nord America una regione leader a livello mondiale nei nuovi progressi dell'HPC.

• Europa

La crescita del mercato del calcolo ad alte prestazioni collega direttamente l'Europa a massicci investimenti nella ricerca scientifica, nelle applicazioni industriali e nelle iniziative nel campo dell'energia sostenibile. In termini di adozione dell'HPC, i primi tre paesi della regione sono Germania, Regno Unito e Francia, che concentrano tali sforzi sulla modellizzazione climatica, sulla progettazione automobilistica e sull'innovazione farmaceutica. I programmi di finanziamento dell'Unione Europea come l'impresa comune EuroHPC, fanno parte della strategia per sviluppare infrastrutture di livello mondiale per gli impianti HPC e innovare. Ciò si basa sull'accento posto dall'Europa sui temi delle tecnologie verdi che aiutano a orientare la formazione di sistemi HPC efficienti dal punto di vista energetico. La collaborazione tra mondo accademico, industria e governo sta rafforzando la posizione della regione in questo mercato in crescita. Insieme a tutto ciò, l'Europa diventa uno dei quattro più determinanti produttori globali di rialzo dell'HPC.

• Asia

L'Asia rappresenta una quota crescente nel mercato HPC adattando rapidamente la tecnologia e investendo importi crescenti in AI, IoT e analisi dei big data. Mentre Cina, Giappone e India guidano la tendenza all'adozione dell'HPC, altre applicazioni come quelle nel settore manifatturiero, sanitario e educativo vengono attualmente massimizzate utilizzando questa tecnologia. Le iniziative governative e i finanziamenti per la ricerca e lo sviluppo, soprattutto in Cina, sono i motori di questa crescita del mercato regionale. I computer nazionali ad alte prestazioni e le infrastrutture per l'HPC illustrano l'innovazione applicata dall'Asia. Tutto ciò caratterizza quindi l'Asia come attore globale emergente nel mercato HPC.

PRINCIPALI ATTORI DEL SETTORE

I principali attori guidano la crescita del mercato attraverso l'innovazione, le partnership e l'adozione del cloud

I principali attori del settore, come IBM, Dell Technologies, HPE e Nvidia, hanno istituito un cambiamento significativo nello scenario del mercato del calcolo ad alte prestazioni (HPC) attraverso l'innovazione e le partnership strategiche. Queste aziende stanno migliorando la potenza computazionale attraverso specifiche hardware o tramite supercomputer e GPU, aiutate dall'integrazione dell'intelligenza artificiale e dell'apprendimento automatico. Promuovono inoltre l'adozione di soluzioni basate su cloud per HPC perché sono più scalabili ed economicamente vantaggiose. Le iniziative di ricerca e sviluppo sottolineano anche le partnership con i settori accademici e industriali nello sviluppo e nell'evoluzione del mercato HPC verso la scena mondiale.

• Dell: secondo la classifica Top500.org, i sistemi Dell rappresentavano 153 dei 500 supercomputer più veloci nel 2023, rappresentando oltre il 30% della presenza sul mercato nell'infrastruttura HPC globale.

• Lenovo: come riportato dalla China Academy of Information and Communications Technology (CAICT), Lenovo ha implementato oltre 20 installazioni HPC raffreddate a liquido in tutta l'Asia-Pacifico nel 2021, riducendo il consumo energetico dei server fino al 40% per rack.

Elenco delle principali aziende di calcolo ad alte prestazioni

• Lenovo
• IBM
• Dawn
• Inspur
• Microsoft

SVILUPPO DEL SETTORE CHIAVE

Il supercomputer DGX GH200 di Nvidia stimola la crescita del mercato HPC con l'intelligenza artificiale

Settembre 2024:Nvidia ha presentato il DGX GH200, un supercomputer rivolto all'intelligenza artificiale e all'HPC mai visto prima. Si prevede che questa piattaforma risponderà alla crescente necessità di risorse di calcolo necessarie per l'addestramento di modelli di deep learning, elaborazione di big data e altre esigenze di simulazione. Il DGX GH200 è dotato delle più recenti GPU di Nvidia ed è progettato e integrato con funzionalità AI per offrire prestazioni più veloci e migliorate per settori come quello sanitario, automobilistico e finanziario, che ha ulteriormente potenziato il mercato HPC.

COPERTURA DEL RAPPORTO    

Lo studio comprende un'analisi SWOT completa e fornisce approfondimenti sugli sviluppi futuri del mercato. Esamina vari fattori che contribuiscono alla crescita del mercato, esplorando un'ampia gamma di categorie di mercato e potenziali applicazioni che potrebbero influenzarne la traiettoria nei prossimi anni. L'analisi tiene conto sia delle tendenze attuali che dei punti di svolta storici, fornendo una comprensione olistica delle componenti del mercato e identificando potenziali aree di crescita.

Questo rapporto di ricerca esamina la segmentazione del mercato utilizzando metodi sia quantitativi che qualitativi per fornire un'analisi approfondita che valuti anche l'influenza delle prospettive strategiche e finanziarie sul mercato. Inoltre, le valutazioni regionali del rapporto considerano le forze dominanti della domanda e dell'offerta che influiscono sulla crescita del mercato. Il panorama competitivo è dettagliato meticolosamente, comprese le quote di importanti concorrenti sul mercato. Il rapporto incorpora tecniche di ricerca, metodologie e strategie chiave non convenzionali adattate al periodo di tempo previsto. Nel complesso, offre informazioni preziose e complete sulle dinamiche del mercato in modo professionale e comprensibile.