高性能コンピューティング市場規模、シェア、成長、業界分析、タイプ（ソフトウェアとサービスとハードウェア）、アプリケーション（地球科学、教育と研究、ヘルスケアとライフサイエンス、エネルギーとユーティリティ、ゲーム、製造）、地域の洞察、2035年の予測

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高性能コンピューティング市場の概要

高性能コンピューティング市場の規模は、2025年に39.18億米ドルと評価され、2026年に43.36億米ドルに達し、2035年までにさらに1,488億米ドルにエスカレートすると予測されています。

高性能コンピューティング（HPC）市場は、処理能力を提供する高度な能力のために、ヘルスケア、金融、製造を含むすべての業界で需要の増加により成長を促進しました。 HPCシステムは、膨大なデータ収集と複雑なアルゴリズムを処理し、調査、製品開発、意思決定を推進します。人工知能、機械学習、およびデータ分析の増加は、マーケティングドライブを推進し続けています。 HPCソリューション用の費用対効果の高いスケーラブルなクラウドモデルにより、中小企業はより多くのアクセスを可能にします。同時にアプリケーションの開発には、スマートシティやゲノミクスが含まれ、さらに成長の機会が強化されています。ただし、高コストとエネルギッシュな消費は、他の多くの課題を提示しています。したがって、市場は競争力があり、主要なプレーヤーは市場維持のためにR＆Dに多額の投資をしています。

重要な調査結果

Covid-19の衝撃

高性能コンピューティング業界は、Covid-19パンデミックのために悪影響を及ぼしました

世界のCovid-19パンデミックは前例のない驚異的であり、市場はパンデミック以前のレベルと比較して、すべての地域で予想外の需要を経験しています。 CAGRの増加に反映された突然の市場の成長は、市場の成長と需要がパンデミック以前のレベルに戻ることに起因しています。

Covid-19のパンデミックに起因する物流の著しい乱れにより、高性能コンピューティング市場は事業を急激に減少させました。多くの工場が閉鎖または操業を削減しなければならなかったという事実は、原子炉に関する重要な材料と生産の遅れが不足しているためです。エネルギーの需要が低下しているという事実を考えると、新しい原子力発電所の開発も延期されています。したがって、グラファイト材料の即時の必要性は削減されました。さらに、これに影響を与え、停滞の傾向が遅いことを引き起こす国際貿易に関する物流上の課題と制限もあります。全体として、これらの要因は、このパンデミックのこの時期に市場の成長の減速を生み出します。

最新のトレンド

クラウドベースのHPCソリューションは、柔軟性、スケーラビリティ、および手頃な価格を提供し、市場の成長を促進します

柔軟性、スケーラビリティ、および手頃な価格は、組織がワークロードの管理に少ない前払い投資に移行できるクラウドベースのHPCソリューションを特徴付けます。スタートアップと中規模企業は、おそらく必要なインフラストラクチャに多額の投資をせずに優れたコンピューティングパワーを望んでいるため、おそらくこのカテゴリに分類されます。クラウドベースのHPCでの高いコンピューティング強度の使用は、AIおよび機械学習におけるリアルタイムデータ分析と予測モデリングを改善します。また、クラウドプロバイダーは、HPCベンダーと結びついて、そのようなソリューションを手の届かないところにアクセスしやすく革新的にするような戦略的パートナーシップを追求してきました。

• 米国エネルギー省（DOE）によると、25人以上の政府が資金提供するスーパーコンピューターが現在、気候モデリング、核研究、およびAIシミュレーションのために国立研究所に展開されており、2018年以降の公共部門のHPC設置の40％の増加を反映しています。

• ヨーロッパの高性能コンピューティングジョイント事業（EuroHPC）によると、2021年から2023年の間に8つのペタスケールと3つの前例システムがヨーロッパで調達され、2年以内に大陸のコンピューティング能力が3倍の拡大を示しました。

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高性能コンピューティング市場セグメンテーション

タイプごとに

タイプに基づいて、グローバル市場はソフトウェアとサービスとハードウェアに分類できます

• ソフトウェアとサービス:ソフトウェアは、HPCシステムのコアで構成され、並列計算、ジョブスケジューリング、アプリケーションプログラミングのための機器が含まれています。 HPC-As-A-Serviceなどの一部のモデルは、さまざまなセクターに特定のソリューションを提供するために急速に出現しています。また、組織がHPCオペレーションを外部委託できるようにするマネージドサービスもあります。ソフトウェアの更新は頻繁に実行されるため、使用されるソフトウェアは新しいハードウェアやアプリケーションと互換性があるため、効果的です。ソフトウェアに機械学習と分析機能の追加機能がその価値を追加します。
• ハードウェア:これらは、HPCインフラストラクチャの開発において重要なネットワーキングシステムだけでなく、プロセッサ、メモリ、ストレージ、ネットワーキングシステムで構成されています。 GPUやTPUなどの優れたプロセッサにより、コンピューターは計算をより迅速に動作させることができます。大規模なメモリコンポーネントにより、大量のデータ処理が可能になります。エネルギー志向のハードウェア設計や高速な高速リンクと接続など、ハードウェアの技術的進歩は、パフォーマンスとグリーンの要件を満たしています。基本的で柔軟なハードウェア構造を組み込んだ統合システム設計は、さまざまなアプリケーションで高い効率を達成するのに徐々に最も適しています。

アプリケーションによって

アプリケーションに基づいて、グローバル市場は地球科学、教育と研究、ヘルスケアとライフサイエンス、エネルギーとユーティリティ、ゲームと製造に分類できます

• 地球科学:HPCは、気候条件、短期的および長期的な変化、災害管理をシミュレートするために、地球科学において重要です。洗練されたシミュレーションテクノロジーは、結果を予測し、リソースを適切に割り当てる機会を提供します。科学者は、鉱業と環境評価のために地球物理学的データの分析にHPCを使用しています。
• 教育と研究:HPCは、特に物理学、生物学、工学の分野での研究を強化するために、大学や研究機関によって使用されています。 HPCは、それ以外の場合は何年もかかる可能性のある問題、シミュレーション、大規模な実験の解決を得るのに役立ちます。
• Healthcare＆Life Sciences:HPCは、創薬、ゲノミクス、個別化医療に応用しており、イノベーションの重要なイネーブラーです。患者の症例の迅速な診断と治療を促進するのに役立ちます。
• エネルギーとユーティリティ:エネルギーセクターでは、HPCは調査、再生可能エネルギーシステムの最適化、およびグリッド管理にも使用されます。ハイテクは、プロセスを最適化し、環境へのマイナスの影響を軽減するのに役立ちます。
• ゲーム:HPCはゲームに適用され、高品質の画像を作成し、モデル化し、さまざまな状況を構築し、消費者のエクスペリエンスを向上させます。リアルタイムの視覚化とマルチプレイヤーゲームには、強力なHPCファンデーションが含まれます。
• 製造:HPCは、さまざまな業界の製品の設計、分析、最適化に不可欠です自動車と航空宇宙。仮想テストとシミュレーションを許可することにより、開発サイクルを短くします。

市場のダイナミクス

市場のダイナミクスには、運転と抑制要因、機会、市場の状況を示す課題が含まれます。

運転要因

業界全体でのデータ生成の増加

ヘルスケア、金融、IoTなどの業界にわたる膨大な量のデータの継続的な生成により、HPCシステムの必要性が強制されています。今日の組織で実装されたこれらのシステムは、大規模で精巧なデータを迅速かつ効果的に処理することを可能にし、意思決定と革新を改善します。この傾向は、最新の情報を必要とし、予測によって引き起こされる組織にとって特に重要です。

• 米国国立衛生研究所（NIH）によると、2019年の110万台のデータセットと比較して、2022年に250万を超えるゲノムデータセットを処理したHPCクラスターを利用した生物医学研究プロジェクトは、生命科学からの需要の加速を示しています。

• 米国国立海洋大気局（NOAA）で報告されているように、リアルタイムの気象予測モデルでは、12のペタフロップを超えるコンピューティング速度が必要であり、連邦政府機関全体の大気シミュレーションシステムの定期的なアップグレードにつながります。

AIおよび機械学習技術の進歩

HPCシステムのサブシステムとしてのAIおよび機械学習は、シミュレーションやモデル開発などのアクティビティに追加の計算能力を提供します。彼らはデータをより速く処理するのに役立ち、研究、自動化、および個々のアプローチをクライアントに提供する産業を支援します。 AIとHPCは、さまざまなアプリケーションでの開発において補完的であることが発見されています。

抑制要因

特に新興地域では、高い実装コストが市場の成長を妨げます

高性能コンピューティング市場シェアシステムの実装のための高い開始コストは、主に新興市場の成長を損なっています。 GPU、スーパーコンピューター、高速ネットワーキングコンポーネントなどの高度なハードウェアをセットアップするには、巨大な資本投資が必要です。さらに、これらのシステムは、エネルギー消費と訓練を受けた人員のために、運用コストが高くなっています。このような金融障害は、中小企業がHPCソリューションを採用することを阻止します。この高コストは、特に費用に敏感な地域や産業において、市場全体の成長に悪影響を及ぼします。

• 国際エネルギー機関（IEA）によると、HPC施設を含むデータセンターは、2022年に460のテラワット時（TWH）の電力（TWH）を超えて消費し、世界のエネルギー使用量のほぼ2％に相当します。

• 労働統計局（BLS）によると、米国は毎年67,000の熟練したコンピューターハードウェアとシステムエンジニアの推定不足に直面しており、HPCの展開とメンテナンスのスケーラビリティを厳しく制限しています。

HPC市場の成長は、ヘルスケアとゲノミクスの進歩によって推進されています

機会

高性能コンピューティング（HPC）市場は、特にヘルスケアとライフサイエンスの無数の成長機会を誇っています。 Genomics Research Drug Discovery and Personalized Medicineで最近見られたHPCのベンチャー。このようなアプリケーションでは、ホストされたアプリケーションの大規模なデータセットの分析、複雑なシミュレーション、統合の実行に関して、高いコンピューティング機能が必要です。さらに、AIおよびHealthcareの機械学習統合によってもたらされたすべての利点が、診断と治療計画を改善することで、HPCの擁護を開始します。 R＆Dのライフサイエンスとヘルスケアセクターへの継続的な投資は、政府が精密医療を進めるために拡大することを奨励し、そのような利益を活用しています。これにより、HPCは医療分野で革新的な技術になることができます。

• NASAのOpen Scienceイニシアチブによると、500億を超えるスペーステレメトリデータポイントが毎年生成され、Astrophysics Analytics専用のクラウドベースのHPCパイプラインに対する強い需要を生み出しています。

• インド自動車研究協会（ARAI）が述べているように、自律車両シミュレーションでは、30兆回の操作（30 TFLOPS）の処理速度が必要であり、テストと仮想クラッシュモデリングのHPC統合を促進します。

高エネルギー消費と持続可能性の問題は、HPC市場の成長を制約する可能性があります

チャレンジ

現在最もよく知られている問題の1つは、HPCシステムによる高性能コンピューティング（HPC）市場に悩まされていることです。このようなシステムは、大規模なデータセンター施設で冷却システムを機能させ、機能させるために大規模な電力を必要としています。これにより、環境問題を提起するとともに、それに関連する運用コストが劇的に上昇します。 HPCが成長し続けるにつれて、サステナビリティが世界的にますます激しい問題になるにつれて、より悪化する問題に関連する炭素排出量も同様に成長します。もう1つの問題は、HPCインフラストラクチャの成長が増え続ける計算需要を満たすことでエネルギー要件が悪化することです。この状況は、エネルギー効率の高いハードウェア、再生可能エネルギー統合、最適化されたソフトウェアソリューションの進歩を保証します。これらがない場合、エネルギーの問題は市場を制約する可能性があります。

• 国立標準技術研究所（NIST）によると、米国のスーパーコンピューティングセンターの92％がサードパーティのソフトウェアコンポーネントのサイバーセキュリティの脆弱性を報告し、HPCインフラストラクチャを州レベルのサイバー脅威の主要なターゲットとしています。

• 世界のe-waste Statisticsパートナーシップによると、2021年に5700万メートル以上の電子廃棄物が世界的に生成され、HPCクラスターの高密度サーバーがこの処分問題に大きく貢献しています。

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高性能コンピューティング市場の地域洞察

• 北米 

高性能コンピューティング市場は、インフラストラクチャの進歩、研究開発への支出、強力な技術エコシステムにより、北米によって支配されています。政府の資金、AIの進歩、強力な雲の採用などの要因により、この地域の米国の高性能コンピューティング市場は主導されています。科学研究とヘルスケアの米国スキームは市場で広く利用されていますが、カナダとメキシコも主要な市場貢献者にわずかな貢献をしています。これにより、北米は新しいHPCの進歩における世界をリードする地域になりました。

• ヨーロッパ

高性能コンピューティング市場の成長は、ヨーロッパを科学研究、産業用途、持続可能なエネルギーのイニシアチブへの大規模な投資と直接結び付けています。 HPCの採用に関しては、この地域の上位3か国はドイツ、英国、フランスであり、気候モデリング、自動車設計、および製薬革新にそのような努力を集中しています。 EuroHPCの共同事業などの欧州連合の資金調達プログラムは、HPC施設のための世界クラスのインフラストラクチャを開発し、革新する戦略の一部を形成しています。これは、エネルギー効率の高いHPCシステムの形成を操縦するのに役立つグリーンテクノロジーのテーマに対するヨーロッパのストレスに耐えられます。アカデミア産業と政府のコラボレーションは、この成長市場における地域の地位を強化しています。これらすべてと相まって、ヨーロッパは、最も決定的なグローバルHPCアップサイドメーカーの1つになります。

• アジア

アジアは、テクノロジーを急速に適応させ、AI、IoT、およびビッグデータ分析に増加する量を投資することにより、HPC市場でのシェアの増加を占めています。中国、日本、インドはHPCの採用傾向を主導していますが、製造業、ヘルスケア、教育などの他のアプリケーションは現在、この技術を使用して最大化されています。特に中国での政府のイニシアチブとR＆D資金は、この地域市場の成長の推進力です。 HPCの国内の高性能コンピューターとインフラストラクチャは、アジアが適用したイノベーションを示しています。したがって、これらはすべて、アジアをHPC市場の新興グローバルプレーヤーとして特徴づけています。

主要業界のプレーヤー

主要なプレーヤーは、イノベーション、パートナーシップ、クラウドの採用を通じて市場の成長を促進します

IBM、Dell Technologies、HPE、Nvidiaなどの業界の主要なプレーヤーは、イノベーションと戦略的パートナーシップを通じて、高性能コンピューティング（HPC）市場のシナリオに大きな変化をもたらしました。これらの企業は、AIと機械学習の統合により、ハードウェア仕様またはスーパーコンピューターとGPUを通じて計算能力を向上させています。また、HPCのクラウドベースのソリューションの採用を促進します。これは、よりスケーラブルで費用対効果が高いためです。また、R＆Dイニシアチブは、HPC市場を世界の舞台に向けて発展および進化させる際に、学術および産業部門とのパートナーシップを強調しています。

• Dell:Top500.orgランキングによると、Dell Systemsは2023年に500の最速スーパーコンピューターのうち153を占め、世界のHPCインフラストラクチャにおける市場の存在感を30％以上占めています。

• Lenovo:中国情報通信技術（CAICT）が報告したように、Lenovoは2021年にアジア太平洋地域に20以上の流動冷却HPCインストールを展開し、サーバーの消費量をラックあたり最大40％削減しました。

トップハイパフォーマンスコンピューティング会社のリスト

• Lenovo
• IBM
• Dawn
• Inspur
• Microsoft

主要な業界開発

NvidiaのDGX GH200スーパーコンピューターは、AIでHPC市場の成長を高めます

2024年9月:Nvidiaは、AIとHPCを対象としたスーパーコンピューターであるDGX GH200を発表しました。このプラットフォームは、ディープラーニングモデル、ビッグデータ処理、その他のシミュレーションニーズのトレーニングに必要な計算リソースの必要性の高まりに対処することが期待されています。 DGX GH200にはNVIDIAの最新のGPUが付属しており、AI機能を設計および組み込んでおり、HPC市場をさらに増やしたヘルスケア、自動車、金融などの業界に高速かつ改善されたパフォーマンスを提供します。

報告報告    

この調査には、包括的なSWOT分析が含まれており、市場内の将来の発展に関する洞察を提供します。市場の成長に寄与するさまざまな要因を調べ、今後数年間で軌道に影響を与える可能性のある幅広い市場カテゴリと潜在的なアプリケーションを調査します。この分析では、現在の傾向と歴史的な転換点の両方を考慮に入れ、市場の要素についての全体的な理解を提供し、成長の潜在的な領域を特定しています。

この調査レポートでは、定量的方法と定性的方法の両方を使用して、市場における戦略的および財政的視点の影響を評価する徹底的な分析を提供することにより、市場のセグメンテーションを検証します。さらに、レポートの地域評価は、市場の成長に影響を与える支配的な需要と供給の力を考慮しています。競争の激しい状況は、重要な市場競合他社の株式を含む細心の注意を払っています。このレポートには、予想される時間の枠組みに合わせて調整された型破りな研究技術、方法論、および重要な戦略が組み込まれています。全体として、それは専門的かつ理解できるように、市場のダイナミクスに関する貴重で包括的な洞察を提供します。