ハイパフォーマンスコンピューティングの市場規模、シェア、成長、業界分析、タイプ別（ソフトウェアとサービス、ハードウェア）、アプリケーション別（地球科学、教育と研究、ヘルスケアとライフサイエンス、エネルギーと公共事業、ゲーム、製造）、2026年から2035年の地域別洞察と予測

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ハイパフォーマンス コンピューティング市場の概要

世界のハイ パフォーマンス コンピューティング市場は、2026 年の約 433 億 6000 万ドルから増加し、2035 年までに 1,488 億ドルに達すると見込まれており、2026 年から 2035 年にかけて 10.7% の CAGR で成長します。北米が研究とハイパースケーラーによって 40 ～ 45% のシェアを獲得しリードしています。ヨーロッパとアジア太平洋地域は、各国の HPC 投資と合わせて 45 ～ 50% を占めています。

ハイ パフォーマンス コンピューティング (HPC) 市場は、医療、金融、製造を含むあらゆる業界で処理能力を提供する高度な機能に対する需要が高まり、成長を加速させてきました。 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、研究、製品開発、意思決定を推進します。人工知能、機械学習、データ分析の成長が加速し、マーケティング活動が引き続き推進されています。 HPC ソリューション向けの費用対効果が高く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得ることができます。同時に開発されているアプリケーションには、スマート シティやゲノミクスが含まれており、さらに強力な成長の機会も提供しています。しかし、とりわけ、高コストとエネルギー消費が課題となっています。したがって、市場は競争が激しく、大手企業は市場維持のために研究開発に多額の投資を行っています。

主な調査結果

新型コロナウイルス感染症（COVID-19）の影響

新型コロナウイルス感染症のパンデミックによりハイパフォーマンスコンピューティング業界に悪影響が生じた

新型コロナウイルス感染症（COVID-19）の世界的なパンデミックは前例のない驚異的なものであり、市場ではパンデミック前のレベルと比較してすべての地域で需要が予想を下回っています。 CAGRの上昇を反映した市場の急激な成長は、市場の成長と需要がパンデミック前のレベルに戻ったことによるものです。

新型コロナウイルス感染症のパンデミックによる物流の大幅な混乱により、ハイパフォーマンス コンピューティング市場の業務は急激に減少しました。多くの工場が閉鎖または操業を縮小しなければならなかったという事実は、主要な材料の不足と原子炉に関する生産の遅れをもたらしました。世界的にエネルギー需要が低迷しているという事実を考慮して、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当面の必要性は減少しました。さらに、物流上の課題や国際貿易の制限もあり、これが影響し、緩やかな停滞傾向を引き起こしています。まとめると、これらの要因により、このパンデミックの時期に市場の成長が鈍化します。

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、拡張性、手頃な価格を提供し、市場の成長を促進します

柔軟性、拡張性、手頃な価格がクラウドベースの HPC ソリューションの特徴であり、組織はワークロードの管理における初期投資を削減することができます。スタートアップ企業や中堅企業は、必要なインフラストラクチャに多大な投資をせずに優れたコンピューティング能力を必要としているため、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 で高いコンピューティング強度を利用することで、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が向上します。また、クラウド プロバイダーは、HPC ベンダーと連携して、そのようなソリューションを広範囲にわたってアクセス可能で革新的なものにするための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、現在、政府資金で 25 台を超えるスーパーコンピューターが気候モデリング、核研究、AI シミュレーションのために国立研究所全体に配備されており、これは 2018 年以降の公共部門の HPC 設置の 40% 増加を反映しています。

• European High-Performance Computing Joint Undertaining (EuroHPC) に従って、2021 年から 2023 年にかけてヨーロッパ全土で 8 ペタスケール システムと 3 プレエクサスケール システムが調達され、2 年間で大陸のコンピューティング能力が 3 倍に拡大しました。

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ハイパフォーマンス コンピューティング市場のセグメンテーション

タイプ別

タイプに基づいて、世界市場はソフトウェア、サービス、および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 システムの中核を構成し、並列計算、ジョブ スケジューリング、およびアプリケーション プログラミングのための機器が含まれます。 HPC-as-a-Service などの一部のモデルは、さまざまな分野に特定のソリューションを提供するために急速に登場しています。組織が HPC 運用をアウトソーシングできるようにするマネージド サービスも登場しています。ソフトウェアの更新は頻繁に実行され、使用されるソフトウェアが新しいハードウェアおよび古いハードウェアおよびアプリケーションだけでなく互換性があり、効率的になります。ソフトウェアに機械学習機能と分析機能が追加されることで、その価値がさらに高まります。
• ハードウェア: これらは、プロセッサ、メモリ、ストレージ、および 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ク システムで構成されます。 GPU や TPU などの優れたプロセッサにより、コンピュータはより速く計算を実行できるようになります。大容量のメモリ 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。エネルギーを意識したハードウェア設計や高度な高速リンクと接続などのハードウェアの技術進歩により、パフォーマンスとグリーン要件が満たされます。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効率を達成するのに徐々に最適になってきています。

用途別

アプリケーションに基づいて、世界市場は地球科学、教育と研究、ヘルスケアとライフサイエンス、エネルギーと公益事業、ゲームと製造に分類できます。

• 地球科学: HPC は地球科学において、気候条件、短期および長期の変化、災害制御をシミュレートするために重要です。高度なシミュレーション技術により、結果を予測し、リソースを適切に割り当てる機会が提供されます。科学者は、採掘のための地球物理データの分析や環境評価に HPC を使用しています。
• 教育と研究: HPC は、物理学、生物学、工学などの分野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、シミュレーションや大規模な実験など、解決に時間がかかる可能性がある問題の解決策を得るのに役立ちます。
• ヘルスケアおよびライフ サイエンス: HPC は創薬、ゲノミクス、個別化医療に応用されており、イノベーションを実現する重要な役割を果たしています。患者の症例の迅速な診断と治療を促進するのに役立ち、ヘルスケアを新しい世界に変えます。
• エネルギーと公益事業: エネルギー分野では、HPC は再生可能エネルギー システムの探査、最適化、さらには送電網管理にも使用されます。ハイテクはプロセスを最適化し、環境への悪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、さまざまな状況をモデル化して構築し、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 基盤が必要です。
• 製造: HPC は、次のようなさまざまな業界の製品の設計、分析、最適化に不可欠です。自動車そして航空宇宙。仮想テストとシミュレーションが可能になるため、開発サイクルが短縮されます。

市場力学

市場のダイナミクスには、市場の状況を表す推進要因と抑制要因、機会、課題が含まれます。

推進要因

業界全体でデータ生成が増加

ヘルスケア、金融、IoT などの業界全体で大量のデータが継続的に生成されているため、HPC システムの必要性が高まっています。これらのシステムを今日の組織に導入すると、大規模で複雑なデータを迅速かつ効果的に処理できるようになり、意思決定とイノベーションが向上します。この傾向は、最新の情報を必要とし、予測を必要とす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、HPC クラスターを利用した生物医学研究プロジェクトは、2019 年の 110 万のデータセットと比較して、2022 年には 250 万を超えるゲノム データセットを処理し、ライフ サイエンスからの需要が加速していることを示しています。

• 米国海洋大気局 (NOAA) の報告によると、リアルタイム気象予測モデルには 12 ペタフロップスを超える計算速度が必要であり、そのため連邦機関全体の大気シミュレーション システムが定期的にアップグレードされています。

AI および機械学習テクノロジーの進歩

HPC システムのサブシステムとしての AI と機械学習は、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。これらはデータをより迅速に処理するのに役立ち、研究、自動化の分野で業界を支援し、クライアントに個別のアプローチを提供します。 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

高額な導入コストが市場の成長を妨げる（特に新興地域）

ハイ パフォーマンス コンピューティング マーケット シェア システムの導入にかかる高額な初期コストが、主に新興市場の成長を妨げています。 GPU、スーパーコンピューター、高速ネットワーク 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、巨額の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ります。このような財務上の障害は、中小企業が HPC ソリューションを導入することを妨げます。この高コストは、特にコスト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 年に合計 460 テラワット時（TWh）を超える電力を消費しました。これは世界のエネルギー使用量の約 2% に相当し、持続可能性への懸念が生じています。

• 労働統計局 (BLS) によると、米国では、熟練したコンピューター ハードウェアおよびシステム エンジニアが年間推定 67,000 人不足しており、HPC の導入とメンテナンスの拡張性が大幅に制限されています。

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促進される

機会

ハイ パフォーマンス コンピューティング (HPC) 市場は、特にヘルスケアとライフ サイエンスにおいて、無数の成長機会を誇っています。ゲノミクス研究の創薬や個別化医療で最近見られる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と統合の実行という点で、高度なコンピューティング能力が必要です。ヘルスケアにおける AI と機械学習の統合によってもたらされるすべての利点に加えて、診断と治療計画が改善され、HPC の支持が始まります。ライフサイエンスとヘルスケア分野の研究開発への継続的な投資により、現在、政府はその利点を活用して精密医療を推進するための拡大を奨励しています。これにより、HPC は医療分野で革命を起こすテクノロジーとなるでしょう。

• NASA のオープン サイエンス イニシアチブによると、毎年 500 億を超える宇宙テレメトリ データ ポイントが生成され、天体物理学分析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が生まれています。

• インド自動車研究協会 (ARAI) が述べているように、自動運転車のシミュレーションには 1 秒あたり 30 兆演算 (30 TFLOP) の処理速度が必要であり、テストや仮想衝突モデリングにおける HPC の統合が促進されます。

高いエネルギー消費と持続可能性の問題が HPC 市場の成長を抑制する可能性がある

チャレンジ

現在、ハイ パフォーマンス コンピューティング (HPC) 市場を悩ませている最もよく知られている問題の 1 つは、HPC システムによる高いエネルギー消費です。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動作させ、機能を維持するために大規模な電力を必要とします。これは、それに関連する運用コストを劇的に上昇させるとともに、環境問題を引き起こす。 HPC が成長し続けるにつれて、その使用に伴う二酸化炭素排出量も増加します。持続可能性が世界的にますます深刻な問題になるにつれて、この問題はさらに悪化するでしょう。もう 1 つの問題は、増え続ける計算需要に対応するための HPC インフラストラクチャの増加により、エネルギー要件が悪化していることです。この状況により、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の統合、最適化されたソフトウェア ソリューションの進歩が保証されます。これらがなければ、エネルギー問題が市場を制約する可能性があります。

• 米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 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ており、HPC インフラストラクチャが州レベルのサイバー脅威の主な標的となっています。

• Global E-Waste Statistics Partnership によると、2021 年には世界中で 5,700 万トンを超える電子廃棄物が生成され、HPC クラスターの高密度サーバーがこの廃棄問題に大きく貢献しています。

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ハイパフォーマンス コンピューティング市場の地域的洞察

• 北米 

ハイ パフォーマンス 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、強力なテクノロジー エコシステムによって北米が支配しています。この地域の米国ハイ パフォーマンス コンピューティング市場は、政府の資金提供、AI の進歩、強力なクラウド導入などの要因により主導されています。科学研究とヘルスケアにおける米国の制度は市場で広く利用されているが、カナダとメキシコも主要な市場貢献国にわずかながら貢献している。これにより、北米は新しい HPC の進歩において世界をリードする地域となりました。

• ヨーロッパ

ハイパフォーマンス コンピューティング市場の成長は、欧州を科学研究、産業応用、持続可能なエネルギーへの取り組みへの大規模な投資に直接結びつけています。 HPC 導入の観点から見ると、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、医薬品のイノベーションに重点を置いています。 EuroHPC Joint Undertaining などの欧州連合の資金提供プログラムは、HPC 施設用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 システムの形成を促進するグリーン テクノロジーというテーマに対する欧州の強調に基づいています。学界、産業界、政府の連携により、この成長市場におけるこの地域の地位が強化されています。これらすべてが相まって、ヨーロッパは世界の HPC の上昇要因として最も決定的な 4 つのうちの 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、ビッグデータ分析に多額の投資を行っているため、HPC 市場でのシェアが拡大しています。中国、日本、インドが HPC 採用のトレンドをリードしていますが、現在、製造、医療、教育などの他のアプリケーションでもこのテクノロジーを最大限に活用しています。特に中国における政府の取り組みと研究開発資金が、この地域市場の成長の原動力となっています。国内の高性能コンピューターと HPC 用インフラストラクチャーは、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、これらすべてがアジアを HPC 市場における新興の世界的プレーヤーとして特徴づけています。

業界の主要プレーヤー

主要企業がイノベーション、パートナーシップ、クラウド導入を通じて市場の成長を推進

IBM、Dell Technologies、HPE、Nvidiaなどの業界の主要企業は、イノベーションと戦略的パートナーシップを通じてハイパフォーマンス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、ハードウェア仕様や、AI と機械学習の統合を活用したスーパーコンピューターや GPU を通じて、計算能力を向上させています。また、よりスケーラブルでコスト効率が高いため、HPC 向けのクラウドベースのソリューションの採用も促進されます。研究開発の取り組みでは、HPC 市場を世界の舞台に向けて開発、進化させる上で、学術部門や産業界とのパートナーシップも重視しています。

• デル: Top500.org のランキングによると、2023 年の最速スーパーコンピュータ 500 台のうち 153 台がデルのシステムであり、世界の HPC インフラストラクチャにおける市場プレゼンスの 30% 以上を占めています。

• Lenovo: 中国情報通信技術研究院（CAICT）の報告によると、Lenovo は 2021 年にアジア太平洋全域に 20 を超える水冷 HPC 設備を導入し、ラックあたりサーバーの消費電力を最大 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企業のリスト

• Lenovo
• IBM
• Dawn
• Inspur
• Microsoft

主要産業の発展

Nvidia の DGX GH200 スーパーコンピューターが AI で Hpc 市場の成長を促進

2024 年 9 月:Nvidia は、これまでにない AI および HPC を対象としたスーパーコンピューター DGX GH200 を発表しました。このプラットフォームは、深層学習モデルのトレーニング、ビッグデータ処理、その他のシミュレーションのニーズに必要なコンピューティング リソースの需要の増大に対処すると期待されています。 DGX GH200 には Nvidia の最新 GPU が搭載されており、ヘルスケア、自動車、金融などの業界に高速かつ向上したパフォーマンスを提供する AI 機能が設計および組み込まれており、これが HPC 市場をさらに押し上げています。

レポートの範囲    

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ついての洞察が得られます。市場の成長に寄与するさまざまな要因を調査し、今後数年間の市場の軌道に影響を与える可能性のある幅広い市場カテゴリーと潜在的なアプリケーションを調査します。分析では、現在の傾向と歴史的な転換点の両方が考慮され、市場の構成要素を総合的に理解し、成長の可能性のある分野が特定されます。

この調査レポートは、定量的および定性的方法の両方を使用して市場の細分化を調査し、市場に対する戦略的および財務的観点の影響も評価する徹底的な分析を提供します。さらに、レポートの地域評価では、市場の成長に影響を与える支配的な需要と供給の力が考慮されています。主要な市場競合他社のシェアなど、競争環境が細心の注意を払って詳細に説明されています。このレポートには、予想される期間に合わせて調整された型破りな研究手法、方法論、主要な戦略が組み込まれています。全体として、市場のダイナミクスに関する貴重かつ包括的な洞察を専門的にわかりやすく提供します。