Tamanho do mercado de computação de alto desempenho, participação, crescimento e análise da indústria, por tipo (software e serviços e hardware), por aplicação (ciências da terra, educação e pesquisa, saúde e ciências da vida, energia e serviços públicos, jogos e manufatura), insights regionais e previsão de 2026 a 2035

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VISÃO GERAL DO MERCADO DE COMPUTAÇÃO DE ALTO DESEMPENHO

O mercado global de computação de alto desempenho deverá aumentar de aproximadamente US$ 43,36 bilhões em 2026, a caminho de atingir US$ 148,8 bilhões até 2035, crescendo a um CAGR de 10,7% entre 2026 e 2035. A América do Norte lidera com 40-45% de participação impulsionada por pesquisas e hiperscaladores; A Europa e a Ásia-Pacífico detêm 45-50% combinados com investimentos nacionais em HPC.

O mercado de computação de alto desempenho (HPC) impulsionou o seu crescimento através do aumento da procura em todos os setores, incluindo cuidados de saúde, finanças e produção, por capacidades avançadas para fornecer poder de processamento. Os sistemas HPC processam enormes coleções de dados e algoritmos complicados, impulsionando a pesquisa, o desenvolvimento de produtos e a tomada de decisões. O aumento do crescimento em inteligência artificial, aprendizado de máquina e análise de dados continua a impulsionar o impulso de marketing. Modelos de nuvem econômicos e escaláveis ​​para soluções de HPC permitem que as PME tenham mais acesso. As aplicações em desenvolvimento contemporâneo incluem cidades inteligentes e genômica, além de oferecerem oportunidades de crescimento mais fortes. Contudo, os elevados custos e o consumo energético, entre muitos outros, apresentam desafios. O mercado é, portanto, competitivo, com grandes players investindo pesadamente em P&D para retenção de mercado.

PRINCIPAIS CONCLUSÕES

IMPACTO DA COVID-19

A indústria de computação de alto desempenho teve um efeito negativo devido à pandemia de COVID-19

A pandemia global da COVID-19 tem sido sem precedentes e surpreendente, com o mercado a registar uma procura inferior ao previsto em todas as regiões, em comparação com os níveis pré-pandemia. O crescimento repentino do mercado refletido pelo aumento do CAGR é atribuível ao crescimento do mercado e ao regresso da procura aos níveis pré-pandemia.

Devido a perturbações significativas na logística decorrentes da pandemia de Covid-19, o Mercado de Computação de Alto Desempenho teve um declínio acentuado em suas operações. O facto de muitas fábricas terem de encerrar ou reduzir as operações resultou na falta de materiais essenciais e em atrasos na produção no que diz respeito aos seus reactores nucleares. Dado que a procura global de energia tem registado uma lentidão, o desenvolvimento de novas centrais nucleares também foi adiado. Conseqüentemente, a necessidade imediata de materiais de grafite foi reduzida. Além disso, existem também desafios logísticos e restrições ao comércio internacional que o afectam e provocam tendências lentas de estagnação. Em conjunto, estes factores criam uma desaceleração do crescimento do mercado durante este período de pandemia.

ÚLTIMAS TENDÊNCIAS

Soluções HPC baseadas em nuvem oferecem flexibilidade, escalabilidade e acessibilidade, impulsionando o crescimento do mercado

Flexibilidade, escalabilidade e acessibilidade caracterizam a solução HPC baseada em nuvem, onde as organizações podem migrar para investimentos menos iniciais no gerenciamento de suas cargas de trabalho. As startups e as empresas de médio porte provavelmente se enquadram nesta categoria, pois desejariam poder computacional superior sem investir pesadamente na infraestrutura necessária. O uso de alta intensidade de computação em HPC baseado em nuvem vincula melhor a análise de dados em tempo real e a modelagem preditiva em IA e aprendizado de máquina. Além disso, os provedores de nuvem têm buscado parcerias estratégicas ao estabelecerem parcerias com fornecedores de HPC para tornar essas soluções acessíveis e inovadoras em todo o alcance.

• De acordo com o Departamento de Energia dos EUA (DOE), mais de 25 supercomputadores financiados pelo governo estão atualmente implantados em laboratórios nacionais para modelagem climática, pesquisa nuclear e simulações de IA, refletindo um aumento de 40% nas instalações de HPC do setor público desde 2018.

• De acordo com a Empresa Comum Europeia para Computação de Alto Desempenho (EuroHPC), 8 sistemas petaescala e 3 sistemas pré-exaescala foram adquiridos em toda a Europa entre 2021 e 2023, marcando uma tripla expansão na capacidade de computação continental em dois anos.

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SEGMENTAÇÃO DO MERCADO DE COMPUTAÇÃO DE ALTO DESEMPENHO

Por tipo

Com base no Tipo, o mercado global pode ser categorizado em Software e Serviços e Hardware

• Software e serviços: O software compreende o núcleo dos sistemas HPC e inclui instrumentos para computação paralela, agendamento de tarefas e programação de aplicativos. Alguns modelos, como o HPC-as-a-Service, estão a emergir rapidamente para fornecer soluções específicas para vários setores. Também estão surgindo serviços gerenciados que permitem às organizações terceirizar operações de HPC. As atualizações de software são realizadas com frequência para que o software usado seja compatível com hardware e aplicativos novos e antigos e, portanto, seja eficaz. Os recursos adicionais de aprendizado de máquina e recursos analíticos ao software aumentam seu valor.
• Hardware: Consiste em processadores, memória, armazenamento e sistemas de rede que são cruciais no desenvolvimento da infraestrutura de HPC. Processadores superiores, como GPUs e TPUs, permitem que o computador faça cálculos com mais rapidez; grandes componentes de memória permitem grandes quantidades de processamento de dados. Os avanços tecnológicos em hardware, como designs de hardware com consciência energética e links e conexões avançados de alta velocidade, atendem aos requisitos ecológicos e de desempenho. Projetos de sistemas integrados que incorporam estruturas de hardware básicas e flexíveis estão gradualmente se tornando os mais adequados para atingir alta eficiência em diferentes aplicações.

Por aplicativo

Com base na aplicação, o mercado global pode ser categorizado em Ciências da Terra, Educação e Pesquisa, Saúde e Ciências da Vida, Energia e Serviços Públicos, Jogos e Manufatura.

• Ciências da Terra: A HPC é importante nas ciências da terra para simular condições climáticas, mudanças de curto e longo prazo e controle de desastres. Tecnologias sofisticadas de simulação oferecem uma oportunidade de prever o resultado e alocar recursos de maneira adequada. Os cientistas utilizam HPC na análise de dados geofísicos para mineração e na avaliação ambiental.
• Educação e Pesquisa: A HPC é usada por universidades e instituições de pesquisa para aprimorar pesquisas em áreas de física, biologia e engenharia, entre outras. HPC ajuda a obter soluções para problemas que de outra forma levariam muito tempo para serem resolvidos, simulações e experimentos em grande escala.
• Saúde e Ciências da Vida: A HPC tem aplicação na descoberta de medicamentos, genômica e medicina personalizada, e é um facilitador essencial da inovação. Ajuda a facilitar o rápido diagnóstico e tratamento dos casos dos pacientes, tornando a saúde um novo mundo.
• Energia e Serviços Públicos: No setor de energia, a HPC é utilizada na exploração, otimização de sistemas de energia renovável e também na gestão da rede. A alta tecnologia ajuda a otimizar os processos e reduzir o impacto negativo no meio ambiente.
• Jogos: HPC é aplicado em jogos para criar uma imagem de alta qualidade, modelar e construir diversas situações e melhorar a experiência do consumidor. A visualização em tempo real e os jogos multijogador envolvem uma base sólida de HPC.
• Fabricação: HPC é crucial para projeto, análise e otimização de produtos em vários setores, incluindoautomotivoe aeroespacial. Ele encurta os ciclos de desenvolvimento ao permitir testes e simulações virtuais.

DINÂMICA DE MERCADO

A dinâmica do mercado inclui fatores impulsionadores e restritivos, oportunidades e desafios que determinam as condições do mercado:

Fatores determinantes

Aumento da geração de dados em todos os setores

A geração contínua de enormes volumes de dados em setores como saúde, finanças e IoT está forçando a necessidade de sistemas HPC. Implementados nas organizações atuais, estes sistemas permitem o tratamento rápido e eficaz de dados grandes e elaborados, melhorando assim a tomada de decisões e a inovação. Esta tendência é particularmente importante para organizações que necessitam de informações atualizadas e ocasionadas por previsões.

• De acordo com os Institutos Nacionais de Saúde dos EUA (NIH), os projetos de pesquisa biomédica que utilizam clusters de HPC processaram mais de 2,5 milhões de conjuntos de dados de genoma em 2022, em comparação com 1,1 milhão de conjuntos de dados em 2019, mostrando a demanda acelerada das ciências biológicas.

• Conforme relatado pela Administração Nacional Oceânica e Atmosférica dos EUA (NOAA), os modelos de previsão do tempo em tempo real exigem velocidades de computação acima de 12 petaflops, levando a atualizações regulares dos sistemas de simulação atmosférica nas agências federais.

Avanços em tecnologias de IA e aprendizado de máquina

A IA e o aprendizado de máquina como subsistemas de sistemas HPC fornecem poder computacional adicional para atividades como simulação e desenvolvimento de modelos. Eles ajudam a processar dados com mais rapidez, auxiliando as indústrias em pesquisa, automação e fornecendo aos clientes abordagens individuais. Descobriu-se que a IA e a HPC são complementares no seu desenvolvimento em diversas aplicações.

Fator de restrição

Altos custos de implementação dificultam o crescimento do mercado, especialmente em regiões emergentes

O elevado custo inicial para a implementação de sistemas de participação de mercado de computação de alto desempenho prejudicou principalmente o crescimento do mercado emergente. Requer um enorme investimento de capital para configurar hardware avançado, como GPUs, supercomputadores e componentes de rede de alta velocidade. Além disso, esses sistemas apresentam custos operacionais elevados devido ao consumo de energia e ao pessoal treinado. Esses impedimentos financeiros dissuadem as pequenas e médias empresas de adotarem soluções de HPC. Este alto custo afeta negativamente o crescimento global do mercado, especialmente em regiões e indústrias sensíveis aos custos.

• De acordo com a Agência Internacional de Energia (AIE), os data centers — incluindo instalações de HPC — consumiram coletivamente mais de 460 terawatts-hora (TWh) de eletricidade em 2022, o equivalente a quase 2% do uso global de energia, levantando preocupações de sustentabilidade.

• De acordo com o Bureau of Labor Statistics (BLS), os EUA enfrentam uma escassez estimada de 67.000 engenheiros qualificados de hardware e sistemas de computador anualmente, limitando severamente a implantação de HPC e a escalabilidade de manutenção.

O crescimento do mercado de HPC é impulsionado por avanços em saúde e genômica

Oportunidade

O mercado de computação de alto desempenho (HPC) apresenta uma infinidade de oportunidades de crescimento, especialmente com saúde e ciências biológicas. Empreendimento de HPC visto recentemente na pesquisa genômica, descoberta de medicamentos e medicina personalizada. Tais aplicações requerem alta capacidade de computação em termos de análise de grandes conjuntos de dados de aplicativos hospedados, executando simulações e integrações complexas. Mais do que todos os benefícios trazidos pela integração de IA e aprendizado de máquina na área da saúde, que melhora o diagnóstico e o planejamento do tratamento, iniciará a defesa da HPC. Os investimentos contínuos nas ciências da vida e no setor da saúde em I&D incentivam agora os governos a expandir-se para promover a medicina de precisão, aproveitando esses benefícios. Isto permitirá que a HPC se torne a tecnologia revolucionária na área médica.

• De acordo com a Open Science Initiative da NASA, mais de 50 mil milhões de pontos de dados de telemetria espacial são gerados anualmente, criando uma forte procura por pipelines de HPC baseados na nuvem dedicados à análise astrofísica.

• Conforme declarado pela Associação de Pesquisa Automotiva da Índia (ARAI), as simulações de veículos autônomos exigem velocidades de processamento de 30 trilhões de operações por segundo (30 TFLOPs), impulsionando a integração do HPC em testes e modelagem virtual de colisões.

Problemas de alto consumo de energia e sustentabilidade podem restringir o crescimento do mercado de HPC

Desafio

Um dos problemas mais conhecidos que atualmente preocupam o mercado de Computação de Alto Desempenho (HPC) é o alto consumo de energia pelos sistemas HPC. Esses sistemas precisam de muita energia para operar e manter seus sistemas de resfriamento funcionais em instalações de data centers de grande escala. Isto aumenta dramaticamente os custos operacionais associados, além de constituir um problema ambiental. À medida que a HPC continua a crescer, também aumenta a pegada de carbono associada à sua utilização – um problema que só irá piorar à medida que a sustentabilidade se tornar uma questão cada vez mais intensa a nível global. O outro problema é que o crescimento da infra-estrutura de HPC para satisfazer a procura computacional cada vez maior agrava as necessidades energéticas. Esta situação justifica avanços em hardware com eficiência energética, integração de energia renovável e soluções de software otimizadas. Na ausência destes, os problemas energéticos podem restringir o mercado.

• De acordo com o Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST), 92% dos centros de supercomputação dos EUA relataram vulnerabilidades de segurança cibernética em componentes de software de terceiros, tornando a infraestrutura de HPC um alvo principal para ameaças cibernéticas em nível estadual.

• De acordo com a Parceria Global de Estatísticas sobre Resíduos Eletrônicos, mais de 57 milhões de toneladas métricas de lixo eletrônico foram geradas globalmente em 2021, e servidores de alta densidade de clusters de HPC contribuem significativamente para esse problema de descarte.

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INSIGHTS REGIONAIS DO MERCADO DE COMPUTAÇÃO DE ALTO DESEMPENHO

• América do Norte 

O Mercado de Computação de Alto Desempenho é governado pela América do Norte com avanços infraestruturais, gastos em pesquisa e desenvolvimento e forte ecossistema tecnológico. O mercado de computação de alto desempenho dos Estados Unidos da região é liderado devido a fatores como financiamento governamental, avanço em IA e forte adoção da nuvem. Os esquemas dos EUA em pesquisa científica e saúde são amplamente utilizados no mercado, embora o Canadá e o México também façam pequenas contribuições para os principais contribuintes do mercado. Isto tornou a América do Norte uma região líder mundial nos novos avanços de HPC.

• Europa

O crescimento do mercado de computação de alto desempenho liga diretamente a Europa a investimentos maciços em pesquisa científica, aplicações industriais e iniciativas em energia sustentável. Em termos de adoção de HPC, os três principais países da região são a Alemanha, o Reino Unido e a França, concentrando esses esforços na modelização climática, no design automóvel, bem como na inovação farmacêutica. Os programas de financiamento da União Europeia, como a Empresa Comum EuroHPC, fazem parte da estratégia para desenvolver infraestruturas de classe mundial para instalações de HPC e inovar. Isto reforça a ênfase da Europa nos temas das tecnologias verdes que ajudam a orientar a formação de sistemas HPC energeticamente eficientes. A colaboração academia-indústria-governo está a fortalecer a posição da região neste mercado em crescimento. Juntamente com tudo isto, a Europa torna-se um dos quatro mais determinantes fabricantes globais de vantagens de HPC.

• Ásia

A Ásia é responsável por uma participação crescente no mercado de HPC, adaptando rapidamente a tecnologia e investindo quantias crescentes em IA, IoT e análise de big data. Embora a China, o Japão e a Índia liderem a tendência de adoção da HPC, outras aplicações, como as da indústria, da saúde e da educação, estão atualmente a ser maximizadas com esta tecnologia. As iniciativas governamentais e o financiamento de I&D, especialmente na China, são os motores deste crescimento do mercado regional. Os computadores e infraestruturas nacionais de alto desempenho para HPC ilustram a inovação que a Ásia aplicou. Tudo isto caracteriza assim a Ásia como um player global emergente no mercado de HPC.

PRINCIPAIS ATORES DA INDÚSTRIA

Os principais players impulsionam o crescimento do mercado por meio de inovação, parcerias e adoção da nuvem

Grandes players do setor, como IBM, Dell Technologies, HPE e Nvidia, instituíram uma mudança significativa no cenário do mercado de computação de alto desempenho (HPC) por meio de inovação e parcerias estratégicas. Estas empresas estão a melhorar o poder computacional através de especificações de hardware ou através de supercomputadores e GPUs, auxiliadas pela integração de IA e aprendizagem automática. Eles também promovem a adoção de soluções baseadas em nuvem para HPC porque são mais escalonáveis ​​e econômicas. As iniciativas de P&D também enfatizam as parcerias com os setores acadêmico e industrial no desenvolvimento e evolução do mercado de HPC rumo ao cenário mundial.

• Dell: de acordo com a classificação Top500.org, os sistemas Dell representaram 153 dos 500 supercomputadores mais rápidos em 2023, representando mais de 30% da presença de mercado na infraestrutura global de HPC.

• Lenovo: Conforme relatado pela Academia Chinesa de Tecnologia de Informação e Comunicação (CAICT), a Lenovo implantou mais de 20 instalações de HPC com refrigeração líquida na Ásia-Pacífico em 2021, reduzindo o consumo de energia do servidor em até 40% por rack.

Lista das principais empresas de computação de alto desempenho

• Lenovo
• IBM
• Dawn
• Inspur
• Microsoft

DESENVOLVIMENTO DA INDÚSTRIA CHAVE

Supercomputador DGX GH200 da Nvidia impulsiona crescimento do mercado HPC com IA

Setembro de 2024:A Nvidia revelou o DGX GH200, um supercomputador voltado para IA e HPC nunca antes visto. Espera-se que esta plataforma atenda à crescente necessidade de recursos computacionais necessários para treinar modelos de aprendizagem profunda, processamento de big data e outras necessidades de simulação. O DGX GH200 vem com as mais recentes GPUs da Nvidia e foi projetado e incorporado com funcionalidade de IA para oferecer desempenho mais rápido e aprimorado para setores como saúde, automotivo e financeiro, o que impulsionou ainda mais o mercado de HPC.

COBERTURA DO RELATÓRIO    

O estudo abrange uma análise SWOT abrangente e fornece insights sobre desenvolvimentos futuros no mercado. Examina diversos fatores que contribuem para o crescimento do mercado, explorando uma ampla gama de categorias de mercado e potenciais aplicações que podem impactar sua trajetória nos próximos anos. A análise leva em conta tanto as tendências atuais como os pontos de viragem históricos, proporcionando uma compreensão holística dos componentes do mercado e identificando áreas potenciais de crescimento.

Este relatório de pesquisa examina a segmentação do mercado utilizando métodos quantitativos e qualitativos para fornecer uma análise minuciosa que também avalia a influência das perspectivas estratégicas e financeiras no mercado. Além disso, as avaliações regionais do relatório consideram as forças dominantes da oferta e da procura que impactam o crescimento do mercado. O cenário competitivo é detalhado meticulosamente, incluindo participações de concorrentes significativos no mercado. O relatório incorpora técnicas de pesquisa não convencionais, metodologias e estratégias-chave adaptadas ao período de tempo previsto. No geral, oferece insights valiosos e abrangentes sobre a dinâmica do mercado de forma profissional e compreensível.