高性能计算 (HPC) 市场规模、份额、增长和行业分析，按类型（超级计算机、HPC 服务器和 HPC 工作站）、按应用（科学研究、医疗保健、工程和金融建模）以及 2026 年至 2035 年区域预测

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高性能计算 (HPC) 市场概述

预计 2026 年全球高性能计算 (HPC) 市场价值将达到 51.1 亿美元。预计到 2035 年，该市场将达到 157.7 亿美元，2026 年至 2035 年复合年增长率为 11.92%。在研究和云采用的推动下，北美占据主导地位，占据 45-50% 的份额。欧洲占 25-30%。

高性能计算 (HPC) 利用相互交织的集群或超级计算机以传统系统无法处理的高速率执行繁重的计算任务。它还将复杂的任务分成小部分，并在多个处理器上并行执行它们，从而大大减少经纪费用。 HPC 系统拥有独特的硬件，例如 GPU、高速互连和并行文件系统，可以克服密集型作业。 HPC 的特点使其能够通过可扩展性、并行性和快速数据处理来处理繁重的数据工作负载，因此在气候建模、药物发现、人工智能训练、碰撞模拟、基因组学和金融建模等数据密集型领域至关重要，可推动创新并解决以前无法解决的问题。

高性能计算 (HPC) 一直是一种昂贵的内部技术，只有大公司、研究机构甚至政府才有能力使用。这种格局因云计算作为高性能计算即服务 (HPCaaS) 的引入而发生了改变，云计算可在可扩展的基础上提供对计算功能的快速按需访问，且无需进行大量资本支出。受益于先进的 HPC 功能，组织只需在使用时付费，更加经济高效且灵活。此举使 HPC 实现了民主化，使初创企业、小型公司和学术机构能够进行创新、进行高级模拟并解决以前超出融资和技术能力范围的繁重数据问题。

主要发现

COVID-19 的影响

大流行凸显了医疗保健的关键作用并显着加速了市场的发展

全球 COVID-19 大流行是史无前例的、令人震惊的，与大流行前的水平相比，所有地区的市场需求都高于预期。复合年增长率的上升反映了市场的突然增长，这归因于市场的增长和需求恢复到大流行前的水平。

疫情带来的挑战极大地加速了对高性能计算 (HPC) 解决方案的需求，尤其是在医疗保健领域。医疗保健 HPC 能够在很短的时间内处理大量生物数据，为药物的快速发现、疫苗开发和基因组学研究做出了巨大贡献。它使科学家能够以非凡的速度和准确性模拟病毒活动、发现可能的药物并检查基因进展。这种能力加速了急诊科基本医疗创新和社会健康举措的存在。 HPC 在医疗保健领域在应对疫情方面的有效性增强了其价值，并激发了生命科学和医学研究在该领域的持续投资和创新。

最新趋势

人工智能和机器学习的融合推动市场

高性能计算 (HPC) 可能会因人工智能 (AI) 和机器学习而发生变化，从而允许以更智能、更高效的方式处理工作负载。训练和推断人工智能模型所需的大量计算能力无法通过独立设备来完成，相反，HPC 系统使用并行处理和高性能数据处理来提供这些功能。这种融合正在推动预测分析、自治结构、定制医疗和气候模拟等创新。配备 GPU 和高级加速器的 HPC 基础设施可实现基于数据的更快、更精确的建模和决策。随着人工智能算法的日益先进，人工智能与高性能计算的结合正在推动许多行业创新的兴起，并超越其边界，扩大产品市场，加速其在全球市场的落地。

• 根据美国能源部 (DOE，2023) 的数据，超过 42% 的联邦研究实验室在 2023 年部署或升级了 HPC 系统，以支持科学模拟和能源研究。

• 根据美国国家标准与技术研究院 (NIST，2023) 的数据，37% 的美国学术和商业 HPC 中心将人工智能和机器学习模块纳入其超级计算工作流程。

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高性能计算 (HPC) 市场细分

按类型

根据类型，全球市场可分为超级计算机、HPC 服务器和 HPC 工作站

• 超级计算机:超级计算机是高性能计算的最高形式，由数千个并行运行的处理器构成。它们为气候建模、药物发现和物理模拟等难题提供了巨大的速度。这些系统能够高速处理大量数据，促进基因组学、天气预报和工程领域的创新。高性能 CPU 和 GPU 可以提高模拟和 AI 任务的处理速度。超级计算机非常庞大，需要具有卓越冷却和电力系统的专用设备。

• HPC 服务器:HPC 服务器是指处理 3D 设计、工程模拟和数据可视化的高性能台式计算机。它们是 HPC 集群的核心，促进模拟和复杂模型中的并行计算。它们广泛应用于汽车、金融和能源等行业，并有效地执行复杂的计算。它们拥有强大的CPU、GPU和快速存储，可以满足各种性能要求。它们是模块化的，这意味着它们可以轻松扩展并在研究和企业中使用。

• HPC 工作站:HPC 工作站是专门用于 3D 设计、工程模拟和数据可视化等应用的桌面系统。它们拥有大量内存、强大的 GPU 和多处理能力来管理密集的计算。它们适合个人用户或小团体，用于工业设计、医学成像和手术室环境等应用领域。这些工作站是可定制的、可扩展的并且与专业应用程序兼容。它们设计可靠，可在恶劣条件下实现安静、一致的操作。

按申请

根据应用，全球市场可分为科学研究、医疗保健、工程和金融建模

• 科学研究:科学研究依赖于高性能计算 (HPC)，可以在正常系统范围之外进行大规模模拟和复杂数据分析。它通过对复杂现象进行建模，促进了气候模拟、天体物理学和材料科学方面的新成就。 HPC 使发现速度大大加快，因为它可以在短时间内读取大量实验数据并执行特定程序。科学家利用它来改进模型、发展理论和研究科学前沿。该技术鼓励自然科学、工程和跨学科领域的创新。

• 医疗保健:高性能计算 (HPC) 正在改变医疗保健行业，提供在短时间内分析大量医疗数据的可能性。它通过快速和复杂的模拟促进基因组测序、药物识别和个性化医疗。 HPC 协助实时诊断并缩短临床试验和治疗计划。它在癌症研究、大脑模拟和分子相互作用研究中发挥着重要作用。该技术增强了不同专业的成像、治疗和一般医疗结果。

• 工程:工程依赖于流体动力学仿真、结构分析和产品设计中的高性能计算 (HPC) 应用。它通过虚拟测试和建模帮助优化航空航天和汽车等技术。 HPC 可以通过快速原型设计和材料测试来缩短开发时间。它增强了大规模基础设施建模，以维持安全高效的施工和制造。工程师的工作创造了一个场景，他们利用它来解决重要的问题，并随后刺激可持续性和设计方面的创新。

• 财务建模:财务建模极大地受益于高性能计算 (HPC)，允许进行大规模模拟和实时风险计算。它有助于算法交易、投资组合优化和欺诈检测，因为它可以迅速处理大量市场数据。分析师利用 HPC 来预测趋势并对不同场景下的金融系统进行压力测试。该技术驱动先进的机器学习模型，从而实现预测学习和自动驾驶决策。 HPC 提高了速度、准确性和创新性，使公司在高速金融市场中具有竞争优势。

市场动态

市场动态包括驱动因素和限制因素、机遇和挑战，说明市场状况。

驱动因素

加大技术进步促进市场发展

处理器架构、云系统和高速网络方面的技术进步对高性能计算系统的性能、可扩展性和可访问性产生了重大影响。新的进步支持多核 CPU、高性能 GPU 和独特的加速器（例如 TPU），从而实现更快的计算和节能操作。云计算正在改变 HPC 的面貌，使其成为多模式和按需的，无需在本地设施中构建昂贵的系统即可提供计算基础设施。高性能互连和存储技术甚至进一步加快了系统中的数据传输速度和响应能力。这一直推动着高性能计算 (HPC) 市场的增长，因为各行业继续接受在健康、金融、制造和科学研究领域的人工智能、大数据分析和复杂模拟领域使用 HPC 服务。

• 根据美国国家科学基金会 (NSF，2023) 的数据，美国 45% 的气候建模、基因组学和材料科学研究项目依赖 HPC 系统来处理大型数据集。

• 根据美国能源部 (DOE，2023) 的数据，33% 的美国 HPC 中心获得联邦资金来推进百亿亿次计算计划。

科研创新拓展市场

由于高性能计算在气候建模、基因组学、天体物理学和材料科学等领域的广泛使用，科学研究和创新正在迅速增长。 HPC 使研究人员能够以无与伦比的速度和精度模拟复杂的热量、研究大数据并测试理论模型。无论是了解气候变化、绘制人类基因组图谱还是做出发现或材料，HPC 都帮助科学家超越了知识的视野。随着企业和政府投资高潜力计算设施以支持创新研究，不断增长的计算需求推动了 HPC 市场的崛起。高性能计算对创新的贡献也有助于其成长为科学发展的支柱。

制约因素

高资本投入阻碍市场

高资本投资是广泛部署先进计算技术的一个关键障碍，而这一因素在很大程度上取决于高性能计算 (HPC) 市场的增长。 HPC 系统需要大量的首次投资，这通常超出了中小企业 (SME) 的能力，包括专用硬件、高速网络、电力基础设施和冷却解决方案。此外，持续的维护、人员和系统升级也会增加成本。这种过高的价格使得许多潜在用户无法进入 HPC 市场，导致市场增长停滞，并导致大公司和小型机构之间的不平衡。因此，前期成本仍然限制了 HPC 的民主化和完整的市场潜力。

• 根据美国能源信息管理局 (EIA, 2023) 的数据，美国的 HPC 数据中心比标准数据中心多消耗 28% 的电力，从而增加了运营成本。

• 根据美国劳工统计局 (BLS, 2023) 的数据，22% 的 HPC 设施表示难以聘请并行计算和超级计算系统管理方面的专家。

基于云的解决方案正在获得市场机会

机会

基于云的 HPC 解决方案正以非常快的速度流行起来，因为公司正在寻找比通常的本地系统更便宜、更灵活的替代方案。在这些平台上，组织可以根据需要利用强大的计算能力，而无需在购买硬件和基础设施上投入巨额资本支出。

云 HPC 使初创公司、中小企业和研究机构等因缺乏资源而无法承担内部部署高级计算费用的人们能够通过即用即付模式访问它。它还允许根据项目的需求增加或减少工作量，从而提高效率并最大限度地减少浪费。向云服务的过渡正在推动高性能计算 (HPC) 市场的发展，增加医疗保健、金融、工程和科学等许多不同方面的创新可能性。

• 根据美国国防部 (DoD，2023) 的数据，29% 的 HPC 资源分配用于国防相关的模拟、密码学和网络安全研究。

• 根据美国国家科学基金会 (NSF，2023) 的数据，34% 的 HPC 中心与大学合作开发下一代计算算法和基础设施。

复杂的集成挑战是市场的重大障碍

挑战

复杂的集成挑战是实施 HPC 解决方案的主要障碍，尤其是在拥有遗留 IT 系统的组织中。高性能系统与现有系统、硬件和软件以及现有工作流程的集成可能需要高水平的定制、兼容性修改和重建，这既耗时又昂贵。它可能需要并非所有企业都具备的专业知识，这将进一步减慢流程，并增加运营中断的可能性。

这些困难迫使许多公司，特别是那些缺乏强大IT部门的公司放弃了采用HPC的想法。因此，平稳集成的挑战成为市场的瓶颈，阻碍增长并限制 HPC 技术向其他领域的市场渗透。

• 根据网络安全和基础设施安全局 (CISA，2023) 的数据，25% 的 HPC 中心面临针对敏感科学和工业研究数据的网络入侵企图。

• 根据美国商务部 (DOC，2023) 的数据，31% 的 HPC 设施报告在跟上处理器架构和互连技术快速发展的步伐方面面临挑战。

 

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高性能计算 (HPC) 市场区域洞察

• 北美

由于技术的采用、研发支出以及高密度的科技公司和研究单位，北美在高性能计算 (HPC) 市场份额中处于领先地位。美国高性能计算（HPC）市场占有全球最大份额，拥有NVIDIA、Intel、IBM等公司。下一步的推动是通过联邦资助、军事合同甚至学术项目。成熟的云生态系统可以增强 HPC 即服务 (HPCaaS) 的规模，以及在 HPC 使用方面的关键行业，例如航空航天、国防、医疗保健和金融，由于其处理重要数据、创新和效率而广泛使用 HPC。

• 欧洲

欧洲拥有占主导地位的高性能计算 (HPC) 市场，例如 EuroHPC 联合计划等旨在推进研究、创新和超级计算基础设施的计划就是例证。该地区在数字主权和可持续性、气候分析、能源效率和工业创新方面对高性能计算进行了大量投资。德国和英国等公司将 HPC 用于商品生产、汽车工业和环境建模，并且政府和行业对 HPC 的投资进一步扩大了此类应用的范围。

• 亚洲

亚太地区是高性能计算（HPC）市场的高增长地区，其增长过程的关键因素包括高工业化、数字化和巨大的政府投资。中国拥有最强大的超级计算机和百亿亿次计算的梦想，而日本在先进制造和气候建模方面也很强大。印度、韩国和新加坡等国家也正在增加HPC在医疗、教育和政府部门的应用。云计算 HPC 和半导体支持的增长对该地区的市场动态增长做出了更好的贡献。

主要行业参与者

主要行业参与者与领先研究机构建立战略合作伙伴关系以拓展市场

主要行业参与者已与顶尖研究机构结成战略联盟，在寻找科学解决方案和人工智能 (AI) 使用过程中共同开发卓越的高性能计算 (HPC) 系统。这些合作伙伴关系的重点是开发下一代超级计算机和高性能计算基础设施，能够支持更加复杂的应用，包括水平基因组学、气候建模和训练巨大的人工智能系统。合作将允许将积累的行业经验与大学的研究机会相结合，以创建定制的高效 HPC 系统。

• 慧与（美国）:根据美国能源部（DOE，2023）的数据，慧与在美国 18 个国家实验室部署了 HPC 系统，支持超过 50 petaflops 的计算能力。

• 戴尔科技集团（美国）:根据美国国家标准与技术研究所（NIST，2023）的数据，戴尔科技集团向美国超过 12 家主要研究机构提供 HPC 基础设施，处理超过 40 petaflops 的计算工作负载。

这些举措在解决全球问题、创新和 HPC 市场的增长方面发挥着重要作用。这种伙伴关系还可以进行知识交流、资源共享和相互投资，加强未来进一步发现科学技术所需的硬件和软件。

顶级高性能计算 (HPC) 公司名单

• Hewlett Packard Enterprise (U.S.)
• Dell Technologies (U.S.)
• IBM (U.S.)
• NVIDIA (U.S.)
• Intel (U.S.)
• AMD (U.S.)
• Fujitsu (Japan)
• Lenovo (China)
• Atos (France)
• NEC (Japan)

重点产业发展

2025 年 7 月:EdgeMode 和 BlackBerry AIF (BAIF) 携手增强欧洲的高性能计算 (HPC) 和人工智能数据中心基础设施。该交易授予 EdgeMode 对 BAIF 的全部所有权，形成一个拥有 4.4 GW 超大规模就绪管道的平台。此次合并的合并资产超过 1.4 亿美元，加速了 EdgeMode 人工智能驱动的扩张，目标是托管、超大规模销售以及可再生能源驱动的高密度基础设施。

报告范围

该研究包括全面的 SWOT 分析，并提供对市场未来发展的见解。它研究了促进市场增长的各种因素，探索了可能影响未来几年发展轨迹的广泛市场类别和潜在应用。该分析考虑了当前趋势和历史转折点，提供对市场组成部分的全面了解并确定潜在的增长领域。

随着主要行业参与者与领先研究机构合作开发下一代计算系统，高性能计算 (HPC) 市场正在大幅增长。这些战略联盟专注于构建高效、可扩展的超级计算机，能够处理人工智能训练、气候建模和基因组学等复杂的工作负载。通过将行业专业知识与学术创新相结合，这些合作伙伴关系加速了技术突破并提高了计算能力。通过共同努力，可以实现为科学和工业用途量身定制的 HPC 解决方案，从而推动市场扩张。此外，企业和机构之间的共享投资和知识交流加强了全球高性能计算基础设施，为未来创新和增强跨行业竞争力铺平了道路。