Rapport sur le marché de l’informatique haute performance exascale 2025 : Révéler les moteurs de croissance, les innovations technologiques et les prévisions mondiales. Explorez les tendances clés, la dynamique concurrentielle et les opportunités stratégiques façonnant la prochaine ère de l’HPC.

• Résumé exécutif & Aperçu du marché
• Tendances technologiques clés dans l’HPC exascale (2025–2030)
• Paysage concurrentiel et acteurs majeurs
• Prévisions de croissance du marché et projections de revenus (2025–2030)
• Analyse régionale : Amérique du Nord, Europe, Asie-Pacifique et reste du monde
• Perspectives futures : Applications émergentes et points chauds d’investissement
• Défis, risques et opportunités stratégiques
• Sources & Références

Résumé exécutif & Aperçu du marché

L’informatique haute performance exascale (HPC) fait référence à des systèmes informatiques capables d’effectuer au moins un exaflop, soit un milliard de milliards (10¹⁸) de calculs par seconde. Ce saut dans la puissance de calcul marque une étape transformative pour la recherche scientifique, l’intelligence artificielle, la modélisation climatique et l’ingénierie avancée. En 2025, le marché mondial de l’HPC exascale connaît une croissance rapide, alimentée par une demande croissante d’applications intensives en données et le besoin d’analytique en temps réel dans des secteurs tels que la santé, l’énergie et la défense.

Le déploiement de systèmes exascale redéfinit le paysage concurrentiel du supercalcul. Les États-Unis, la Chine, le Japon et l’Union européenne mènent la course, avec des investissements significatifs dans des initiatives nationales exascale. En 2023, les États-Unis ont lancé son premier système exascale, Frontier, au Oak Ridge National Laboratory, atteignant plus de 1,1 exaflops. La Chine et l’UE devraient opérationnaliser leurs propres systèmes exascale d’ici 2025, intensifiant la concurrence et la collaboration mondiales dans la recherche HPC et le développement d’infrastructures.

Selon Gartner, le marché mondial de l’HPC devrait atteindre 55 milliards de dollars d’ici 2025, les systèmes exascale représentant une part croissante de cette valeur. Le marché se caractérise par des investissements robustes de la part des secteurs public et privé, avec des géants de la technologie tels qu’Intel, AMD, NVIDIA et Hewlett Packard Enterprise jouant des rôles pivots dans l’innovation matérielle et logicielle.

• Les moteurs clés incluent la prolifération des charges de travail d’IA et d’apprentissage machine, le besoin de simulation avancée dans la recherche scientifique et la complexité croissante de l’analyse des big data.
• Des défis persistent en matière d’efficacité énergétique, de fiabilité des systèmes et d’évolutivité des logiciels, ce qui incite à des recherches et développements continus sur de nouvelles architectures et solutions de refroidissement.
• Le financement gouvernemental et les collaborations internationales accélèrent le rythme de l’adoption exascale, avec des initiatives stratégiques telles que le projet d’informatique exascale des États-Unis et l’EuroHPC Joint Undertaking de l’UE.

En résumé, 2025 marque une année clé pour l’HPC exascale, la technologie étant sur le point de débloquer des capacités sans précédent dans divers secteurs et domaines de recherche, tout en présentant de nouveaux défis et opportunités pour les acteurs du marché.

Tendances technologiques clés dans l’HPC exascale (2025–2030)

L’informatique haute performance exascale (HPC) est sur le point de transformer la découverte scientifique, l’ingénierie et l’intelligence artificielle en fournissant des systèmes capables d’au moins un exaflop (10¹⁸ opérations à virgule flottante par seconde). Alors que les premiers systèmes exascale entreront en service en 2025, plusieurs tendances technologiques clés façonnent le paysage pour le reste de la décennie.

• Architectures hétérogènes : L’intégration des CPU, des GPU et des accélérateurs spécialisés devient standard dans les systèmes exascale. Cette approche hétérogène permet d’optimiser les performances pour des charges de travail diverses, allant des simulations traditionnelles à l’IA et à l’analyse de données. Par exemple, le supercalculateur Frontier au Oak Ridge National Laboratory tire parti des processeurs et des GPU AMD, établissant un précédent pour les futurs déploiements exascale.
• Efficacité énergétique et refroidissement : La consommation d’énergie est une contrainte critique au niveau exascale. Les innovations en matière de refroidissement liquide, de gestion avancée de l’énergie et de conception de puces écoénergétiques sont essentielles. Selon TOP500, les supercalculateurs les plus efficaces sur le plan énergétique atteignent désormais plus de 60 gigaflops par watt, une tendance qui devrait s’accélérer à mesure que la durabilité devient une priorité.
• Interconnexions avancées : Des interconnexions à large bande passante et à faible latence telles que le NVLink de NVIDIA, l’Infinity Fabric d’AMD, et des solutions personnalisées d’Intel sont cruciales pour mettre à l’échelle la performance à travers des millions de cœurs. L’adoption d’interconnexions optiques et de photoniques sur silicium devrait encore réduire les goulets d’étranglement dans le mouvement des données.
• Intégration de l’IA : Les systèmes exascale sont de plus en plus optimisés pour les charges de travail d’IA, avec un matériel dédié à l’apprentissage machine et à l’apprentissage profond. Cette convergence entraîne le développement de nouveaux cadres logiciels et d’efforts de co-conception, comme le souligne NERSC.
• Logiciels et modèles de programmation : La complexité du matériel exascale nécessite de nouveaux paradigmes de programmation et des outils logiciels. Des initiatives open-source et des collaborations industrielles, telles que le projet d’informatique exascale, développent des bibliothèques évolutives, des outils d’analyse des performances et des modèles de programmation portables pour maximiser l’utilisation des systèmes.

Ces tendances définissent collectivement la trajectoire de l’HPC exascale à partir de 2025, permettant des avancées dans la modélisation climatique, la génomique, la science des matériaux et au-delà.

Paysage concurrentiel et acteurs majeurs

Le paysage concurrentiel du marché de l’informatique haute performance exascale (HPC) en 2025 est caractérisé par une rivalité intense parmi un groupe sélectionné de leaders technologiques mondiaux, chacun cherchant à livrer les systèmes exascale les plus avancés, écoénergétiques et évolutifs. Le marché est principalement alimenté par des initiatives soutenues par le gouvernement, les demandes de recherche scientifique et le besoin croissant d’applications intensives en données dans l’intelligence artificielle, la modélisation climatique et les sciences de la vie.

Les acteurs clés dominant le secteur HPC exascale incluent Intel Corporation, Advanced Micro Devices (AMD), NVIDIA Corporation, IBM Corporation, et Hewlett Packard Enterprise (HPE). Ces entreprises sont à l’avant-garde de l’innovation en matière de processeurs, d’accélérateurs et d’architectures système, collaborant souvent avec des laboratoires nationaux et des centres de supercalcul.

• Intel Corporation et HPE ont uni leurs forces pour livrer le système exascale « Aurora » au Argonne National Laboratory, s’appuyant sur les CPU Xeon d’Intel et les GPU Ponte Vecchio. Cette collaboration souligne l’engagement d’Intel vers l’informatique hétérogène et les interconnexions avancées.
• AMD a consolidé sa position grâce au supercalculateur « Frontier » au Oak Ridge National Laboratory, qui, à partir de 2025, demeure l’un des systèmes exascale les plus rapides au monde. Les CPU EPYC et les GPU Instinct d’AMD sont au cœur de cet exploit, mettant en lumière le savoir-faire de l’entreprise en matière d’architectures à nombre de cœurs élevé et écoénergétiques.
• NVIDIA continue d’étendre son influence grâce à son Superchip Grace Hopper et à ses technologies avancées de GPU, alimentant plusieurs systèmes de classe exascale et conduisant des charges de travail centrées sur l’IA tant dans des contextes de recherche qu’en entreprise.
• IBM maintient une forte présence grâce à ses processeurs Power et à l’écosystème OpenPOWER, collaborant souvent avec des institutions de recherche pour des déploiements exascale personnalisés.

La dynamique concurrentielle est également façonnée par des acteurs internationaux tels que Fujitsu (notamment avec le système Fugaku au Japon) et Sugon et Lenovo en Chine, qui avancent rapidement en matière de capacités exascales indigènes. Les alliances stratégiques, le financement gouvernemental et le développement de technologies propriétaires sont des différenciateurs clés sur ce marché. Selon TOP500, le nombre de systèmes exascale devrait augmenter, intensifiant la concurrence et accélérant l’innovation dans le secteur.

Prévisions de croissance du marché et projections de revenus (2025–2030)

Le marché de l’informatique haute performance exascale (HPC) est sur le point d’expansion significative en 2025, alimenté par une demande croissante pour des capacités de calcul avancées à travers la recherche scientifique, l’intelligence artificielle (IA) et les applications industrielles. Selon les projections de Gartner, les dépenses mondiales en technologies de l’information devraient augmenter, avec une allocation notable vers l’infrastructure HPC alors que les organisations cherchent à tirer parti des systèmes exascale pour des simulations complexes et des charges de travail intensives en données.

Les recherches de marché de MarketsandMarkets estiment que le marché mondial de l’HPC atteindra environ 56 milliards de dollars d’ici 2025, les systèmes exascale représentant un segment en forte croissance. La transition vers l’informatique exascale—définie comme des systèmes capables d’au moins un exaflop, ou un milliard de milliards de calculs par seconde—devrait s’accélérer, alimentée par des investissements gouvernementaux et des partenariats public-privé. Par exemple, les initiatives exascales du Département de l’Énergie des États-Unis et des programmes similaires en Europe et en Asie devraient catalyser la croissance du marché et favoriser l’innovation dans les écosystèmes matériels et logiciels.

• Projections de revenus : Les analystes de l’industrie prévoient que les revenus de l’HPC exascale représenteront une part substantielle du marché global de l’HPC d’ici 2025, les revenus annuels des systèmes exascale et des services associés devant dépasser 5 milliards de dollars au niveau mondial. Cette croissance est soutenue par une adoption croissante dans des secteurs tels que la modélisation climatique, la génomique et le développement de véhicules autonomes.
• Moteurs de croissance : Les facteurs clés propulsant l’expansion du marché incluent la prolifération des charges de travail d’IA et d’apprentissage machine, le besoin d’analytique en temps réel et la complexité croissante de la recherche scientifique. L’intégration des systèmes exascale avec des solutions HPC basées sur le cloud devrait également élargir l’accès au marché et générer de nouvelles sources de revenus.
• Perspectives régionales : L’Amérique du Nord devrait maintenir son leadership dans le déploiement de l’HPC exascale, suivie par l’Europe et l’Asie-Pacifique, où des investissements significatifs sont réalisés dans des initiatives nationales de supercalcul (TOP500).

En résumé, 2025 marque une année charnière pour l’HPC exascale, avec une croissance réjouissante des revenus et une expansion du marché attendue alors que les organisations du monde entier exploitent le potentiel transformateur de l’informatique exascale pour relever des défis computationnels de plus en plus complexes.

Analyse régionale : Amérique du Nord, Europe, Asie-Pacifique et reste du monde

Le marché mondial de l’informatique haute performance exascale (HPC) connaît une forte différenciation régionale, soutenue par des investissements gouvernementaux, une demande industrielle et une infrastructure technologique. En 2025, l’Amérique du Nord, l’Europe, l’Asie-Pacifique et le reste du monde (RoW) présentent chacune des dynamiques uniques façonnant l’adoption et l’expansion des systèmes HPC exascale.

• Amérique du Nord : Les États-Unis restent le leader mondial de l’HPC exascale, propulsés par un financement fédéral substantiel et des initiatives stratégiques telles que le projet d’informatique exascale. Le déploiement de systèmes comme « Frontier » et « Aurora » dans des laboratoires nationaux souligne l’engagement de la région envers la recherche scientifique, la défense et l’intelligence artificielle (Département de l’énergie des États-Unis). Le secteur privé, y compris des géants technologiques et des fournisseurs de cloud, investit également massivement dans les capacités exascales pour soutenir l’analytique avancée et les charges de travail d’apprentissage machine (IBM).
• Europe : L’Union européenne accélère ses ambitions exascales grâce à l’EuroHPC Joint Undertaking, visant à établir un écosystème HPC souverain et à réduire la dépendance aux technologies non-européennes. Le lancement du système exascale « JUPITER » en Allemagne marque une étape significative, avec des applications s’étendant à la modélisation climatique, à la découverte de médicaments et à l’innovation industrielle. La R&D collaborative et les partenariats transfrontaliers sont au cœur de la stratégie de l’Europe, soutenus par un financement public important.
• Asie-Pacifique : La Chine et le Japon sont à l’avant-garde de l’HPC exascale en Asie-Pacifique. Les projets « Sunway » et « Tianhe » de la Chine, soutenus par des investissements d’État, se concentrent sur la sécurité nationale, les prévisions météorologiques et la génomique (Fondation nationale des sciences naturelles de Chine). Le supercalculateur « Fugaku » du Japon, développé par RIKEN et Fujitsu, continue de provoquer des avancées dans la modélisation des pandémies et la science des matériaux (RIKEN). Les gouvernements régionaux priorisent l’exascale comme pilier de la transformation numérique et de la compétitivité économique.
• Reste du monde : Bien que l’adoption soit encore embryonnaire, les pays du Moyen-Orient et d’Amérique Latine explorent l’HPC exascale pour les applications énergétiques, en santé et dans les villes intelligentes. Les investissements sont souvent liés à des partenariats avec des fournisseurs établis et des consortiums de recherche internationaux (Hewlett Packard Enterprise).

Dans l’ensemble, 2025 est marquée par une intensification de la concurrence et de la collaboration entre les régions, l’exascale HPC émergeant comme un atout stratégique pour le leadership scientifique, la croissance économique et la souveraineté technologique.

Perspectives futures : Applications émergentes et points chauds d’investissement

Les perspectives futures pour l’informatique haute performance exascale (HPC) en 2025 sont caractérisées par une augmentation des applications émergentes et un changement dynamique des points chauds d’investissement mondial. À mesure que les systèmes exascale—capables d’effectuer au moins un exaflop, ou un milliard de milliards de calculs par seconde—deviendront opérationnels, leur potentiel transformateur sera réalisé dans plusieurs secteurs.

Les applications émergentes s’étendent rapidement au-delà de la recherche scientifique traditionnelle. En 2025, l’HPC exascale devrait jouer un rôle clé dans l’intelligence artificielle (IA) et l’apprentissage machine, permettant la formation de modèles à grande échelle avec une vitesse et une précision sans précédent. Cela est particulièrement pertinent pour le traitement du langage naturel, la découverte de médicaments et la modélisation climatique, où la capacité à traiter des ensembles de données massives en temps réel est critique. Par exemple, l’informatique exascale devrait accélérer le développement de jumeaux numériques pour des systèmes complexes, tels que des villes entières ou des processus de fabrication avancés, offrant des capacités de simulation et d’optimisation en temps réel TOP500.

Dans le secteur de l’énergie, les systèmes exascale sont utilisés pour la recherche sur les matériaux avancés, les simulations de fusion nucléaire et l’optimisation des réseaux d’énergie renouvelable. La santé et la génomique devraient également en bénéficier, l’informatique exascale permettant des analyses génomiques à l’échelle de la population et des initiatives de médecine personnalisée HPCwire.

Les points chauds d’investissement évoluent alors que les gouvernements et les entités privées reconnaissent l’importance stratégique des capacités exascales. Les États-Unis, à travers des initiatives comme le projet d’informatique exascale, restent un leader, mais des investissements significatifs sont également réalisés en Chine, dans l’Union européenne et au Japon. Les projets de supercalcul « E-level » de la Chine et l’EuroHPC Joint Undertaking de l’UE canaliseront des milliards dans l’infrastructure exascale et le développement des écosystèmes. Pendant ce temps, les fournisseurs de services cloud et les entreprises de semi-conducteurs investissent de plus en plus dans des technologies permettant l’exascale, telles que des processeurs avancés, des accélérateurs et des interconnexions Intel.

• La découverte scientifique alimentée par l’IA et les applications de jumeaux numériques devraient être des secteurs de forte croissance.
• La santé, l’énergie et la science climatique connaîtront une innovation accélérée grâce aux capacités exascales.
• L’Amérique du Nord, la Chine et l’UE sont les principaux points chauds d’investissement, avec une activité croissante au Japon et en Corée du Sud.
• L’investissement du secteur privé est en hausse, notamment dans les services exascales basés sur le cloud et le matériel spécialisé.

Ensemble, 2025 marquera une année charnière pour l’HPC exascale, avec des applications émergentes et des investissements stratégiques façonnant la prochaine vague de percées computationnelles.

Défis, risques et opportunités stratégiques

L’informatique haute performance exascale (HPC) représente un saut transformateur en matière de capacité de calcul, permettant aux systèmes de réaliser au moins un exaflop, ou un milliard de milliards de calculs par seconde. Alors que la course mondiale pour déployer des systèmes exascale s’intensifie, le secteur est confronté à un paysage complexe de défis, de risques et d’opportunités stratégiques en 2025.

Un des principaux défis est l’escalade des coûts et de la complexité du développement des systèmes exascale. La conception, l’intégration et l’exploitation des architectures exascale nécessitent un investissement capital significatif, les coûts des systèmes dépassant souvent des centaines de millions de dollars. Cette barrière financière limite la participation à quelques gouvernements et grandes entreprises, exacerbant potentiellement les disparités mondiales en matière d’accès computationnel et d’innovation (TOP500).

Les risques techniques sont également prononcés. Les systèmes exascale nécessitent une efficacité énergétique sans précédent, car la consommation d’énergie peut facilement dépasser 20 mégawatts par installation. Atteindre cette efficacité nécessite des avancées dans la conception des processeurs, la hiérarchie de la mémoire et les technologies de refroidissement. De plus, l’ampleur même des architectures exascales introduit de nouvelles préoccupations en matière de fiabilité, avec des millions de composants augmentant la probabilité de pannes matérielles et nécessitant des mécanismes de tolérance aux pannes et de correction d’erreurs robustes (HPCwire).

L’évolutivité des logiciels et la maturité de l’écosystème présentent d’autres obstacles. De nombreuses applications scientifiques et industrielles existantes nécessitent une réingénierie significative pour exploiter efficacement le parallélisme exascale. Le manque de modèles de programmation et d’outils standardisés pour les environnements exascales complique encore le développement et le portage des logiciels, ralentissant potentiellement l’adoption et limitant le retour sur investissement pour les premiers adopteurs (Oak Ridge National Laboratory).

Malgré ces défis, des opportunités stratégiques abondent. L’informatique exascale est prête à accélérer les breakthroughs dans la modélisation climatique, la découverte de médicaments, l’intelligence artificielle et la science des matériaux, offrant des avantages concurrentiels aux nations et organisations qui mènent son déploiement. L’effort pour l’exascale catalyse également l’innovation dans la fabrication de semi-conducteurs, les interconnexions et l’informatique économe en énergie, avec des bénéfices indirects pour l’industrie informatique dans son ensemble (Intel).

En résumé, bien que l’HPC exascale en 2025 soit parsemée de risques techniques, financiers et opérationnels, elle présente également une opportunité unique pour le leadership stratégique et l’avancement technologique pour ceux qui peuvent naviguer dans ses complexités.

Sources & Références

• Frontier
• NVIDIA
• EuroHPC Joint Undertaking
• TOP500
• NERSC
• IBM Corporation
• Fujitsu
• Lenovo
• MarketsandMarkets
• RIKEN