Звіт про ринок екзаскалярних високопродуктивних обчислень 2025: Виявлення драйверів зростання, інновацій у технологіях та глобальні прогнози. Досліджуйте ключові тенденції, конкурентну динаміку та стратегічні можливості, що формують наступну еру HPC.

Виконавче резюме та огляд ринку
Ключові технологічні тенденції в екзаскалярних HPC (2025–2030)
Конкурентне середовище та провідні гравці
Прогнози зростання ринку та проекції доходів (2025–2030)
Регіональний аналіз: Північна Америка, Європа, Азіатсько-Тихоокеанський регіон та інші країни
Перспективи майбутнього: нові додатки та місця інвестицій
Виклики, ризики та стратегічні можливості
Джерела та посилання

Виконавче резюме та огляд ринку

Екзаскалярні високопродуктивні обчислення (HPC) відносяться до обчислювальних систем, здатних виконувати принаймні один екзафлоп, або мільярд мільярдів (10¹⁸) обчислень на секунду. Цей стрибок у обчислювальній потужності означає трансформаційний етап для наукових досліджень, штучного інтелекту, моделювання клімату та передового інженерування. Станом на 2025 рік глобальний ринок екзаскалярних HPC переживає швидкий ріст, на який впливають зростаючий попит на дані інтенсивних додатків та необхідність у реальному часі аналітики в таких секторах, як охорона здоров’я, енергетика та оборона.

Розгортання екзаскалярних систем змінює конкурентне середовище суперкомп’ютингів. Сполучені Штати, Китай, Японія та Європейський Союз очолюють гонку, вкладаючи значні кошти в національні екзаскалярні ініціативи. У 2023 році США запустили свою першу екзаскалярну систему, Frontier, в Національній лабораторії Оук Рідж, досягнувши більше 1.1 екзафлопів. Очікується, що Китай та ЄС введуть в експлуатацію свої екзаскалярні системи до 2025 року, посилюючи глобальну конкуренцію та співпрацю в дослідженнях HPC та розвитку інфраструктури.

Згідно з прогнозами Gartner, світовий ринок HPC очікує зростання до 55 мільярдів доларів до 2025 року, з екзаскалярними системами, які займають зростаючу частку цього значення. Ринок характеризується значними інвестиціями як з боку державного, так і приватного секторів, причому такі технологічні гіганти, як Intel, AMD, NVIDIA та Hewlett Packard Enterprise, відіграють життєво важливу роль у інноваціях апаратного та програмного забезпечення.

Ключовими драйверами зростання є поширення штучного інтелекту та робочих навантажень машинного навчання, необхідність у розширеній симуляції в наукових дослідженнях та зростаюча складність аналітики великих даних.
Виклики залишаються в сферах енергоефективності, надійності системи та масштабованості програмного забезпечення, що спонукає до постійної R&D в нових архітектурах та рішеннях з охолодження.
Державне фінансування та міжнародна співпраця прискорюють темпи прийняття екзаскалярних систем, з стратегічними ініціативами, такими як Проект екзаскалярних обчислень США та Спільне підприємство EuroHPC ЄС.

На підсумок, 2025 рік стане вирішальним для екзаскалярних HPC, оскільки технологія готова розкрити безпрецедентні можливості у різних галузях та наукових напрямках, водночас представляючи нові виклики та можливості для учасників ринку.

Ключові технологічні тенденції в екзаскалярних HPC (2025–2030)

Екзаскалярні високопродуктивні обчислення (HPC) готові трансформувати наукові відкриття, інженерію та штучний інтелект, пропонуючи системи, здатні виконувати принаймні один екзафлоп (10¹⁸ операцій з плаваючою крапкою за секунду). Як тільки перші екзаскалярні системи з’являться в 2025 році, кілька ключових технологічних тенденцій формуватимуть ландшафт на решту десятиліття.

Гетерогенні архітектури: Інтеграція ЦП, ГП та спеціалізованих прискорювачів стає стандартом в екзаскалярних системах. Цей гетерогенний підхід забезпечує оптимізовану продуктивність для різноманітних навантажень, від традиційних симуляцій до AI та аналітики даних. Наприклад, суперкомп’ютер Frontier у Національній лабораторії Оук Рідж використовує ЦП і ГП AMD, задаючи прецедент для майбутніх екзаскалярних розгортань.
Енергоефективність та охолодження: Споживання енергії є критичним обмеженням на екзаскалярному рівні. Інновації в рідинному охолодженні, розширеному управлінні енергією та енергоефективному дизайні чіпів є суттєвими. Згідно з TOP500, найенергоефективніші суперкомп’ютери зараз досягають понад 60 гігафлопів на ват, і цей тренд, ймовірно, прискориться, оскільки сталий розвиток стає пріоритетом.
Покращені міжмережеві зв’язки: Високошвидкісні, низькозатримні міжмережеві зв’язки, такі як NVLink від NVIDIA, Infinity Fabric від AMD та індивідуальні рішення від Intel, є критично важливими для масштабування продуктивності на мільйонах ядер. Очікується, що впровадження оптичних міжмережевих з’єднань та кремнієвої фотоніки подальше знизить затримки під час переміщення даних.
Інтеграція AI: Екзаскалярні системи все більше оптимізуються для навантажень AI з присвяченим апаратним забезпеченням для машинного навчання та глибокого навчання. Це конвергенція спонукає до розвитку нових програмних фреймворків та спільних проектів, як підкреслює NERSC.
Програмне забезпечення та моделі програмування: Складність апаратного забезпечення екзаскалярного рівня потребує нових програмних парадигм і інструментів. Ініціативи з відкритим кодом та галузеві співпраці, такі як Проект екзаскалярних обчислень, розробляють масштабовані бібліотеки, інструменти для аналізу продуктивності та переносимі моделі програмування для максимізації використання системи.

Ці тенденції разом визначають траєкторію екзаскалярних HPC з 2025 року й надалі, забезпечуючи прориви в моделюванні клімату, геноміці, науці про матеріали та понад.

Конкурентне середовище та провідні гравці

Конкурентне середовище ринку екзаскалярних високопродуктивних обчислень (HPC) у 2025 році характеризується інтенсивною суперечкою серед невеликої групи глобальних технологічних лідерів, які прагнуть надати найсучасніші, енергоефективні та масштабовані екзаскалярні системи. Ринок в основному підживлюється підтримуваними державою ініціативами, вимогами наукових досліджень і зростаючою необхідністю в даних інтенсивних додатках у штучному інтелекті, моделюванні клімату та життєвих науках.

Ключовими гравцями, що домінують у секторі екзаскалярних HPC, є Intel Corporation, Advanced Micro Devices (AMD), NVIDIA Corporation, IBM Corporation та Hewlett Packard Enterprise (HPE). Ці компанії перебувають на передовій інновацій в архітектурі процесорів, прискорювачів і систем, часто співпрацюючи з національними лабораторіями та центрами суперкомп’ютинга.

Intel Corporation та HPE співпрацюють для реалізації експеріментальної системи «Aurora» в Національній лабораторії Аргон, використовуючи ЦП Xeon від Intel та ГП Ponte Vecchio. Ця співпраця підкреслює зобов’язання Intel до гетерогенного обчислення та розширених міжмережевих з’єднань.
AMD закріпила свої позиції завдяки суперкомп’ютеру «Frontier» у Національній лабораторії Оук Рідж, який, згідно з даними на 2025 рік, залишається одним із найшвидших у світі екзаскалярних систем. ЦП EPYC та ГП Instinct від AMD становлять центр цієї досягнення, підкреслюючи вміння компанії в архітектурах з високою кількістю ядер та енергоефективності.
NVIDIA продовжує розширювати свій вплив завдяки суперчипу Grace Hopper та передовим технологіям ГП, що живлять кілька систем класу екзаскалярної продуктивності та сприяють AI-центрованим робочим навантаженням у дослідженнях та підприємствах.
IBM зберігає значну присутність завдяки своїм Power-процесорам та екосистемі OpenPOWER, часто співпрацюючи з науковими установами для індивідуальних екзаскалярних розгортань.

Динаміка конкурентного середовища також формується міжнародними гравцями, такими як Fujitsu (зокрема з системою Fugaku в Японії) та Sugon і Lenovo в Китаї, які швидко розвивають власні можливості експертів у галузі екзаскалярних обчислень. Стратегічні альянси, державне фінансування й розробка власних технологій є ключовими диференціаторами на цьому ринку. Згідно з TOP500, очікується, що кількість екзаскалярних систем зросте, посилюючи конкуренцію та прискорюючи інновації в цій галузі.

Прогнози зростання ринку та проекції доходів (2025–2030)

Ринок екзаскалярних високопродуктивних обчислень (HPC) готується до значного розширення у 2025 році, підживлюючись зростаючим попитом на вдосконалені обчислювальні можливості в наукових дослідженнях, штучному інтелекті (AI) та промислових додатках. Згідно з прогнозами Gartner, глобальні витрати на ІТ очікується, що зростуть, з помітним виділенням коштів на інфраструктуру HPC, оскільки організації прагнуть використати екзаскалярні системи для складних симуляцій та даноінтенсивних навантажень.

Дослідження ринку від MarketsandMarkets оцінює, що глобальний ринок HPC досягне приблизно 56 мільярдів доларів до 2025 року, причому екзаскалярні системи представлятимуть швидко зростаючий сегмент. Перехід до екзаскалярних обчислень—визначений як системи, здатні виконувати принаймні один екзафлоп, або мільярд мільярдів обчислень на секунду—очікується прискорити за рахунок інвестицій держави та партнерства між державним та приватним сектором. Наприклад, ініціативи Департаменту енергетики США в галузі екзаскалярних обчислень та подібні програми в Європі та Азії, ймовірно, активізують зростання ринку та сприятимуть інноваціям в екосистемах апаратного та програмного забезпечення.

Прогнози доходів: Галузеві аналітики прогнозують, що доходи від екзаскалярних HPC зможуть займати істотну частку загального ринку HPC до 2025 року, причому річні доходи від екзаскалярних систем та супутніх послуг прогнозуються на глобальному рівні понад 5 мільярдів доларів. Це зростання підкріплюється зростаючим прийняттям у таких секторах, як моделювання клімату, геноміка та розробка автономних транспортних засобів.
Драйвери зростання: Ключовими факторами, що спонукають розширення ринку, є поширення AI та робочих навантажень машинного навчання, необхідність у реальній аналітиці та зростаюча складність наукових досліджень. Очікується, що інтеграція екзаскалярних систем з хмарними рішеннями HPC також розширить доступ до ринку та сприятиме новим каналам доходу.
Регіональна перспектива: Північна Америка, ймовірно, зберігатиме своє лідерство в розгортанні екзаскалярних HPC, за нею йдуть Європа та Азіатсько-Тихоокеанський регіон, де здійснюються значні інвестиції в національні ініціативи суперкомп’ютинга (TOP500).

На завершення, 2025 рік стане вирішальним для екзаскалярних HPC, коли очікується стійке зростання доходів та розширення ринку, оскільки організації по всьому світу використовуватимуть трансформаційний потенціал екзаскалярних обчислень для вирішення все більш складних обчислювальних завдань.

Регіональний аналіз: Північна Америка, Європа, Азіатсько-Тихоокеанський регіон та інші країни

Глобальний ринок екзаскалярних високопродуктивних обчислень (HPC) свідчить про значну регіональну диференціацію, яка підживлюється державними інвестиціями, промисловим попитом та технологічною інфраструктурою. У 2025 році Північна Америка, Європа, Азіатсько-Тихоокеанський регіон та решта світу (RoW) мають унікальну динаміку, що формує прийняття та розширення систем екзаскалярних HPC.

Північна Америка: Сполучені Штати залишаються світовим лідером в екзаскалярних HPC, підживлюваними значним федеральним фінансуванням та стратегічними ініціативами, такими як Проект екзаскалярних обчислень. Розгортання таких систем, як “Frontier” та “Aurora” в національних лабораторіях, підкреслює зобов’язання регіону до наукових досліджень, оборони та штучного інтелекту (Департамент енергетики США). Приватний сектор, включаючи технологічні гіганти та постачальників хмарних послуг, також інвестує значні кошти в екзаскалярні можливості для підтримки розширеної аналітики та навантажень машинного навчання (IBM).
Європа: Європейський Союз прискорює свої амбіції в галузі екзаскалярності через Спільне підприємство EuroHPC, метою якого є створення суверенної екосистеми HPC та скорочення залежності від неєвропейських технологій. Запуск екзаскалярної системи “JUPITER” у Німеччині став важливим етапом, а її застосування охоплює моделювання клімату, відкриття ліків та промислові інновації (Спільне підприємство EuroHPC). Спільна R&D та міжкраїнові партнерства є центральними для стратегії Європи, підтримуваної значним державним фінансуванням.
Азіатсько-Тихоокеанський регіон: Китай і Японія перебувають на передньому краї екзаскалярних HPC в Азіатсько-Тихоокеанському регіоні. Проекти “Sunway” та “Tianhe” в Китаї, підтримувані державними інвестиціями, зосереджені на національній безпеці, прогнозуванні погоди та геноміці (Національний фонд природних наук Китаю). Суперкомп’ютер “Fugaku” Японії, розроблений RIKEN та Fujitsu, продовжує сприяти проривам у моделюванні пандемій та науці про матеріали (RIKEN). Регіональні уряди пріоритезують екзаскалярність як основний елемент цифрової трансформації та економічної конкурентоспроможності.
Решта світу: Хоча прийняття є початковим, країни Близького Сходу та Латинської Америки досліджують екзаскалярні HPC для енергії, охорони здоров’я та розумних міських додатків. Інвестиції часто пов’язані з партнерствами з усталеними постачальниками та міжнародними дослідницькими консорціумами (Hewlett Packard Enterprise).

У цілому, 2025 рік позначений посиленням конкуренції та співпраці між регіонами, з екзаскалярними HPC як стратегічним активом для наукового лідерства, економічного зростання та технологічного суверенітету.

Перспективи майбутнього: нові додатки та місця інвестицій

Перспективи майбутнього екзаскалярних високопродуктивних обчислень (HPC) у 2025 році характеризуються сплеском нових додатків та динамічним зміщенням глобальних точок інвестицій. Як тільки екзаскалярні системи—здатні виконувати принаймні один екзафлоп або мільярд мільярдів обчислень на секунду—вийдуть на ринок, їх трансформаційний потенціал реалізується в різних секторах.

Нові додатки швидко розширюються за межі традиційних наукових досліджень. У 2025 році екзаскалярні HPC очікують на важливу роль у штучному інтелекті (AI) та машинному навчанні, що дозволяє навчати моделі великого масштабу з безпрецедентною швидкістю та точністю. Це особливо важливо для обробки природної мови, відкриття ліків та моделювання клімату, де можливість обробки величезних наборів даних у реальному часі є критично важливою. Наприклад, екзаскалярні обчислення, ймовірно, прискорять розробку цифрових двійників для складних систем, таких як цілі міста або передові виробничі процеси, надаючи можливості для реальної симуляції та оптимізації TOP500.

У енергетичному секторі екзаскалярні системи використовують для дослідження нових матеріалів, симуляцій ядерного синтезу та оптимізації відновлюваних енергетичних мереж. Охорона здоров’я та геноміка також отримають вигоду, оскільки екзаскалярні обчислення дозволяють аналізувати геноми населення та ініціативи з персоналізованої медицини HPCwire.

Точки інвестицій змінюються, оскільки уряди та приватні організації визнають стратегічну важливість екзаскалярних можливостей. США, завдяки таким ініціативам, як Проект екзаскалярних обчислень, залишаються лідером, проте значні інвестиції також здійснюються в Китаї, Європейському Союзі та Японії. Проекти суперкомп’ютинга “E-level” у Китаї та Спільне підприємство EuroHPC ЄС спрямовують мільярди на розвиток інфраструктури та екосистеми екзаскалярних обчислень EuroHPC Joint Undertaking. Тим часом, постачальники хмарних послуг та компанії-виробники напівпровідників все частіше інвестують у технології, що забезпечують екзаскалярні обчислення, такі як розширені процесори, прискорювачі та міжмережеві з’єднання Intel.

Наукові відкриття на основі AI та додатки цифрових двійників очікуються на страшді основні сфери зростання.
Охорона здоров’я, енергетика та наука про клімат отримають прискорене інноваційне зростання завдяки екзаскалярним можливостям.
Північна Америка, Китай та ЄС є основними точками інвестування, зростаюча активність спостерігається в Японії та Південній Кореї.
Приватні інвестиції зростають, особливо в хмарних екзаскалярних послугах і спеціалізованому апаратному забезпеченні.

Усе ж 2025 рік стане вирішальним для екзаскалярного HPC, оскільки нові додатки та стратегічні інвестиції формуватимуть наступну хвилю обчислювальних проривів.

Виклики, ризики та стратегічні можливості

Екзаскалярні високопродуктивні обчислення (HPC) представляють собою трансформаційний стрибок в обчислювальних можливостях, дозволяючи системам виконувати принаймні один екзафлоп, або мільярд мільярдів обчислень на секунду. Оскільки глобальна гонка з розгортання екзаскалярних систем посилюється, сектор стикається з складним ландшафтом викликів, ризиків та стратегічних можливостей у 2025 році.

Одним із найбільших викликів є зростаюча вартість та складність розробки екзаскалярних систем. Проектування, інтеграція та експлуатація екзаскалярних архітектур вимагають значних капітальних інвестицій, і вартість системи часто перевищує сотні мільйонів доларів. Цей фінансовий бар’єр обмежує участь лише невеликої кількості урядів і великих підприємств, що може посилити глобальні диспропорції в доступі до обчислень та інновацій (TOP500).

Технічні ризики також є помітними. Екзаскалярні системи вимагають безпрецедентної енергоефективності, оскільки споживання енергії може легко перевищити 20 мегават на установку. Досягнення цієї ефективності вимагає проривів у проектуванні процесорів, ієрархії пам’яті та технологіях охолодження. Більше того, величезний масштаб екзаскалярних архітектур вводить нові проблеми надійності, оскільки мільйони компонентів збільшують ймовірність апаратних збоїв і вимагають надійних механізмів толерантності до збоїв та корекції помилок (HPCwire).

Масштабованість програмного забезпечення та зрілість екосистеми представляють додаткові перешкоди. Багато існуючих наукових та промислових додатків потребують значної перебудови, щоб ефективно використовувати екзаскалярний паралелізм. Відсутність стандартних моделей програмування та інструментів для екзаскалярних середовищ ускладнює розробку програмного забезпечення та портативність, що може уповільнити прийняття та обмежити повернення інвестицій для ранніх учасників (Національна лабораторія Оук Рідж).

Попри ці виклики, стратегічні можливості множество. Екзаскалярні обчислення готуються катастрофічно прискорити прориви в моделюванні клімату, відкритті ліків, штучному інтелекті та науці про матеріали, пропонуючи конкурентні переваги країнам та організаціям, які лідирують у їх розгортанні. Поштовх до екзаскалярності також каталізує інновації в виробництві напівпровідників, міжмережевих з’єднаннях та енергоефективних обчисленнях, з побічними вигодами для всієї ІТ-індустрії (Intel).

На завершення, хоча екзаскалярні HPC у 2025 році стикається з технічними, фінансовими та операційними ризиками, він також представляє собою унікальне вікно для стратегічного лідерства та технологічного розвитку для тих, хто може орієнтуватися в його складностях.

Джерела та посилання

Epichlorohydrin Market Size, Trends & Growth 2025-2034

Watch this video on YouTube.

Екзаскалярний ринок високопродуктивних обчислень 2025: Бурхливий попит забезпечує 18% CAGR до 2030 року

ByQuinn Parker