Izvješće o tržištu eksaskalnog visokoučinkovitog računalstva 2025: Otkrivanje pokretača rasta, inovacija u tehnologiji i globalnih prognoza. Istražite ključne trendove, konkurentske dinamičke i strateške prilike koje oblikuju sljedeću eru HPC-a.

• Izvršni sažetak & Pregled tržišta
• Ključni tehnološki trendovi u eksaskalnom HPC-u (2025–2030)
• Konkurentski pejzaž i vodeći igrači
• Prognoze rasta tržišta i projekcije prihoda (2025–2030)
• Regionalna analiza: Sjeverna Amerika, Europa, Azijsko-pacifička regija i ostatak svijeta
• Budući izgledi: Novi aplikacije i investicijska žarišta
• Izazovi, rizici i strateške prilike
• Izvori & Reference

Izvršni sažetak & Pregled tržišta

Eksaskalno visokoučinkovito računalstvo (HPC) odnosi se na računalne sustave sposobne izvesti najmanje jedan eksaflop, ili milijardu milijardi (10¹⁸) izračuna u sekundi. Ovaj skok u računalnoj moći označava transformativnu prekretnicu za znanstvena istraživanja, umjetnu inteligenciju, modeliranje klime i napredni inženjering. Od 2025. godine, globalno tržište eksaskalnog HPC-a doživljava brzi rast, potaknuto rastućom potražnjom za aplikacijama koje zahtijevaju velike količine podataka i potrebom za analitikom u stvarnom vremenu u sektorima kao što su zdravstvo, energija i obrana.

Uvođenje eksaskalnih sustava mijenja konkurentski pejzaž superračunanja. Sjedinjene Američke Države, Kina, Japan i Europska unija prednjače u ovoj utrci, s značajnim ulaganjima u nacionalne eksaskalne inicijative. U 2023. godini, SAD je pokrenuo svoj prvi eksaskalni sustav, Frontier, u Nacionalnom laboratoriju Oak Ridge, postigavši više od 1,1 eksaflopa. Očekuje se da će Kina i EU operacionalizirati svoje eksaskalne sustave do 2025. godine, pojačavajući globalnu konkurenciju i suradnju u istraživanju HPC-a i razvoju infrastrukture.

Prema Gartneru, globalno tržište HPC-a predviđa se da će doseći 55 milijardi dolara do 2025. godine, pri čemu eksaskalni sustavi čine rastući udio te vrijednosti. Tržište se odlikuje snažnim ulaganjima iz javnog i privatnog sektora, pri čemu tehnološki divovi poput Intela, AMD-a, NVIDIA i Hewlett Packard Enterprise igraju ključne uloge u inovacijama hardvera i softvera.

• Ključni pokretači uključuju proliferaciju radnih opterećenja umjetne inteligencije i strojnog učenja, potrebu za naprednom simulacijom u znanstvenim istraživanjima i rastuću složenost analitike velikih podataka.
• Izazovi ostaju u energetskoj učinkovitosti, pouzdanosti sustava i skalabilnosti softvera, što potiče kontinuirano istraživanje i razvoj novih arhitektura i rješenja za hlađenje.
• Vladina financiranja i međunarodne suradnje ubrzavaju usvajanje eksaskalnih sustava, sa strateškim inicijativama kao što su američki Projekt eksaskalnog računalstva i EU EuroHPC zajedničko ulaganje.

U sažetku, 2025. godina označava ključnu godinu za eksaskalni HPC, s tehnologijom koja je spremna otključati neviđene mogućnosti u različitim industrijama i istraživačkim domenama, dok istovremeno predstavlja nove izazove i prilike za sudionike na tržištu.

Ključni tehnološki trendovi u eksaskalnom HPC-u (2025–2030)

Eksaskalno visokoučinkovito računalstvo (HPC) spremno je transformirati znanstvena otkrića, inženjering i umjetnu inteligenciju pružajući sustave sposobne izvesti najmanje jedan eksaflop (10¹⁸ operacija s pomičnim zarezom u sekundi). Kako se prvi eksaskalni sustavi počinju aktivirati 2025. godine, nekoliko ključnih tehnoloških trendova oblikuje pejzaž za ostatak desetljeća.

• Heterogene arhitekture: Integracija CPU-a, GPU-a i specijaliziranih akceleratora postaje standard u eksaskalnim sustavima. Ovaj heterogeni pristup omogućuje optimiziranu izvedbu za razna radna opterećenja, od tradicionalnih simulacija do AI i analitike podataka. Na primjer, superračunalo Frontier u Nacionalnom laboratoriju Oak Ridge koristi AMD CPU-e i GPU-e, postavljajući presedan za buduće eksaskalne implementacije.
• Energetska učinkovitost i hlađenje: Potrošnja energije predstavlja kritično ograničenje na eksaskalnoj razini. Inovacije u tekućem hlađenju, naprednom upravljanju energijom i energetski učinkovitom dizajnu čipova su bitne. Prema TOP500, najenergetski učinkovitija superračunala sada postižu više od 60 gigaflopa po vatu, trend koji se očekuje da će se ubrzati kako održivost postaje prioritet.
• Napredni međuspoj: Visokopropusni, nisko-latentni međuspoj poput NVIDIA-ovog NVLinka, AMD-ovog Infinity Fabrica i prilagođenih rješenja od Intela kritični su za skaliranje performansi preko milijuna jezgri. Očekuje se da će usvajanje optičkih međuspojeva i silicijske fotonike dodatno smanjiti uska grla u kretanju podataka.
• Integracija AI-a: Eksaskalni sustavi sve više su optimizirani za radna opterećenja AI-a, s posebnim hardverom za strojno učenje i duboko učenje. Ova konvergencija pokreće nove softverske okvire i napore za zajednički dizajn, kako je istaknuto od strane NERSC.
• Softver i modeli programiranja: Složenost eksaskalnog hardvera zahtijeva nove programske paradigme i softverske alate. Inicijative otvorenog koda i industrijske suradnje, poput Projekta eksaskalnog računalstva, razvijaju skalabilne biblioteke, alate za analizu performansi i prenosive programske modele za maksimalno iskorištavanje sustava.

Ovi trendovi kolektivno definiraju tijek eksaskalnog HPC-a od 2025. nadalje, omogućujući proboje u modeliranju klime, genomici, znanosti o materijalima i drugdje.

Konkurentski pejzaž i vodeći igrači

Konkurentski pejzaž tržišta eksaskalnog visokoučinkovitog računalstva (HPC) 2025. godine karakteriziraju intense rivalstvo među odabranom skupinom globalnih tehnoloških lidera, od kojih svaki teži osiguravanju najnaprednijih, energetski učinkovitih i skalabilnih eksaskalnih sustava. Tržište je prvenstveno vođeno vladinim inicijativama, potražnjom za znanstvenim istraživanjima i rastućom potrebom za aplikacijama koje zahtijevaju velike količine podataka u umjetnoj inteligenciji, modeliranju klime i znanostima o životu.

Ključni igrači koji dominiraju sektoru eksaskalnog HPC-a uključuju Intel Corporation, Advanced Micro Devices (AMD), NVIDIA Corporation, IBM Corporation i Hewlett Packard Enterprise (HPE). Ove tvrtke na vrhu su inovacija procesora, akceleratora i arhitekture sustava, često surađujući s nacionalnim laboratorijima i superračunalnim centrima.

• Intel Corporation i HPE udružili su snage kako bi isporučili eksaskalni sustav “Aurora” u Nacionalnom laboratoriju Argonne, koristeći Intelove Xeon CPU-e i Ponte Vecchio GPU-e. Ova suradnja naglašava Intelovu posvećenost heterogenom računalstvu i naprednim međuspojima.
• AMD je učvrstio svoj položaj kroz superračunalo “Frontier” u Nacionalnom laboratoriju Oak Ridge, koje, kao 2025. godine, ostaje jedno od najbržih eksaskalnih sustava na svijetu. AMD-ovi EPYC CPU-i i Instinct GPU-i ključni su za ovaj uspjeh, ističući sposobnosti tvrtke u arhitekturama visoke gustoće jezgri i energetskoj učinkovitosti.
• NVIDIA nastavlja širiti svoj utjecaj s svojim Grace Hopper Superchip-om i naprednim GPU tehnologijama, napajajući nekoliko eksaskalnih sustava i pokrećući AI-centricna radna opterećenja u istraživačkim i poslovnim okruženjima.
• IBM zadržava snažno prisustvo kroz svoje Power procesore i OpenPOWER ekosustav, često surađujući s istraživačkim institucijama za prilagođene eksaskalne implementacije.

Konkurentske dinamike dodatno oblikuju međunarodni igrači poput Fujitsua (posebno s Fugaku sustavom u Japanu) i Sugon te Lenovo u Kini, koji brzo napreduju u domaćim eksaskalnim mogućnostima. Strateški savezi, vladina financiranja i razvoj vlasničkih tehnologija ključni su diferencijatori na ovom tržištu. Prema TOP500, očekuje se da će se broj eksaskalnih sustava povećati, pojačavajući konkurenciju i ubrzavajući inovacije u sektoru.

Prognoze rasta tržišta i projekcije prihoda (2025–2030)

Tržište eksaskalnog visokoučinkovitog računalstva (HPC) spremno je za značajno širenje 2025. godine, potaknuto rastućom potražnjom za naprednim računalnim mogućnostima u znanstvenim istraživanjima, umjetnoj inteligenciji (AI) i industrijskim aplikacijama. Prema projekcijama Gartnera, globalna IT potrošnja očekuje se da će porasti, s značajnom alokacijom prema HPC infrastrukturi kako organizacije nastoje iskoristiti eksaskalne sustave za složene simulacije i radna opterećenja koja zahtijevaju velike količine podataka.

Tržišna istraživanja tvrtke MarketsandMarkets procjenjuju da će globalno tržište HPC-a doseći približno 56 milijardi dolara do 2025. godine, pri čemu eksaskalni sustavi predstavljaju brzo rastući segment. Prijelaz na eksaskalno računalstvo—definirano kao sustavi sposobni izvesti najmanje jedan eksaflop, ili milijardu milijardi izračuna u sekundi—očekuje se da će se ubrzati, potaknut vladinim investicijama i javno-privatnim partnerstvima. Na primjer, inicijative eksaskalnog Ministarstva energetike SAD-a i slični programi u Europi i Aziji očekuje se da će katalizirati rast tržišta i potaknuti inovacije u hardverskim i softverskim ekosustavima.

• Projekcije prihoda: Analitičari industrije prognoziraju da će prihodi od eksaskalnog HPC-a činiti značajan udio ukupnog tržišta HPC-a do 2025. godine, s godišnjim prihodima od eksaskalnih sustava i povezanih usluga koji će premašiti 5 milijardi dolara globalno. Ovaj rast podržava sve veća primjena u sektorima kao što su modeliranje klime, genomika i razvoj autonomnih vozila.
• Pokretači rasta: Ključni čimbenici koji pokreću širenje tržišta uključuju proliferaciju radnih opterećenja umjetne inteligencije i strojnog učenja, potrebu za analitikom u stvarnom vremenu i rastuću složenost znanstvenog istraživanja. Integracija eksaskalnih sustava s rješenjima HPC-a temeljenim na oblaku također se očekuje da će proširiti pristup tržištu i pokrenuti nove izvore prihoda.
• Regionalni izgledi: Očekuje se da će Sjeverna Amerika zadržati svoje vodstvo u implementaciji eksaskalnog HPC-a, nakon čega slijede Europa i Azijsko-pacifička regija, gdje se ulažu značajna sredstva u nacionalne superračunske inicijative (TOP500).

U sažetku, 2025. godina označava ključnu godinu za eksaskalni HPC, s robusnim rastom prihoda i širenjem tržišta koje se očekuje dok organizacije širom svijeta iskorištavaju transformativni potencijal eksaskalnog računalstva za rješavanje sve složenijih računalnih izazova.

Regionalna analiza: Sjeverna Amerika, Europa, Azijsko-pacifička regija i ostatak svijeta

Globalno tržište eksaskalnog visokoučinkovitog računalstva (HPC) svjedoči o značajnoj regionalnoj diferencijaciji, koju pokreću vladina ulaganja, industrijska potražnja i tehnološka infrastruktura. Godine 2025., Sjeverna Amerika, Europa, Azijsko-pacifička regija i ostatak svijeta (RoW) svaka predstavljaju jedinstvene dinamike koje oblikuju usvajanje i širenje eksaskalnih HPC sustava.

• Sjeverna Amerika: Sjedinjene Američke Države ostaju globalni lider u eksaskalnom HPC-u, potaknute značajnim saveznim financiranjem i strateškim inicijativama poput Projekta eksaskalnog računalstva. Uvođenje sustava poput “Frontier” i “Aurora” u nacionalnim laboratorijima naglašava posvećenost regije znanstvenim istraživanjima, obrani i umjetnoj inteligenciji (Ministarstvo energetike SAD-a). Privatni sektor, uključujući tehnološke divove i pružatelje oblaka, također intenzivno ulaže u eksaskalne mogućnosti kako bi podržao naprednu analitiku i radna opterećenja strojnog učenja (IBM).
• Europa: Europska unija ubrzava svoje eksaskalne ambicije kroz EuroHPC zajedničko ulaganje, s ciljem uspostavljanja suverenog HPC ekosustava i smanjenja oslanjanja na ne-europske tehnologije. Pokretanje eksaskalnog sustava “JUPITER” u Njemačkoj označava prekretnicu, s aplikacijama koje obuhvaćaju modeliranje klime, otkriće lijekova i industrijsku inovaciju (EuroHPC zajedničko ulaganje). Suradni R&D i prekogranična partnerstva središnji su dio europske strategije, uz značajnu javnu podršku.
• Azijsko-pacifička regija: Kina i Japan prednjače u eksaskalnom HPC-u u Azijsko-pacifičkoj regiji. Kinezki projekti “Sunway” i “Tianhe”, financirani državnim investicijama, fokusiraju se na nacionalnu sigurnost, prognoze vremena i genomiku (Nacionalna prirodnjačka zaklada Kine). Japansko superračunalo “Fugaku”, razvijeno od strane RIKEN-a i Fujitsua, nastavlja donositi proboje u modeliranju pandemija i znanosti o materijalima (RIKEN). Regionalne vlade prioritiziraju eksaskalne mogućnosti kao temelj digitalne transformacije i ekonomske konkurentnosti.
• Ostatak svijeta: Iako je usvajanje još uvijek u začetku, zemlje na Bliskom Istoku i Latinskoj Americi istražuju eksaskalno HPC za energiju, zdravstvo i aplikacije pametnih gradova. Ulaganja su često povezana s partnerstvima s etabliranim dobavljačima i međunarodnim istraživačkim konzorcijima (Hewlett Packard Enterprise).

Sveukupno, 2025. godina obilježava intenzivnu konkurenciju i suradnju među regijama, pri čemu eksaskalni HPC postaje strateška imovina za znanstveno vođstvo, ekonomski rast i tehnološku suverenost.

Budući izgledi: Novi aplikacije i investicijska žarišta

Budući izgledi za eksaskalno visokoučinkovito računalstvo (HPC) 2025. godine karakteriziraju porast novih aplikacija i dinamičan pomak u globalnim investicijskim žarištima. Kako eksaskalni sustavi—sposobni izvesti najmanje jedan eksaflop, ili milijardu milijardi izračuna u sekundi—postaju operativni, njihov transformativni potencijal ostvaruje se u više sektora.

Nove aplikacije brzo se šire izvan tradicionalnih znanstvenih istraživanja. U 2025. godini, eksaskalni HPC očekuje se da će igrati ključnu ulogu u umjetnoj inteligenciji (AI) i strojnog učenju, omogućujući trening velikih modela s bez presedana brzinom i točnošću. Ovo je posebno važno za obradu prirodnog jezika, otkriće lijekova i modeliranje klime, gdje je sposobnost obrade masivnih skupova podataka u stvarnom vremenu kritična. Na primjer, eksaskalno računalstvo očekuje se da će ubrzati razvoj digitalnih blizanaca za složene sustave, kao što su cijeli gradovi ili napredni proizvodni procesi, pružajući mogućnosti simulacije i optimizacije u stvarnom vremenu TOP500.

U sektoru energije, eksaskalni sustavi koriste se za istraživanje naprednih materijala, simulacije nuklearne fuzije i optimizaciju mreža obnovljive energije. Zdravstvo i genomika također će imati koristi, dok eksaskalno računalstvo omogućava analizu genomskih podataka na razini populacije i inicijative personalizirane medicine HPCwire.

Investicijska žarišta se premještaju dok vlade i privatni subjekti prepoznaju strateški značaj eksaskalnih mogućnosti. Sjedinjene Američke Države, kroz inicijative kao što je Projekt eksaskalnog računalstva, ostaju lider, ali se značajna ulaganja također vrše u Kini, Europskoj uniji i Japanu. Kineski projekti superračunala “E-level” i Europska zajednička ulaganja EuroHPC usmjeravaju milijarde u razvoj eksaskalne infrastrukture i ekosustava EuroHPC zajedničko ulaganje. U međuvremenu, pružatelji usluga oblaka i tvrtke za poluvodiče sve više ulažu u tehnologije koje omogućuju eksaskalne sustave, poput naprednih procesora, akceleratora i međuspojeva Intel.

• AI-pokretana znanstvena otkrića i primjene digitalnih blizanaca očekuju se kao glavne oblasti rasta.
• Zdravstvo, energija i znanost o klimi doživjet će ubrzanu inovaciju zahvaljujući eksaskalnim mogućnostima.
• Sjedinjene Američke Države, Kina i EU primarna su investicijska žarišta, s rastućom aktivnošću u Japanu i Južnoj Koreji.
• Ulaganja privatnog sektora rastu, posebno u eksaskalne usluge temeljene na oblaku i specijalizirani hardver.

Sveukupno, 2025. godina obilježit će ključnu godinu za eksaskalni HPC, s novim aplikacijama i strateškim ulaganjima koja oblikuju sljedeći val proboja u računalstvu.

Izazovi, rizici i strateške prilike

Eksaskalno visokoučinkovito računalstvo (HPC) predstavlja transformativni skok u računalnoj sposobnosti, omogućujući sustavima da izvode najmanje jedan eksaflop, ili milijardu milijardi izračuna u sekundi. Kako se globalna utrka za implementaciju eksaskalnih sustava intenzivira, sektor se suočava s kompleksnim krajobrazom izazova, rizika i strateških prilika u 2025. godini.

Jedan od najvažnijih izazova je rastući trošak i složenost razvoja eksaskalnih sustava. Dizajn, integracija i rad eksaskalnih arhitektura zahtijevaju značajna kapitalna ulaganja, pri čemu troškovi sustava često premašuju stotine milijuna dolara. Ova financijska prepreka ograničava sudjelovanje na samo nekolicinu vlada i velikih poduzeća, što potencijalno pogoršava globalne razlike u pristupu računalstvu i inovacijama (TOP500).

Tehnički rizici također su izraziti. Eksaskalni sustavi zahtijevaju bez presedana energetsku učinkovitost, budući da potrošnja energije lako može premašiti 20 megavata po instalaciji. Postizanje ove učinkovitosti nužno je kroz proboje u dizajnu procesora, hijerarhiji memorije i tehnologijama hlađenja. Štoviše, sama razmjera eksaskalnih arhitektura uvodi nove probleme pouzdanosti, s milijunima komponenti povećavajući vjerojatnost kvarova hardvera i zahtijevajući robusnu toleranciju na greške i mehanizme ispravke grešaka (HPCwire).

Složenost softverske skalabilnosti i zrelost ekosustava predstavljaju dodatne prepreke. Mnoge postojeće znanstvene i industrijske aplikacije zahtijevaju značajno redizajniranje kako bi učinkovito iskoristile eksaskalnu paralelnost. Nedostatak standardiziranih programskih modela i alata za eksaskalna okruženja dodatno komplicira razvoj softvera i portiranje, potencijalno usporavajući usvajanje i ograničavajući povrat ulaganja za rane usvojitelje (Nacionalni laboratorij Oak Ridge).

Usprkos ovim izazovima, strateške prilike su brojne. Eksaskalno računalstvo spremno je ubrzati proboje u modeliranju klime, otkrivanju lijekova, umjetnoj inteligenciji i znanosti o materijalima, nudeći konkurentske prednosti nacijama i organizacijama koje vode u njegovom implementaciji. Pritisak za eksaskalno također pokreće inovacije u proizvodnji poluvodiča, međuspojima i energetskom učinkovitosti, s benefitima za širu IT industriju (Intel).

U sažetku, iako eksaskalni HPC u 2025. godini nosi tehničke, financijske i operativne rizike, također predstavlja jedinstveno razdoblje za strateško vođenje i tehnološki napredak za one sposobne navigirati njegovim složenostima.

Izvori & Reference

• Frontier
• NVIDIA
• EuroHPC zajedničko ulaganje
• TOP500
• NERSC
• IBM Corporation
• Fujitsu
• Lenovo
• MarketsandMarkets
• RIKEN