Exascale High-Performance Computing Markt Rapport 2025: Ontdek Groeimotoren, Technologie-innovaties en Wereldwijde Vooruitzichten. Verken Belangrijke Trends, Concurrentiedynamiek en Strategische Kansen die het Volgende Tijdperk van HPC Vormgeven.

• Samenvatting & Marktoverzicht
• Belangrijke Technologietrends in Exascale HPC (2025–2030)
• Concurrentielandschap en Leiders
• Marktgroei Vooruitzichten en Omzetprojecties (2025–2030)
• Regionale Analyse: Noord-Amerika, Europa, Azië-Pacific en de Rest van de Wereld
• Toekomstperspectief: Opkomende Toepassingen en Investeringshotspots
• Uitdagingen, Risico’s en Strategische Kansen
• Bronnen & Referenties

Samenvatting & Marktoverzicht

Exascale high-performance computing (HPC) verwijst naar computersystemen die in staat zijn om ten minste één exaflop uit te voeren, ofwel een miljard miljard (10¹⁸) berekeningen per seconde. Deze sprong in rekenkracht markeert een transformatieve mijlpaal voor wetenschappelijk onderzoek, kunstmatige intelligentie, klimaatmodelling en geavanceerde engineering. Vanaf 2025 kent de wereldwijde exascale HPC-markt een snelle groei, aangedreven door een toenemende vraag naar data-intensievere toepassingen en de noodzaak voor realtime analyses in sectoren zoals gezondheidszorg, energie en defensie.

De uitrol van exascale systemen verandert het concurrentielandschap van supercomputing. De Verenigde Staten, China, Japan en de Europese Unie lopen voorop in de race, met aanzienlijke investeringen in nationale exascale-initiatieven. In 2023 lanceerde de VS zijn eerste exascale-systeem, Frontier, in het Oak Ridge National Laboratory, met meer dan 1,1 exaflops. China en de EU verwachten hun eigen exascale-systemen operationeel te hebben tegen 2025, wat de mondiale concurrentie en samenwerking in HPC-onderzoek en infrastructuurontwikkeling vergroot.

Volgens Gartner wordt verwacht dat de wereldwijde HPC-markt tegen 2025 $55 miljard zal bereiken, waarbij exascale-systemen een groeiend aandeel van deze waarde vertegenwoordigen. De markt wordt gekenmerkt door sterke investeringen van zowel de publieke als de private sector, met technologiebedrijven zoals Intel, AMD, NVIDIA en Hewlett Packard Enterprise die cruciale rollen spelen in hardware- en software-innovatie.

• Belangrijke drijfveren zijn onder andere de proliferatie van AI en machine learning workloads, de behoefte aan geavanceerde simulatie in wetenschappelijk onderzoek en de toenemende complexiteit van big data-analyse.
• Uitdagingen blijven bestaan op het gebied van energie-efficiëntie, systeembedrijfzekerheid en software-schaalbaarheid, wat voortdurende R&D in nieuwe architecturen en koeloplossingen vereist.
• Overheidsfinanciering en internationale samenwerkingen versnellen de adoptiesnelheid van exascale, met strategische initiatieven zoals het Amerikaanse Exascale Computing Project en de EU’s EuroHPC Joint Undertaking.

Samenvattend markeert 2025 een cruciaal jaar voor exascale HPC, met technologie die in staat is om ongekende mogelijkheden te ontsluiten binnen verschillende sectoren en onderzoeksdomeinen, terwijl het ook nieuwe uitdagingen en kansen presenteert voor marktdeelnemers.

Belangrijke Technologietrends in Exascale HPC (2025–2030)

Exascale high-performance computing (HPC) staat op het punt wetenschappelijke ontdekkingen, engineering en kunstmatige intelligentie te transformeren door systemen te leveren die in staat zijn om ten minste één exaflop (10¹⁸ floating-point operaties per seconde) uit te voeren. Terwijl de eerste exascale-systemen in 2025 operationeel worden, zijn er verschillende belangrijke technologie-trends die het landschap voor de rest van het decennium vormgeven.

• Heterogene Architecturen: De integratie van CPU’s, GPU’s en gespecialiseerde accelerators wordt standaard in exascale-systemen. Deze heterogene aanpak maakt optimale prestaties mogelijk voor diverse workloads, van traditionele simulaties tot AI en data-analyse. Bijvoorbeeld, de Frontier-supercomputer in het Oak Ridge National Laboratory maakt gebruik van AMD CPU’s en GPU’s, wat precedenten schept voor toekomstige exascale-implementaties.
• Energie-efficiëntie en Koeling: Energieverbruik is een kritieke beperking bij exascale. Innovaties in vloeistofkoeling, geavanceerd energiebeheer en energie-efficiënte chipontwerpen zijn essentieel. Volgens TOP500 behalen de meest energie-efficiënte supercomputers nu meer dan 60 gigaflops per watt, een trend die waarschijnlijk zal versnellen naarmate duurzaamheid een prioriteit wordt.
• Geavanceerde Interconnects: Hoge-bandbreedte, lage-latentie interconnects zoals NVIDIA’s NVLink, AMD’s Infinity Fabric en op maat gemaakte oplossingen van Intel zijn cruciaal voor het schalen van prestaties over miljoenen cores. De adoptie van optische interconnects en siliciumfotonica wordt verwacht om knelpunten in databeweging verder te verminderen.
• AI-integratie: Exascale-systemen worden steeds meer geoptimaliseerd voor AI-workloads, met specifieke hardware voor machine learning en deep learning. Deze convergentie stimuleert nieuwe software-frameworks en co-designinspanningen, zoals benadrukt door NERSC.
• Software en Programmeermodellen: De complexiteit van exascale-hardware vereist nieuwe programmeerparadigma’s en softwaretools. Open-source-initiatieven en industrie-samenwerkingen, zoals het Exascale Computing Project, ontwikkelen schaalbare bibliotheken, prestatie-analysetools en draagbare programmeermodellen om het systeemgebruik te maximaliseren.

Deze trends bepalen gezamenlijk de koers van exascale HPC vanaf 2025, wat doorbraken mogelijk maakt in klimaatmodellering, genomica, materiaalkunde en meer.

Concurrentielandschap en Leiders

Het concurrentielandschap van de exascale high-performance computing (HPC) markt in 2025 wordt gekenmerkt door intense rivaliteit tussen een selecte groep wereldwijde technologieleiders, die elk strijden om de meest geavanceerde, energie-efficiënte en schaalbare exascale systemen te leveren. De markt wordt voornamelijk aangedreven door door de overheid gesteunde initiatieven, de eisen van wetenschappelijk onderzoek en de toenemende behoefte aan data-intensievere toepassingen in kunstmatige intelligentie, klimaatmodellering en levenswetenschappen.

Belangrijke spelers die de exascale HPC-sector domineren, zijn onder andere Intel Corporation, Advanced Micro Devices (AMD), NVIDIA Corporation, IBM Corporation en Hewlett Packard Enterprise (HPE). Deze bedrijven staan aan de voorhoede van processor-, accelerator- en systeemaarchitecture-aanpassing en werken vaak samen met nationale laboratoria en supercomputingscentra.

• Intel Corporation en HPE hebben samengewerkt om het “Aurora” exascale-systeem te leveren aan het Argonne National Laboratory, waarbij gebruik wordt gemaakt van Intel’s Xeon CPU’s en Ponte Vecchio GPU’s. Deze samenwerking benadrukt Intel’s toewijding aan heterogene computer- en geavanceerde interconnects.
• AMD heeft zijn positie versterkt met de “Frontier” supercomputer in het Oak Ridge National Laboratory, dat, vanaf 2025, een van ’s werelds snelste exascale-systemen blijft. De EPYC CPU’s en Instinct GPU’s van AMD zijn centraal in deze prestatie, wat de bekwaamheid van het bedrijf in energie-efficiënte architecturen met hoge core-aantallen benadrukt.
• NVIDIA breidt zijn invloed verder uit met zijn Grace Hopper Superchip en geavanceerde GPU-technologieën, die verschillende exascale-klasse systemen aandrijven en AI-centrische workloads in zowel onderzoeks- als bedrijfsomgevingen stimuleren.
• IBM behoudt een sterke aanwezigheid met zijn Power-processoren en OpenPOWER-ecosysteem, vaak in samenwerking met onderzoeksinstellingen voor maatwerk exascale-implementaties.

De concurrentiedynamiek wordt verder vormgegeven door internationale spelers zoals Fujitsu (met name met het Fugaku-systeem in Japan) en Sugon en Lenovo in China, die snel inheemse exascale capaciteiten ontwikkelen. Strategische allianties, overheidsfinanciering en de ontwikkeling van gepatenteerde technologieën zijn belangrijke differentiators op deze markt. Volgens TOP500 wordt verwacht dat het aantal exascale-systemen zal groeien, waardoor de concurrentie toeneemt en de innovatie in de sector wordt versneld.

Marktgroei Vooruitzichten en Omzetprojecties (2025–2030)

De exascale high-performance computing (HPC) markt staat op het punt aanzienlijke uitbreiding te ondergaan in 2025, aangedreven door de toenemende vraag naar geavanceerde rekenmogelijkheden voor wetenschappelijk onderzoek, kunstmatige intelligentie (AI) en industriële toepassingen. Volgens projecties van Gartner wordt verwacht dat de wereldwijde IT-uitgaven zullen stijgen, met een aanzienlijke toewijzing aan HPC-infrastructuur naarmate organisaties de voordelen van exascale systemen voor complexe simulaties en data-intensievere workloads willen benutten.

Marktonderzoek van MarketsandMarkets schat dat de wereldwijde HPC-markt ongeveer $56 miljard zal bereiken tegen 2025, waarbij exascale-systemen een snelgroeiende segment vertegenwoordigen. De overgang naar exascale computing—gedefinieerd als systemen die in staat zijn om ten minste één exaflop, of een miljard miljard berekeningen per seconde, uit te voeren—wordt verwacht te versnellen, aangedreven door overheidsinvesteringen en publiek-private partnerschappen. Bijvoorbeeld, de exascale-initiatieven van het Amerikaanse ministerie van Energie en soortgelijke programma’s in Europa en Azië worden verwacht de marktgroei te katalyseren en innovatie in hardware- en software-ecosystemen te bevorderen.

• Omzetprojecties: Industrieanalisten voorspellen dat exascale HPC-omzetten een aanzienlijk aandeel van de totale HPC-markt zullen uitmaken tegen 2025, met jaarlijkse omzetten van exascale-systemen en bijbehorende diensten die naar verwachting wereldwijd meer dan $5 miljard zullen overschrijden. Deze groei wordt ondersteund door toenemende adoptie in sectoren zoals klimaatmodellering, genomica en de ontwikkeling van autonome voertuigen.
• Groei Drijfveren: Belangrijke factoren die de marktuitbreiding bevorderen zijn de proliferatie van AI en machine learning workloads, de noodzaak voor realtime analyses, en de toenemende complexiteit van wetenschappelijk onderzoek. De integratie van exascale-systemen met cloud-gebaseerde HPC-oplossingen wordt ook verwacht de marktoegang te verbreden en nieuwe inkomstenstromen te stimuleren.
• Regionaal Perspectief: Noord-Amerika wordt verwacht zijn leiderschapspositie in exascale HPC-implementatie te behouden, gevolgd door Europa en Azië-Pacific, waar aanzienlijke investeringen worden gedaan in nationale supercomputing-initiatieven (TOP500).

Samenvattend markeert 2025 een cruciaal jaar voor exascale HPC, met robuuste omzetgroei en marktexpansie als organisaties wereldwijd het transformerende potentieel van exascale computing benutten om steeds complexere rekenuitdagingen aan te pakken.

Regionale Analyse: Noord-Amerika, Europa, Azië-Pacific en de Rest van de Wereld

De wereldwijde exascale high-performance computing (HPC) markt ervaart aanzienlijke regionale differentiatie, aangedreven door overheidsinvesteringen, industriële vraag en technologische infrastructuur. In 2025 presenteren Noord-Amerika, Europa, Azië-Pacific en de Rest van de Wereld (RoW) elk unieke dynamieken die de adoptie en uitbreiding van exascale HPC-systemen vormgeven.

• Noord-Amerika: De Verenigde Staten blijven wereldwijd koploper in exascale HPC, aangedreven door aanzienlijke federale financiering en strategische initiatieven zoals het Exascale Computing Project. De implementatie van systemen zoals “Frontier” en “Aurora” bij nationale laboratoria benadrukt de toewijding van de regio aan wetenschappelijk onderzoek, defensie en kunstmatige intelligentie (Amerikaans Ministerie van Energie). De private sector, inclusief technologiebedrijven en cloudproviders, investeert ook zwaar in exascale capaciteiten ter ondersteuning van geavanceerde analyses en machine learning workloads (IBM).
• Europa: De Europese Unie versnelt zijn exascale-ambities door middel van de EuroHPC Joint Undertaking, die gericht is op het opzetten van een soevereine HPC-ecosysteem en het verminderen van de afhankelijkheid van niet-Europese technologieën. De lancering van het “JUPITER” exascale-systeem in Duitsland markeert een mijlpaal, met toepassingen die zich uitstrekken over klimaatmodellering, medicijnontdekking en industriële innovatie (EuroHPC Joint Undertaking). Samenwerkend R&D en grensoverschrijdende partnerschappen staan centraal in de strategie van Europa, ondersteund door aanzienlijke publieke financiering.
• Azië-Pacific: China en Japan zijn de voorlopers van exascale HPC in Azië-Pacific. De “Sunway” en “Tianhe” projecten van China, ondersteund door staatsinvesteringen, richten zich op nationale veiligheid, weer voorspelling en genomica (Nationale Natuurwetenschappelijke Stichting van China). De “Fugaku” supercomputer van Japan, ontwikkeld door RIKEN en Fujitsu, blijft doorbraken realiseren in pandemiemodellering en materiaalkunde (RIKEN). Regionale overheden geven prioriteit aan exascale als een pijler van digitale transformatie en economische concurrentievermogen.
• Rest van de Wereld: Terwijl adoptie nog in de kinderschoenen staat, verkennen landen in het Midden-Oosten en Latijns-Amerika exascale HPC voor energie, gezondheidszorg en slimme stadstoepassingen. Investeringen zijn vaak verbonden aan partnerschappen met gevestigde leveranciers en internationale onderzoeksconsortia (Hewlett Packard Enterprise).

Al met al wordt 2025 gekenmerkt door toenemende concurrentie en samenwerking tussen regio’s, waarbij exascale HPC opkomt als een strategisch bezit voor wetenschappelijk leiderschap, economische groei en technologische soevereiniteit.

Toekomstperspectief: Opkomende Toepassingen en Investeringshotspots

Het toekomstperspectief voor exascale high-performance computing (HPC) in 2025 wordt gekenmerkt door een toename van opkomende toepassingen en een dynamische verschuiving in wereldwijde investeringshotspots. Nu exascale-systemen—die in staat zijn om ten minste één exaflop, of een miljard miljard berekeningen per seconde uit te voeren—operationeel worden, wordt hun transformerende potentieel gerealiseerd in meerdere sectoren.

Opkomende toepassingen breiden zich snel uit buiten traditioneel wetenschappelijk onderzoek. In 2025 wordt verwacht dat exascale HPC een cruciale rol zal spelen in kunstmatige intelligentie (AI) en machine learning, waardoor het trainen van grootschalige modellen met ongekende snelheid en nauwkeurigheid mogelijk wordt. Dit is vooral relevant voor natuurlijke taalverwerking, medicijnontdekking en klimaatmodellering, waar de mogelijkheid om enorme datasets in realtime te verwerken van cruciaal belang is. Exascale computing wordt bijvoorbeeld verwacht de ontwikkeling van digitale tweelingen voor complexe systemen, zoals hele steden of geavanceerde productieprocessen, te versnellen, met realtime simulatie- en optimalisatiecapaciteiten TOP500.

In de energiesector worden exascale-systemen benut voor onderzoek naar geavanceerde materialen, nucleaire fusiesimulaties en het optimaliseren van netwerken voor hernieuwbare energie. Gezondheidszorg en genomica staan ook op het punt te profiteren, waarbij exascale computing het mogelijk maakt om genomische analyses op populatieniveau uit te voeren en initiatieven voor gepersonaliseerde geneeskunde te stimuleren HPCwire.

Investeringshotspots verschuiven nu de overheden en particuliere entiteiten het strategische belang van exascale capaciteiten erkennen. De Verenigde Staten blijft een leider door middel van initiatieven zoals het Exascale Computing Project, maar aanzienlijke investeringen worden ook gedaan in China, de Europese Unie en Japan. China’s “E-level” supercomputing-projecten en de EuroHPC Joint Undertaking van de EU pompen miljarden in de ontwikkeling van exascale-infrastructuur en ecosystemen EuroHPC Joint Undertaking. Ondertussen investeren cloudserviceproviders en halfgeleiderbedrijven steeds meer in technologieën die exascale mogelijk maken, zoals geavanceerde processors, accelerators en interconnects Intel.

• AI-gedreven wetenschappelijke ontdekkingen en digitale tweelingtoepassingen worden verwacht belangrijke groeigebieden te zijn.
• Gezondheidszorg, energie en klimaatwetenschap zullen versneld innoveren dankzij exascale mogelijkheden.
• Noord-Amerika, China en de EU zijn de primaire investeringshotspots, met groeiende activiteit in Japan en Zuid-Korea.
• De particuliere sector investeert steeds meer, met name in cloud-gebaseerde exascale-diensten en gespecialiseerde hardware.

Al met al zal 2025 een cruciaal jaar markeren voor exascale HPC, waarbij opkomende toepassingen en strategische investeringen de volgende golf van rekendoorbraken vormgeven.

Uitdagingen, Risico’s en Strategische Kansen

Exascale high-performance computing (HPC) vertegenwoordigt een transformatieve sprong in rekenvermogen, waarmee systemen in staat zijn om ten minste één exaflop, of een miljard miljard berekeningen per seconde, uit te voeren. Nu de wereldwijde race om exascale-systemen te implementeren intensiever wordt, staat de sector in 2025 voor een complex landschap van uitdagingen, risico’s en strategische kansen.

Een van de belangrijkste uitdagingen is de toenemende kosten en complexiteit van de ontwikkeling van exascale-systemen. Het ontwerp, de integratie en de werking van exascale-architecturen vereisen aanzienlijke kapitaalinvesteringen, waarbij de systeembedrijfskosten vaak honderden miljoenen dollars overstijgen. Deze financiële drempel beperkt de deelname tot een handvol overheden en grote ondernemingen, wat mogelijk wereldwijde ongelijkheden in toegang tot en innovatie in rekenkracht vergroot (TOP500).

Technische risico’s zijn ook uitgesproken. Exascale-systemen vereisen ongekende energie-efficiëntie, aangezien het energieverbruik gemakkelijk meer dan 20 megawatt per installatie kan overstijgen. Het bereiken van deze efficiëntie vraagt om doorbraken in processorontwerp, geheugenhierarchie en koeltechnologieën. Bovendien introduceert de enorme schaal van exascale-architecturen nieuwe betrouwbaarheidzorgen, waarbij miljoenen componenten de kans op hardwarestoringen vergroten en robuuste fouttolerantie- en foutcorrectiemechanismen vereisen (HPCwire).

Software-schaalbaarheid en ecosysteemrijpheid zijn aanvullende hindernissen. Veel bestaande wetenschappelijke en industriële toepassingen vereisen aanzienlijke herengineering om exascale-parallelisme effectief te benutten. Het gebrek aan gestandaardiseerde programmeermodellen en tools voor exascale-omgevingen compliceert verder de softwareontwikkeling en -porting, wat de adoptie kan vertragen en de return on investment voor vroege adopters kan beperken (Oak Ridge National Laboratory).

Ondanks deze uitdagingen zijn er strategische kansen. Exascale computing staat op het punt doorbraken te versnellen in klimaatmodellering, medicijnontdekking, kunstmatige intelligentie en materiaalkunde, en biedt concurrentievoordelen voor landen en organisaties die vooroplopen in de implementatie. De push voor exascale katalyseert ook innovatie in de productie van halfgeleidende materialen, interconnects en energie-efficiënte computing, met spillovervoordelen voor de bredere IT-industrie (Intel).

Samenvattend, terwijl exascale HPC in 2025 doordrenkt is van technische, financiële en operationele risico’s, biedt het ook een unieke kans voor strategisch leiderschap en technologische vooruitgang voor degenen die in staat zijn om de complexiteit ervan te navigeren.

Bronnen & Referenties

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