Exascale-Computing-Markt

Marktgröße für Exascale-Computing

Die Größe des globalen Exascale-Computing-Marktes wurde im Jahr 2023 auf 3.123,9 Millionen US-Dollar geschätzt und wird voraussichtlich von 3.857,9 Millionen US-Dollar im Jahr 2024 auf 20.289,3 Millionen US-Dollar im Jahr 2031 wachsen, was einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 26,76 % im Prognosezeitraum entspricht. Der Markt verzeichnet ein rasantes Wachstum, angetrieben durch die steigende Nachfrage nach Hochleistungsrechnen in der wissenschaftlichen Forschung, Klimamodellierung und Anwendungen der künstlichen Intelligenz.

Der Fortschritt des Marktes wird durch Fortschritte in der Halbleitertechnologie, verbesserte Datenspeicherlösungen und strategische Kooperationen zwischen Branchenführern und Regierungsbehörden weiter vorangetrieben und fördert Innovation und Effizienz bei der Verarbeitung riesiger Datensätze zur Lösung komplexer Probleme.

Im Arbeitsumfang umfasst der Bericht Lösungen von Unternehmen wie Hewlett Packard Enterprise Development LP, IBM, Intel Corporation, NVIDIA Corporation, DDN, Fujitsu, Advanced Micro Devices, Inc., Lenovo, Atos SE, NEC Corporation und anderen .

Der Exascale-Computing-Markt verzeichnet ein erhebliches Wachstum, vor allem aufgrund der steigenden Nachfrage nach High-Performance-Computing-Systemen (HPC), die komplexe Datenverarbeitung und groß angelegte Simulationen bewältigen können.

Fortschritte in der künstlichen Intelligenz (KI) und im maschinellen Lernen (ML) treiben dieses Wachstum weiter voran, da Unternehmen nach schnelleren und effizienteren Möglichkeiten zur Analyse großer Datenmengen suchen. Darüber hinaus fördern öffentlich-private Partnerschaften die Innovations- und Forschungskapazitäten in der Branche.

• Im Mai 2024 schloss sich die Intel Corporation mit Hewlett Packard Enterprise zusammen, um den Exascale-Supercomputer Aurora zu entwickeln, der über 21.248 Prozessoren der Intel Xeon CPU Max-Serie und 63.744 Intel Data Center GPU Max-Einheiten verfügt. Als weltweit größtes KI-fähiges System erreichte Aurora 10,6 Exaflops, was einen bedeutenden Durchbruch in der Exascale-Computing-Technologie darstellt.

Es wird erwartet, dass die laufenden Fortschritte im Exascale-Computing in Verbindung mit strategischen Kooperationen die Verarbeitungskapazitäten erheblich verbessern und so das Marktwachstum ankurbeln werden.

Unter Exascale Computing versteht man Systeme, die mindestens einen Exaflop ausführen können, was einer Trillion (10^18) Berechnungen pro Sekunde entspricht. Dieses Leistungsniveau ist für die Bewältigung hochkomplexer Probleme in verschiedenen Bereichen, einschließlich Klimamodellierung, Genomforschung und groß angelegten Simulationen in der Physik und den Materialwissenschaften, von entscheidender Bedeutung.

Exascale-Systeme kombinieren fortschrittliche Hardware, einschließlich leistungsstarker Prozessoren und enormer Speicherkapazitäten, mit ausgefeilten Software-Frameworks, um riesige Datensätze effizient zu verwalten und zu analysieren. Die Entwicklung des Exascale-Computing zielt darauf ab, wissenschaftliche Erkenntnisse zu verbessern, Entscheidungsprozesse zu verbessern und Innovationen zu fördern, indem Forscher in die Lage versetzt werden, bisher unerreichbare rechnerische Herausforderungen anzugehen.

Analystenbewertung

Der Exascale-Computing-Markt wächst aufgrund von Investitionen in fortschrittliche Rechenkapazitäten, die die wissenschaftliche Forschung in verschiedenen Sektoren wie dem Gesundheitswesen, insbesondere in der Genomik und der Arzneimittelforschung, verbessern. Die wachsende Nachfrage nach Hochleistungs-Computing-Lösungen fördert Innovation und Zusammenarbeit zwischen Regierung und Privatsektor und treibt so die Marktexpansion voran.

• So wird Europa beispielsweise im Jahr 2024 seinen ersten Exascale-Computer, Jupiter, im deutschen Hochleistungsrechenzentrum Jülich auf den Markt bringen. Es wird erwartet, dass Jupiter einen Exaflop erreicht und eine Milliarde Berechnungen pro Sekunde durchführt. Die voraussichtlichen Kosten für den sechsjährigen Bau und Betrieb belaufen sich auf 545 Millionen US-Dollar.

Wichtige Marktteilnehmer nutzen diese Chance strategisch, indem sie in Spitzentechnologien investieren, Partnerschaften mit Forschungseinrichtungen eingehen und innovative Lösungen entwickeln, die die Rechenkapazitäten verbessern.

Wachstumsfaktoren für den Exascale-Computing-Markt

Das Wachstum des Marktes wird durch die steigende Nachfrage nach fortschrittlicher Rechenleistung in verschiedenen Branchen gefördert. Seine Fähigkeit, riesige Datensätze zu verarbeiten und komplexe Simulationen mit außergewöhnlicher Geschwindigkeit durchzuführen, spielt in Bereichen wie Klimaforschung, Genomik und Materialwissenschaften eine entscheidende Rolle.

Der Bedarf, komplexe Herausforderungen zu lösen und die datengesteuerte Entscheidungsfindung zu optimieren, führt zu einem zunehmenden Einsatz von Exascale-Systemen. Branchen, die die prädiktive Modellierung, Forschung und Echtzeitanalyse verbessern wollen, investieren stark in diese Technologie und tragen so zur Expansion des Exascale-Computing-Marktes bei.

Die Entwicklung des Marktes wird durch die hohen Kosten im Zusammenhang mit Infrastrukturentwicklung, Wartung und Energieverbrauch behindert. Darüber hinaus stellt die Komplexität der Integration fortschrittlicher Hardware- und Softwaresysteme Unternehmen, die Exascale-Lösungen implementieren möchten, vor erhebliche Herausforderungen.

Wichtige Akteure mildern diese Herausforderungen durch strategische Partnerschaften und Kooperationen, die gemeinsame Ressourcen und Fachwissen nutzen. Investitionen in energieeffiziente Technologien und innovative Kühllösungen senken die Betriebskosten. Darüber hinaus konzentrieren sich Unternehmen auf die Entwicklung modularer Architekturen, die inkrementelle Upgrades statt kompletter Systemüberholungen ermöglichen.

Darüber hinaus stellen Initiativen zur Personalentwicklung und -schulung sicher, dass qualifizierte Fachkräfte die komplexen Anforderungen des Exascale-Computings erfüllen und so das Marktwachstum und die Nachhaltigkeit unterstützen.

Markttrends für Exascale-Computing

Die wachsende Abhängigkeit von Modellen der künstlichen Intelligenz (KI) und des maschinellen Lernens (ML) verändert die Landschaft des Exascale-Computing-Marktes. KI- und ML-Modelle erfordern eine enorme Rechenleistung, um große Datensätze zu verarbeiten und komplexe Berechnungen durchzuführen, was Exascale-Systeme für diese Aufgaben äußerst wertvoll macht.

Dieser Trend treibt die KI-gesteuerte Forschung und Entwicklung voran und fördert Innovationen bei autonomen Systemen und prädiktiven Analysen.

• Im November 2023 ging DDN eine Partnerschaft mit Sandia National Laboratories ein, um sein DDN Infinia-Ökosystem zu verbessern, es für High-Performance-Computing (HPC)-Arbeitslasten zu optimieren und sicherzustellen, dass es den sich ändernden Anforderungen staatlicher Labore gerecht wird.

Die Fähigkeit des Exascale-Computings, den steigenden Anforderungen an schnellere Verarbeitung und höhere Recheneffizienz gerecht zu werden, treibt das Marktwachstum voran.

Die Integration von Quantencomputerfunktionen in hybride Exascale-Computermodelle treibt das Marktwachstum voran, indem sie die Einschränkungen klassischer Computersysteme angeht. Organisationen erkennen zunehmend die Vorteile der Kombination von Quanten- und Exascale-Technologien zur Bewältigung komplexer Herausforderungen, die immense Rechenleistung erfordern, wie etwa Klimamodellierung und groß angelegte Simulationen.

Diese Konvergenz ermöglicht eine schnellere Datenverarbeitung und verbesserte Problemlösungsfähigkeiten und zieht Investitionen und Interesse aus verschiedenen Sektoren an, darunter Pharmazie, Finanzen und Materialwissenschaften. Die Nutzung von Quantenvorteilen im Exascale-Framework erleichtert innovative Anwendungen und schafft eine starke Nachfrage nach fortschrittlichen Computerlösungen.

Segmentierungsanalyse

Der globale Markt wurde nach Komponente, Bereitstellung, Endbenutzer und Geografie segmentiert.

Nach Komponente

Basierend auf den Komponenten wurde der Markt in Hardware, Software und Dienstleistungen unterteilt. Die Hardware führte im Jahr 2023 den Exascale-Computing-Markt an und erreichte einen Wert von 2.033,9 Millionen US-Dollar. Dieses Wachstum ist auf die steigende Nachfrage nach fortschrittlichen Computersystemen zurückzuführen, die große Datenmengen mit beispielloser Geschwindigkeit verarbeiten können.

Schlüsselkomponenten wie Hochleistungsprozessoren, GPUs und Speichersysteme sind entscheidend für die Unterstützung der Hochgeschwindigkeitsvorgänge, die für Exascale-Systeme erforderlich sind. Unternehmen arbeiten kontinuierlich an Innovationen, um energieeffiziente und leistungsstarke Hardware bereitzustellen, die komplexe Anwendungen in den Bereichen wissenschaftliche Forschung, künstliche Intelligenz und nationale Sicherheit bewältigen kann.

Die Entwicklung modernster Prozessoren und spezialisierter Architekturen steigert die Leistung von Exascale-Systemen und unterstützt so das Segmentwachstum.

Durch Bereitstellung

Basierend auf der Bereitstellung wurde der Markt in On-Premises und Cloud kategorisiert. Das Cloud-Segment hatte im Jahr 2023 mit 68,79 % den größten Anteil. Mit der zunehmenden Akzeptanz cloudbasierter Infrastruktur für skalierbare Hochleistungs-Computing-Anforderungen wird für das Segment ein erhebliches Wachstum erwartet.

Cloud-Plattformen bieten Flexibilität und ermöglichen Benutzern den Zugriff auf immense Rechenleistung, ohne dass Investitionen in Hardware vor Ort erforderlich sind. Dieser Wandel ermöglicht es Branchen wie dem Gesundheitswesen, dem Finanzwesen und der wissenschaftlichen Forschung, komplexe Simulationen und datenintensive Aufgaben effizient durchzuführen.

Cloud-Anbieter rüsten ihre Infrastruktur kontinuierlich mit fortschrittlichen Technologien wie Quantencomputer-Integrationen und KI-Optimierung auf und verbessern so die Fähigkeiten cloudbasierter Exascale-Systeme.

So erweitern große Player wie Amazon Web Services (AWS) und Microsoft Azure ihre Angebote im Bereich High Performance Computing, um der wachsenden Nachfrage nach cloudbasierten Exascale-Lösungen gerecht zu werden, und tragen damit maßgeblich zum Ausbau des Segments bei.

Vom Endbenutzer

Basierend auf dem Endverbraucher wurde der Markt in Regierung und Verteidigung, Gesundheitswesen und Biowissenschaften, Finanzdienstleistungen, Forschung und Wissenschaft, Fertigung und Energie und andere eingeteilt. Das Segment Regierung und Verteidigung wird voraussichtlich bis 2031 den höchsten Umsatz von 8.113,0 Millionen US-Dollar erzielen.

Dieses Wachstum wird durch den steigenden Bedarf an fortschrittlicher Rechenleistung zur Verwaltung komplexer Verteidigungsoperationen, nationaler Sicherheit und wissenschaftlicher Forschungsprojekte gefördert. Regierungen auf der ganzen Welt investieren stark in Exascale-Systeme, um Aufgaben wie Cybersicherheit in Echtzeit zu bewältigenDatenanalyseund groß angelegte Simulationen, die Verteidigungsstrategien und politische Entscheidungen unterstützen.

Dieses Segment profitiert von der Fähigkeit von Exascale Computing, enorme Datenmengen zu verarbeiten und so eine präzisere Modellierung militärischer Szenarien und Katastrophenreaktionsstrategien zu ermöglichen.

• Beispielsweise entwickelte das Exascale Computing Project (ECP) des US-Energieministeriums (DOE) im Februar 2024 über einen Zeitraum von sieben Jahren ein Hochleistungs-Computing-Ökosystem, das Anwendungen, Software und Hardware integriert, um die leistungsstärksten Supercomputer der Welt zu optimieren.

Es wird erwartet, dass diese Faktoren die Expansion des Segments in den kommenden Jahren vorantreiben werden.

Regionale Analyse des Exascale-Computing-Marktes

Basierend auf der Region wurde der globale Markt in Nordamerika, Europa, den asiatisch-pazifischen Raum, MEA und Lateinamerika unterteilt.

Der nordamerikanische Exascale-Computing-Markt hatte im Jahr 2023 mit 35,12 % den größten Umsatzanteil und wurde mit 1.097,1 Millionen US-Dollar bewertet. Dieses bemerkenswerte Wachstum wird durch erhebliche staatliche Investitionen und Fortschritte in der Technologieinfrastruktur vorangetrieben.

Die Vereinigten Staaten stehen an der Spitze dieses Wachstums, das durch Initiativen wie das Exascale Computing Project (ECP) des Energieministeriums (DOE) gekennzeichnet ist, das darauf abzielt, die nationale Sicherheit, die wissenschaftliche Forschung und die wirtschaftliche Wettbewerbsfähigkeit zu verbessern.

Die Nachfrage nach fortschrittlichen High-Performance-Computing-Systemen (HPC) steigt aufgrund des wachsenden Bedarfs an komplexen Datenanalysen in den Bereichen Verteidigung, Gesundheitswesen und Energie. Öffentlich-private Partnerschaften beschleunigen technologische Innovationen in der Region weiter.

• Beispielsweise war das ECP, das von 2016 bis 2024 durchgeführt wurde, das größte vom DOE verwaltete Software-Forschungsprojekt. Diese 1,8 Milliarden US-Dollar teure Initiative entwickelte ein robustes Exascale-Computing-Ökosystem, um zukünftige Herausforderungen in den Bereichen Energie, Sicherheit und Gesundheitswesen zu bewältigen.

Es wird erwartet, dass der Markt im asiatisch-pazifischen Raum schnell wachsen wird, mit einem atemberaubenden CAGR von 29,67 % im Prognosezeitraum. Diese Expansion wird durch zunehmende Investitionen in fortschrittliche Computertechnologien und eine starke staatliche Unterstützung der wissenschaftlichen Forschung verstärkt.

Länder wie China und Japan stehen an vorderster Front und machen erhebliche Fortschritte bei der Hochleistungsrechner-Infrastruktur, um ihre Fähigkeiten in den Bereichen wissenschaftliche Entdeckung, Gesundheitswesen und industrielle Anwendungen zu verbessern. Die wachsende Nachfrage nach energieeffizienten Systemen und Innovationen in den Bereichen KI und Quantencomputing treibt das regionale Marktwachstum weiter voran.

• Beispielsweise demonstrierte die NEC Corporation im Juni 2024 in Zusammenarbeit mit AIST, der Yokohama National University und der Tohoku University einen supraleitenden Schaltkreis, der viele Qubits bei niedrigen Temperaturen steuern kann, was einen großen Fortschritt in Richtung groß angelegter Quantencomputersysteme in Japan darstellt.

Die kontinuierlichen Investitionen der Region in diese Spitzentechnologien positionieren sie als Schlüsselregion in der globalen Exascale-Computing-Landschaft und fördern Innovation und branchenübergreifende Zusammenarbeit.

Wettbewerbslandschaft

Der globale Exascale-Computing-Marktbericht wird wertvolle Erkenntnisse liefern, wobei der Schwerpunkt auf der Fragmentierung der Branche liegt. Prominente Akteure konzentrieren sich auf mehrere wichtige Geschäftsstrategien wie Partnerschaften, Fusionen und Übernahmen, Produktinnovationen und Joint Ventures, um ihr Produktportfolio zu erweitern und ihre Marktanteile in verschiedenen Regionen zu erhöhen.

Unternehmen setzen wirkungsvolle strategische Initiativen um, wie z. B. den Ausbau von Dienstleistungen, Investitionen in Forschung und Entwicklung (F&E), die Einrichtung neuer Servicebereitstellungszentren und die Optimierung ihrer Servicebereitstellungsprozesse, die wahrscheinlich neue Möglichkeiten für das Marktwachstum schaffen.

Liste der wichtigsten Unternehmen im Exascale-Computing-Markt

• Hewlett Packard Enterprise Development LP
• IBM
• Intel Corporation
• NVIDIA Corporation
• DDN
• Fujitsu
• Advanced Micro Devices, Inc.
• Lenovo
• Atos SE
• NEC Corporation

Wichtige Branchenentwicklungen

• September 2024 (Produktentwicklung):Das gemeinsame Unternehmen EuroHPC hat Leonardo, den siebtschnellsten Supercomputer, mit einer Investition von 219,4 Millionen US-Dollar in neue GPUs, CPUs und Speicher mit hoher Bandbreite aufgerüstet. Diese Verbesserung verbesserte Leonardos Effizienz bei KI-Workloads und spiegelte den Trend wider, dass sich Supercomputer an die Anforderungen der künstlichen Intelligenz anpassen. Solche Upgrades sind für die Weiterentwicklung der Forschung in allen Sektoren von entscheidender Bedeutung und dürften das Wachstum des Marktes ankurbeln.
• Mai 2023 (Produkteinführung):Nvidia brachte seinen ersten kommerziellen Exascale-Supercomputer auf den Markt, den DGX GH200. Dieses fortschrittliche System verfügt über 256 GH200 Grace Hopper-Hybridprozessoren, die über das NVLink-Switch-System von Nvidia verbunden sind und 144 Terabyte Speicher bereitstellen, der für das Training von KI-Frameworks optimiert ist.

Der globale Exascale-Computing-Markt ist unterteilt in:

Nach Komponente

• Hardware
• Software
• Dienstleistungen

Durch Bereitstellung

• Vor Ort
• Wolke

Vom Endbenutzer

• Regierung und Verteidigung
• Gesundheitswesen und Biowissenschaften
• Finanzdienstleistungen
• Forschung und Wissenschaft
• Fertigung und Energie
• Andere

Nach Region

• Nordamerika
  • UNS.
  • Kanada
  • Mexiko
• Europa
  • Frankreich
  • Vereinigtes Königreich
  • Spanien
  • Deutschland
  • Italien
  • Russland
  • Restliches Europa
• Asien-Pazifik
  • China
  • Japan
  • Indien
  • Südkorea
  • Rest des asiatisch-pazifischen Raums
• Naher Osten und Afrika
  • GCC
  • Nordafrika
  • Südafrika
  • Rest des Nahen Ostens und Afrikas
• Lateinamerika
  • Brasilien
  • Argentinien
  • Rest Lateinamerikas