エクサスケール コンピューティング市場

エクサスケール コンピューティングの市場規模

世界のエクサスケール コンピューティング市場規模は、2023 年に 31 億 2,390 万米ドルと評価され、2024 年の 38 億 5,790 万米ドルから 2031 年までに 202 億 8,930 万米ドルに成長すると予測されており、予測期間中に 26.76% の CAGR を示します。この市場は、科学研究、気候モデリング、人工知能アプリケーションにおけるハイパフォーマンス コンピューティングの需要の高まりによって急速に成長しています。

市場の進歩は、半導体技術の進歩、データストレージソリューションの強化、業界リーダーと政府機関との戦略的協力によってさらに加速され、複雑な問題解決のための膨大なデータセットの処理における革新と効率が促進されます。

このレポートには、Hewlett Packard Enterprise Development LP、IBM、Intel Corporation、NVIDIA Corporation、DDN、Fujitsu、Advanced Micro Devices, Inc.、Lenovo、Atos SE、NEC Corporation などの企業が提供するソリューションが含まれています。 。

エクサスケール コンピューティング市場は、主に複雑なデータ処理や大規模なシミュレーションを処理できるハイ パフォーマンス コンピューティング (HPC) システムに対する需要の増加により、大幅な成長を遂げています。

人工知能 (AI) と機械学習 (ML) の進歩により、組織は大量のデータをより迅速かつ効率的に分析する方法を模索しており、この成長はさらに加速しています。さらに、官民パートナーシップにより、この分野のイノベーションと研究能力が促進されています。

• 2024 年 5 月、インテル コーポレーションはヒューレット パッカード エンタープライズと提携して、21,248 個のインテル Xeon CPU Max シリーズ プロセッサーと 63,744 個のインテル データセンター GPU Max ユニットを搭載した Aurora エクサスケール スーパーコンピューターを開発しました。世界最大の AI 対応システムとして、Aurora は 10.6 エクサフロップスを達成し、エクサスケール コンピューティング テクノロジーにおける大きな進歩を強調しました。

エクサスケール コンピューティングの継続的な進歩と戦略的提携により、処理能力が大幅に向上し、市場の成長が促進されることが期待されています。

エクサスケール コンピューティングとは、1 秒あたり 1 京 (10^18) 回の計算に相当する、少なくとも 1 エクサフロップスを実行できるシステムを指します。このレベルのパフォーマンスは、気候モデリング、ゲノム研究、物理学や材料科学における大規模シミュレーションなど、さまざまな領域にわたる非常に複雑な問題に取り組むために不可欠です。

エクサスケール システムは、強力なプロセッサや膨大なメモリ容量を含む高度なハードウェアと洗練されたソフトウェア フレームワークを組み合わせて、大量のデータセットを効率的に管理および分析します。エクサスケール コンピューティングの開発は、研究者がこれまで達成できなかった計算上の課題に取り組めるようにすることで、科学的発見を強化し、意思決定プロセスを改善し、イノベーションを促進することを目的としています。

アナリストのレビュー

エクサスケール コンピューティング市場は、高度な計算能力への投資により拡大しており、ヘルスケア、特にゲノミクスや創薬などのさまざまな分野にわたる科学研究が強化されています。ハイパフォーマンス コンピューティング ソリューションに対する需要の高まりにより、政府と民間部門間のイノベーションと協力が促進され、それによって市場の拡大が推進されます。

• たとえば、ヨーロッパでは、2024 年にドイツのユーリッヒ スーパーコンピューティング センターで最初のエクサスケール コンピューター Jupiter が打ち上げられる予定です。木星は 1 エクサフロップスを達成し、1 秒あたり 10 億回の計算を実行すると予想されています。 6 年間の建設と運営にかかる予想コストは 5 億 4,500 万ドルです。

市場の主要企業は、最先端のテクノロジーへの投資、研究機関とのパートナーシップの形成、計算能力を強化する革新的なソリューションの開発によって、この機会を戦略的に活用しています。

エクサスケールコンピューティング市場の成長要因

市場の成長は、さまざまな業界にわたる高度な計算能力に対する需要の高まりによって促進されています。膨大なデータセットを処理し、複雑なシミュレーションを並外れた速度で実行できるその能力は、気候研究、ゲノミクス、材料科学などの分野で極めて重要な役割を果たしています。

複雑な課題を解決し、データ主導の意思決定を最適化する必要性により、エクサスケール システムの採用が増加しています。予測モデリング、研究、リアルタイム分析の向上を目指す業界は、このテクノロジーに多額の投資を行っており、エクサスケール コンピューティング市場の拡大に貢献しています。

市場の発展は、インフラ開発、メンテナンス、エネルギー消費に関連する高額なコストによって妨げられています。さらに、高度なハードウェア システムとソフトウェア システムの統合の複雑さは、エクサスケール ソ​​リューションの導入を目指す組織にとって大きな課題となります。

主要企業は、共有リソースと専門知識を活用する戦略的パートナーシップとコラボレーションを通じて、これらの課題を軽減しています。エネルギー効率の高いテクノロジーと革新的な冷却ソリューションへの投資により、運用コストが削減されています。さらに、企業はシステムの完全なオーバーホールではなく段階的なアップグレードを可能にするモジュラー アーキテクチャの開発に注力しています。

さらに、労働力の開発とトレーニングにおける取り組みにより、エクサスケール コンピューティングの複雑な要件を満たす熟練した専門家が確保され、市場の成長と持続可能性がサポートされています。

エクサスケール コンピューティング市場の動向

人工知能 (AI) および機械学習 (ML) モデルへの依存の高まりにより、エクサスケール コンピューティング市場の状況が変わりつつあります。 AI および ML モデルは、大規模なデータセットを処理し、複雑な計算を実行するために膨大な計算能力を必要とするため、エクサスケール システムはこれらのタスクにとって非常に価値があります。

この傾向により、AI 主導の研究開発が前進し、自律システムと予測分析のイノベーションが促進されています。

• 2023 年 11 月、DDN はサンディア国立研究所と提携して DDN Infinia エコシステムを強化し、ハイ パフォーマンス コンピューティング（HPC）ワークロード向けに最適化し、政府研究所の進化する要求に確実に応えられるようにしました。

エクサスケール コンピューティングの能力により、より高速な処理と高い計算効率に対する需要の高まりが市場の成長を促進します。

量子コンピューティング機能をハイブリッド エクサスケール コンピューティング モデルに統合することで、古典的なコンピューティング システムの限界に対処し、市場の成長を推進しています。組織は、気候モデリングや大規模シミュレーションなど、膨大な計算能力を必要とする複雑な課題に取り組むために、量子技術とエクサスケール技術を組み合わせる利点をますます認識しつつあります。

この統合により、より高速なデータ処理と強化された問題解決能力が可能になり、製薬、金融、材料科学などのさまざまな分野からの投資と関心を集めています。エクサスケール フレームワーク内で量子の利点を活用することで革新的なアプリケーションが促進され、高度なコンピューティング ソリューションに対する堅固な需要が生み出されています。

セグメンテーション分析

世界市場は、コンポーネント、展開、エンドユーザー、地理に基づいて分割されています。

コンポーネント別

コンポーネントに基づいて、市場はハードウェア、ソフトウェア、サービスに分類されます。このハードウェアは 2023 年のエクサスケール コンピューティング市場を牽引し、評価額は 20 億 3,390 万米ドルに達しました。この成長は、前例のない速度で膨大な量のデータを処理できる高度な計算システムに対する需要が高まっていることに起因しています。

高性能プロセッサ、GPU、メモリ システムなどの主要コンポーネントは、エクサスケール システムに必要な高速動作をサポートする上で重要です。企業は、科学研究、人工知能、国家安全保障にわたる複雑なアプリケーションを処理できる、エネルギー効率が高く強力なハードウェアを提供するために革新を続けています。

最先端のプロセッサーと特殊なアーキテクチャーの開発により、エクサスケール システムのパフォーマンスが向上し、それによって分野別の成長が促進されています。

デプロイメント別

導入に基づいて、市場はオンプレミスとクラウドに分類されます。クラウド部門は、2023 年に 68.79% という最大のシェアを獲得しました。スケーラブルでハイパフォーマンスなコンピューティングのニーズに対応するクラウドベースのインフラストラクチャの採用が増加しているため、この部門は大幅な成長が見込まれています。

クラウド プラットフォームは柔軟性を提供し、ユーザーがオンプレミスのハードウェアに投資することなく膨大な計算能力にアクセスできるようにします。この変化により、医療、金融、科学研究などの業界は、複雑なシミュレーションやデータ集約型タスクを効率的に実行できるようになります。

クラウド プロバイダーは、量子コンピューティングの統合や AI の最適化などの高度なテクノロジーを使用してインフラストラクチャを継続的にアップグレードし、クラウドベースのエクサスケール システムの機能を強化しています。

たとえば、アマゾン ウェブ サービス (AWS) や Microsoft Azure などの大手企業は、クラウドベースのエクサスケール ソ​​リューションに対する需要の高まりに対応するためにハイパフォーマンス コンピューティングの製品を拡大しており、このセグメントの拡大に​​大きく貢献しています。

エンドユーザー別

エンドユーザーに基づいて、市場は政府と防衛、ヘルスケアとバイオサイエンス、金融サービス、研究と学術、製造とエネルギーなどに分類されています。政府および防衛部門は、2031 年までに 81 億 1,300 万米ドルの最高収益を獲得すると予想されています。

この成長は、複雑な防衛作戦、国家安全保障、科学研究プロジェクトを管理するための高度な計算能力に対するニーズの高まりによって促進されています。世界中の政府は、サイバーセキュリティ、リアルタイムなどのタスクを処理するエクサスケール システムに多額の投資を行っています。データ分析、防衛戦略と政策決定をサポートする大規模なシミュレーション。

このセグメントは、エクサスケール コンピューティングの膨大な量のデータを処理する能力の恩恵を受け、軍事シナリオや災害対応戦略のより正確なモデリングを可能にします。

• たとえば、2024 年 2 月、米国エネルギー省 (DOE) のエクサスケール コンピューティング プロジェクト (ECP) は、アプリケーション、ソフトウェア、ハードウェアを統合して世界で最も強力なスーパーコンピューターを最適化するハイパフォーマンス コンピューティング エコシステムを 7 年間にわたって開発しました。

これらの要因により、今後数年間でセグメントの拡大が促進されると予想されます。

エクサスケールコンピューティング市場の地域分析

地域に基づいて、世界市場は北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、MEA、ラテンアメリカに分類されています。

北米のエクサスケール コンピューティング市場は、2023 年に 35.12% という最大の収益シェアを占め、評価額は 10 億 9,710 万米ドルとなりました。この注目すべき成長は、政府による多額の投資とテクノロジー インフラストラクチャの進歩によって推進されています。

米国は、国家安全保障、科学研究、経済競争力の強化を目的としたエネルギー省 (DOE) のエクサスケール コンピューティング プロジェクト (ECP) などの取り組みによって特徴付けられ、この成長の最前線にいます。

防衛、ヘルスケア、エネルギー分野における複雑なデータ分析のニーズの急増により、高度なハイパフォーマンス コンピューティング (HPC) システムの需要が高まっています。官民パートナーシップにより、この地域の技術革新がさらに加速しています。

• たとえば、2016 年から 2024 年まで実施された ECP は、DOE が管理する最大のソフトウェア研究プロジェクトでした。この 18 億米ドルの取り組みでは、エネルギー、セキュリティ、ヘルスケアにおける将来の課題に対処するための堅牢なエクサスケール コンピューティング エコシステムを開発しました。

アジア太平洋市場は、予測期間中に 29.67% という驚異的な CAGR で急速に成長すると予想されています。この拡大は、高度なコンピューティング技術への投資の増加と科学研究に対する政府の強力な支援によって強化されます。

中国や日本などの国々は最前線に立っており、科学的発見、医療、産業応用における能力を強化するために、ハイパフォーマンス コンピューティング インフラストラクチャを大幅に進歩させています。エネルギー効率の高いシステムと、AI および量子コンピューティングにおけるイノベーションに対する需要の高まりが、地域市場の成長をさらに推進しています。

• たとえば、2024年6月にNEC株式会社は、産総研、横浜国立大学、東北大学と共同で、低温で多くの量子ビットを制御できる超伝導回路を実証しました。これは、日本における大規模量子コンピューティングシステムに向けた大きな進歩を表しています。

この地域は、これらの最先端テクノロジーへの継続的な投資により、世界のエクサスケール コンピューティング環境における重要な地域としての地位を確立し、業界を超えたイノベーションとコラボレーションを促進しています。

競争環境

世界的なエクサスケール コンピューティング市場レポートは、業界の細分化された性質に重点を置いた貴重な洞察を提供します。著名な企業は、製品ポートフォリオを拡大し、さまざまな地域での市場シェアを拡大​​するために、パートナーシップ、合併と買収、製品革新、合弁事業などのいくつかの主要なビジネス戦略に焦点を当てています。

企業は、サービスの拡大、研究開発（R&D）への投資、新しいサービス提供センターの設立、サービス提供プロセスの最適化など、影響力のある戦略的取り組みを実施しており、これらは市場成長の新たな機会を生み出す可能性があります。

エクサスケールコンピューティング市場の主要企業のリスト

• ヒューレット・パッカード エンタープライズ開発 LP
• IBM
• インテル コーポレーション
• エヌビディア株式会社
• DDN
• 富士通
• アドバンスト・マイクロ・デバイス社
• レノボ
• アトスSE
• 日本電気株式会社

主要な業界の発展

• 2024 年 9 月 (製品開発):EuroHPC 共同事業は、新しい GPU、CPU、高帯域幅メモリに 2 億 1,940 万米ドルを投資して、7 番目に高速なスーパーコンピューターである Leonardo をアップグレードしました。この機能強化により、人工知能の需要に適応するスーパーコンピューターの傾向を反映して、Leonardo の AI ワークロードの効率が向上しました。このようなアップグレードは、分野を超えて研究を進めるために不可欠であり、市場の成長を刺激することが期待されています。
• 2023年5月 (製品発売):Nvidia は、同社初の商用エクサスケール スーパーコンピューターである DGX GH200 を発売しました。この高度なシステムは、Nvidia の NVLink スイッチ システムを介して接続された 256 個の GH200 Grace Hopper ハイブリッド プロセッサを備えており、AI フレームワークのトレーニング用に最適化された 144 テラバイトのメモリを提供します。

世界のエクサスケール コンピューティング市場は次のように分類されます。

コンポーネント別

• ハードウェア
• ソフトウェア
• サービス

デプロイメント別

• オンプレミス
• 雲

エンドユーザー別

• 政府と防衛
• ヘルスケアとバイオサイエンス
• 金融サービス
• 研究と学術
• 製造とエネルギー
• その他

地域別

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