Рынок экзафлопсных вычислений

Размер рынка экзафлопсных вычислений

Объем мирового рынка экзафлопсных вычислений оценивался в 3 123,9 миллиона долларов США в 2023 году и, по прогнозам, вырастет с 3 857,9 миллиона долларов США в 2024 году до 20 289,3 миллиона долларов США к 2031 году, демонстрируя среднегодовой темп роста 26,76% в течение прогнозируемого периода. Рынок переживает быстрый рост, чему способствует растущий спрос на высокопроизводительные вычисления в научных исследованиях, моделировании климата и приложениях искусственного интеллекта.

Прогрессу рынка способствуют достижения в области полупроводниковых технологий, улучшенные решения для хранения данных и стратегическое сотрудничество между лидерами отрасли и государственными учреждениями, способствующее инновациям и эффективности обработки огромных наборов данных для решения сложных проблем.

В объем работ в отчет включены решения, предлагаемые такими компаниями, как Hewlett Packard Enterprise Development LP, IBM, Intel Corporation, NVIDIA Corporation, DDN, Fujitsu, Advanced Micro Devices, Inc., Lenovo, Atos SE, NEC Corporation и других. .

Рынок экзафлопсных вычислений переживает значительный рост, в основном из-за растущего спроса на системы высокопроизводительных вычислений (HPC), способные выполнять сложную обработку данных и крупномасштабное моделирование.

Достижения в области искусственного интеллекта (ИИ) и машинного обучения (МО) еще больше способствуют этому росту, поскольку организации ищут более быстрые и эффективные способы анализа огромных объемов данных. Кроме того, государственно-частное партнерство способствует развитию инновационного и исследовательского потенциала в этом секторе.

• В мае 2024 года корпорация Intel объединила усилия с Hewlett Packard Enterprise для создания экзафлопсного суперкомпьютера Aurora, который оснащен 21 248 процессорами Intel Xeon CPU Max Series и 63 744 блоками Intel Data Center GPU Max. Будучи крупнейшей в мире системой с поддержкой искусственного интеллекта, Aurora достигла производительности 10,6 эксафлопс, что свидетельствует о значительном прорыве в экзафлопсных вычислительных технологиях.

Ожидается, что продолжающиеся достижения в области экзафлопсных вычислений в сочетании со стратегическим сотрудничеством значительно расширят возможности обработки, стимулируя тем самым рост рынка.

Экзафлопсные вычисления относятся к системам, способным выполнять по крайней мере один эксафлопс, что эквивалентно одному квинтиллиону (10 ^ 18) вычислений в секунду. Такой уровень производительности необходим для решения очень сложных проблем в различных областях, включая моделирование климата, геномные исследования и крупномасштабное моделирование в физике и материаловедении.

Системы Exascale сочетают в себе передовое оборудование, включая мощные процессоры и большой объем памяти, со сложными программными платформами для эффективного управления и анализа огромных наборов данных. Развитие экзафлопсных вычислений направлено на расширение научных открытий, улучшение процессов принятия решений и содействие инновациям, позволяя исследователям решать ранее недостижимые вычислительные задачи.

Обзор аналитика

Рынок экзафлопсных вычислений расширяется благодаря инвестициям в передовые вычислительные возможности, которые расширяют научные исследования в различных секторах, таких как здравоохранение, особенно в области геномики и разработки лекарств. Растущий спрос на высокопроизводительные вычислительные решения способствует инновациям и сотрудничеству между государственным и частным секторами, тем самым стимулируя расширение рынка.

• Например, Европа собирается запустить свой первый экзафлопсный компьютер «Юпитер» в 2024 году в Юлихском суперкомпьютерном центре в Германии. Ожидается, что Юпитер достигнет одного экзафлопа, выполняя один миллиард миллиардов вычислений в секунду. Прогнозируемая стоимость его шестилетнего строительства и эксплуатации составляет 545 миллионов долларов США.

Ключевые игроки рынка стратегически используют эту возможность, инвестируя в передовые технологии, формируя партнерские отношения с исследовательскими институтами и разрабатывая инновационные решения, расширяющие вычислительные возможности.

Факторы роста рынка экзафлопсных вычислений

Росту рынка способствует растущий спрос на передовые вычислительные мощности в различных отраслях. Его способность обрабатывать обширные наборы данных и выполнять сложное моделирование с исключительной скоростью играет ключевую роль в таких секторах, как исследования климата, геномика и материаловедение.

Необходимость решения сложных задач и оптимизации принятия решений на основе данных приводит к все большему распространению экзафлопсных систем. Отрасли, стремящиеся улучшить прогнозное моделирование, исследования и аналитику в реальном времени, вкладывают значительные средства в эту технологию, тем самым способствуя расширению рынка эксафлопсных вычислений.

Развитию рынка препятствуют высокие затраты, связанные с развитием инфраструктуры, ее обслуживанием и потреблением энергии. Кроме того, сложность интеграции передовых аппаратных и программных систем создает серьезные проблемы для организаций, стремящихся внедрить экзафлопсные решения.

Ключевые игроки смягчают эти проблемы посредством стратегического партнерства и сотрудничества, которые используют общие ресурсы и опыт. Инвестиции в энергоэффективные технологии и инновационные решения в области охлаждения сокращают эксплуатационные расходы. Более того, компании сосредотачивают внимание на разработке модульных архитектур, позволяющих проводить поэтапные обновления, а не полную перестройку системы.

Более того, инициативы в области развития и обучения персонала обеспечивают квалифицированных специалистов, отвечающих сложным требованиям экзафлопсных вычислений, поддерживая рост рынка и устойчивость.

Тенденции рынка экзафлопсных вычислений

Растущая зависимость от моделей искусственного интеллекта (ИИ) и машинного обучения (МО) меняет ландшафт рынка эксафлопсных вычислений. Модели искусственного интеллекта и машинного обучения требуют огромной вычислительной мощности для обработки больших наборов данных и выполнения сложных вычислений, что делает экзафлопсные системы очень ценными для этих задач.

Эта тенденция способствует развитию исследований и разработок, основанных на искусственном интеллекте, стимулированию инноваций в автономных системах и прогнозной аналитике.

• В ноябре 2023 года DDN заключила партнерское соглашение с Sandia National Laboratories, чтобы усовершенствовать свою экосистему DDN Infinia, оптимизировав ее для рабочих нагрузок высокопроизводительных вычислений (HPC) и обеспечив соответствие растущим требованиям правительственных лабораторий.

Способность экзафлопсных вычислений удовлетворять растущие требования к более быстрой обработке и повышению эффективности вычислений способствует росту рынка.

Интеграция возможностей квантовых вычислений в модели гибридных экзафлопсных вычислений стимулирует рост рынка, устраняя ограничения классических вычислительных систем. Организации все чаще осознают преимущества сочетания квантовых и экзамасштабных технологий для решения сложных задач, требующих огромных вычислительных мощностей, таких как моделирование климата и крупномасштабное моделирование.

Эта конвергенция позволяет ускорить обработку данных и расширить возможности решения проблем, привлекая инвестиции и интерес из различных секторов, включая фармацевтику, финансы и материаловедение. Использование квантовых преимуществ в рамках экзафлопсной структуры способствует созданию инновационных приложений, создавая устойчивый спрос на передовые вычислительные решения.

Анализ сегментации

Мировой рынок сегментирован по компонентам, развертыванию, конечному пользователю и географическому положению.

По компоненту

В зависимости от компонентов рынок подразделяется на аппаратное обеспечение, программное обеспечение и услуги. В 2023 году это оборудование лидировало на рынке эксафлопсных вычислений, достигнув оценки в 2033,9 миллиона долларов США. Этот рост объясняется растущим спросом на передовые вычислительные системы, способные обрабатывать огромные объемы данных с беспрецедентной скоростью.

Ключевые компоненты, такие как высокопроизводительные процессоры, графические процессоры и системы памяти, имеют решающее значение для поддержки высокоскоростных операций, необходимых для экзафлопсных систем. Компании постоянно внедряют инновации, чтобы создавать энергоэффективное и мощное оборудование, способное обрабатывать сложные приложения в области научных исследований, искусственного интеллекта и национальной безопасности.

Разработка передовых процессоров и специализированных архитектур повышает производительность экзафлопсных систем, тем самым способствуя росту сегментов.

По развертыванию

В зависимости от развертывания рынок подразделяется на локальный и облачный. В 2023 году наибольшую долю — 68,79% — занял облачный сегмент. Ожидается, что с растущим внедрением облачной инфраструктуры для масштабируемых и высокопроизводительных вычислений этот сегмент будет значительно расти.

Облачные платформы предлагают гибкость, позволяя пользователям получать доступ к огромным вычислительным мощностям без необходимости инвестиций в локальное оборудование. Этот сдвиг позволяет таким отраслям, как здравоохранение, финансы и научные исследования, эффективно выполнять сложное моделирование и задачи с интенсивным использованием данных.

Поставщики облачных услуг постоянно модернизируют свою инфраструктуру с помощью передовых технологий, таких как интеграция квантовых вычислений и оптимизация искусственного интеллекта, расширяя возможности облачных экзафлопсных систем.

Например, такие крупные игроки, как Amazon Web Services (AWS) и Microsoft Azure, расширяют свои предложения высокопроизводительных вычислений, чтобы удовлетворить растущий спрос на облачные экзафлопсные решения, что вносит значительный вклад в расширение сегмента.

Конечным пользователем

В зависимости от конечного пользователя рынок подразделяется на правительство и оборону, здравоохранение и биологические науки, финансовые услуги, исследования и научные круги, производство и энергетику и другие. Ожидается, что к 2031 году сегмент правительства и обороны получит самый высокий доход в размере 8 113,0 млн долларов США.

Этому росту способствует растущая потребность в передовых вычислительных мощностях для управления сложными оборонными операциями, национальной безопасностью и научно-исследовательскими проектами. Правительства во всем мире вкладывают значительные средства в экзафлопсные системы для решения таких задач, как кибербезопасность, в режиме реального времени.анализ данныхи крупномасштабное моделирование, которое поддерживает оборонные стратегии и политические решения.

Этот сегмент извлекает выгоду из способности экзафлопсных вычислений обрабатывать огромные объемы данных, что позволяет более точно моделировать военные сценарии и стратегии реагирования на стихийные бедствия.

• Например, в феврале 2024 года в рамках проекта Exascale Computing Project (ECP) Министерства энергетики США (DOE) за семь лет была разработана экосистема высокопроизводительных вычислений, интегрирующая приложения, программное и аппаратное обеспечение для оптимизации самых мощных суперкомпьютеров в мире.

Ожидается, что эти факторы будут способствовать расширению этого сегмента в ближайшие годы.

Региональный анализ рынка экзафлопсных вычислений

В зависимости от региона мировой рынок подразделяется на Северную Америку, Европу, Азиатско-Тихоокеанский регион, Ближний Восток и Африка и Латинскую Америку.

На рынок эксафлопсных вычислений Северной Америки в 2023 году пришлась наибольшая доля дохода — 35,12%, при оценке в 1 097,1 миллиона долларов США. Этот заметный рост обусловлен значительными государственными инвестициями и развитием технологической инфраструктуры.

Соединенные Штаты находятся в авангарде этого роста, о чем свидетельствуют такие инициативы, как проект Exascale Computing Project (ECP) Министерства энергетики (DOE), который направлен на повышение национальной безопасности, научных исследований и экономической конкурентоспособности.

Спрос на передовые системы высокопроизводительных вычислений (HPC) растет из-за растущей потребности в комплексном анализе данных в оборонном секторе, здравоохранении и энергетике. Государственно-частное партнерство еще больше ускоряет технологические инновации в регионе.

• Например, ECP, проводившийся с 2016 по 2024 год, был крупнейшим исследовательским проектом в области программного обеспечения, которым руководило Министерство энергетики. Эта инициатива стоимостью 1,8 миллиарда долларов США позволила создать надежную экзафлопсную вычислительную экосистему для решения будущих задач в области энергетики, безопасности и здравоохранения.

Ожидается, что рынок Азиатско-Тихоокеанского региона будет быстро расти: среднегодовой темп роста составит 29,67 % в течение прогнозируемого периода. Это расширение дополняется увеличением инвестиций в передовые компьютерные технологии и мощной государственной поддержкой научных исследований.

Такие страны, как Китай и Япония, находятся в авангарде, добившись значительных успехов в инфраструктуре высокопроизводительных вычислений, чтобы расширить свои возможности в области научных открытий, здравоохранения и промышленных приложений. Растущий спрос на энергоэффективные системы и инновации в области искусственного интеллекта и квантовых вычислений еще больше стимулирует рост регионального рынка.

• Например, в июне 2024 года корпорация NEC в сотрудничестве с AIST, Национальным университетом Иокогамы и Университетом Тохоку продемонстрировала сверхпроводниковую схему, способную управлять многими кубитами при низких температурах, что представляет собой крупный шаг вперед в направлении крупномасштабных систем квантовых вычислений в Японии.

Постоянные инвестиции региона в эти передовые технологии позиционируют его как ключевой регион в глобальном ландшафте экзафлопсных вычислений, способствующий инновациям и сотрудничеству между отраслями.

Конкурентная среда

Отчет о мировом рынке эксафлопсных вычислений предоставит ценную информацию с акцентом на фрагментированный характер отрасли. Выдающиеся игроки сосредотачивают внимание на нескольких ключевых бизнес-стратегиях, таких как партнерство, слияния и поглощения, инновации продуктов и совместные предприятия, чтобы расширить портфель своих продуктов и увеличить свою долю рынка в различных регионах.

Компании реализуют эффективные стратегические инициативы, такие как расширение услуг, инвестиции в исследования и разработки (НИОКР), создание новых центров предоставления услуг и оптимизация процессов предоставления услуг, которые, вероятно, создадут новые возможности для роста рынка.

Список ключевых компаний на рынке экзафлопсных вычислений

• Hewlett Packard Enterprise Development LP
• ИБМ
• Корпорация Интел
• Корпорация NVIDIA
• ДДН
• Фуджицу
• Advanced Micro Devices, Inc.
• Леново
• Атос SE
• Корпорация НЭК

Ключевые события в отрасли

• Сентябрь 2024 г. (Разработка продукта):Совместное предприятие EuroHPC модернизировало Leonardo, седьмой по скорости суперкомпьютер, инвестировав 219,4 миллиона долларов США в новые графические процессоры, центральные процессоры и память с высокой пропускной способностью. Это усовершенствование повысило эффективность Леонардо в рабочих нагрузках искусственного интеллекта, отражая тенденцию адаптации суперкомпьютеров к требованиям искусственного интеллекта. Такие обновления жизненно важны для продвижения исследований в разных секторах и, как ожидается, будут стимулировать рост рынка.
• май 2023 г. (Запуск продукта):Nvidia выпустила свой первый коммерческий экзафлопсный суперкомпьютер — DGX GH200. Эта усовершенствованная система включает 256 гибридных процессоров GH200 Grace Hopper, подключенных через систему переключателей NVLink от Nvidia, обеспечивая 144 терабайта памяти, оптимизированной для обучения инфраструктур искусственного интеллекта.

Мировой рынок экзафлопсных вычислений сегментирован следующим образом:

По компоненту

• Аппаратное обеспечение
• Программное обеспечение
• Услуги

По развертыванию

• Локально
• Облако

Конечным пользователем

• Правительство и оборона
• Здравоохранение и биологические науки
• Финансовые услуги
• Исследования и академия
• Производство и энергетика
• Другие

По регионам

• Северная Америка
  • НАС.
  • Канада
  • Мексика
• Европа
  • Франция
  • Великобритания
  • Испания
  • Германия
  • Италия
  • Россия
  • Остальная Европа
• Азиатско-Тихоокеанский регион
  • Китай
  • Япония
  • Индия
  • Южная Корея
  • Остальная часть Азиатско-Тихоокеанского региона
• Ближний Восток и Африка
  • GCC
  • Северная Африка
  • ЮАР
  • Остальная часть Ближнего Востока и Африки
• Латинская Америка
  • Бразилия
  • Аргентина
  • Остальная часть Латинской Америки