Supercomputer-Markt – Größe, Anteil, Branchentrends und Prognosen (2024 – 2031)

Nach Typ:

Der Markt ist nach Typ segmentiert in Vektorverarbeitungsmaschinen, eng vernetzte Cluster-Computer und Standard-Cluster.

Trends im Typ:

• Die Integration eng vernetzter Cluster-Computer mit Cloud-Plattformen ermöglicht hybride Computing-Umgebungen und ermöglicht Unternehmen die mühelose Nutzung sowohl lokaler als auch Cloud-Ressourcen.
• Die zunehmende Beliebtheit von HPC-as-a-Service (HPCaaS) wird durch Standard-Cluster vorangetrieben. Unternehmen können Supercomputing-Kapazitäten auf Pay-as-you-go-Basis nutzen, ohne in physische Infrastruktur investieren zu müssen.

Das Segment der eng vernetzten Cluster erzielte den größten Umsatz. 46,22 % des gesamten Supercomputer-Marktanteils im Jahr 2023.

• Eng verbundene Cluster sind Ansammlungen vernetzter Computer, die zusammenarbeiten, um ein gemeinsames Problem zu lösen. Dank fortschrittlicher Verbindungstechnologien, die eine schnelle Datenübertragung und geringe Latenz zwischen den Knoten ermöglichen, bieten sie eine hohe Rechenleistung. Dadurch eignen sie sich für komplexe Anwendungen mit hohem Datenbedarf.
• Diese Systeme werden in einer Vielzahl von Anwendungen und Branchen eingesetzt, darunter in der wissenschaftlichen Forschung, der Wettermodellierung, der Bildung und der Genomik.
• Darüber hinaus eignen sich diese Systeme aufgrund ihrer hohen Leistung und Skalierbarkeit ideal zum Trainieren von KI-Modellen und fördern so die weitere Verbreitung in der KI-Forschung und -Anwendung.
• Im Februar 2024 gründeten Intel, Dell Technologies, NVIDIA und das Ohio Supercomputer Center (OSC) gemeinsam Cardinal, einen fortschrittlichen High-Performance-Computing-Cluster (HPC). Speziell entwickelt, um den wachsenden Bedarf an HPC-Ressourcen in Ohio in Forschung, Wissenschaft und Industrie, insbesondere im Bereich Künstliche Intelligenz (KI), zu decken.
• Die Fähigkeit der Systeme, Skalierbarkeit, Vielseitigkeit und Effizienz für Hochleistungsrechnen zu ermöglichen, beschleunigt das Wachstum des Supercomputer-Marktes.

Der Rohstoffcluster wird im Prognosezeitraum voraussichtlich die höchste jährliche Wachstumsrate verzeichnen.

• Ein Commodity-Cluster ist ein Supercomputer, der aus leicht verfügbaren Hardwarekomponenten wie Standardservern, Prozessoren und Netzwerkgeräten besteht.
• Sie bieten einen günstigeren Einstieg in das Hochleistungsrechnen und sind damit für ein breiteres Spektrum an Organisationen zugänglich, darunter kleine und mittlere Unternehmen (KMU) und akademische Einrichtungen.
• Mit der Verbreitung von Künstlicher Intelligenz (KI), Datenanalyse und Deep Learning sind Commodity-Cluster bestens für die Verarbeitung großer Datenmengen und komplexer KI-Workloads geeignet und profitieren von ihrer horizontalen Skalierungsfähigkeit.
• Im Mai 2023 stellte die National Nuclear Security Administration (NNSA) die fortschrittlichsten Supercomputer, Dane, bereit. und Bengal am Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) und Stout an den Sandia National Laboratories. Sie verwenden fortschrittliche Intel Xeon Scalable Prozessoren und Hochgeschwindigkeitsnetzwerke, verbessern die HPC-Workload-Leistung und sind energieeffizient. Sie sind speziell für KI-, Datenanalyse- und Deep-Learning-Aufgaben konzipiert.
• Faktoren wie Kosteneffizienz, Skalierbarkeit, Flexibilität und die Fähigkeit, den steigenden Rechenanforderungen gerecht zu werden, deuten darauf hin, dass Commodity-Cluster die Markttrends im Supercomputer-Markt im Prognosezeitraum bestimmen werden.

Nach Betriebssystem:

Basierend Der Markt für Betriebssysteme unterteilt sich in Linux und Unix.

Trends bei Betriebssystemen:

• Betriebssysteme werden optimiert, um Workloads im Bereich Künstliche Intelligenz (KI) und Maschinelles Lernen (ML) effizient zu bewältigen. Die Beschleunigung von Grafikprozessoren (GPUs) und die parallele Verarbeitung werden verbessert.

Das Linux-Segment erzielte im Jahr 2023 den größten Umsatzanteil und verzeichnete im Prognosezeitraum die höchste durchschnittliche jährliche Wachstumsrate (CAGR).

• Linux-Betriebssysteme werden für die Verwaltung einer Reihe von Diensten eingesetzt, z. B. für die Verwaltung von Prozessen, die Planung von Anwendungen, die Handhabung grundlegender Hardwaregeräte, die Verwaltung des Dateisystems und weitere Funktionen.
• Darüber hinaus bietet Linux ein hohes Maß an Anpassungsmöglichkeiten und eine leistungsstarke Terminalschnittstelle für effiziente KI-Operationen und Datenanalyseprozesse, einschließlich Datenbereinigung, Vorverarbeitung von Skripten und Automatisierung. Die meisten der weltweit führenden Hochleistungs-Supercomputer, darunter Frontier, Aurora, Alps, Leonardo und andere, laufen auf verschiedenen Linux-Distributionen.
• Im Juni 2023 brachte Intelin Zusammenarbeit mit Hewlett Packard Enterprises (HPE) und dem US-Energieministerium (DOE) den Supercomputer Aurora mit Linux-Betriebssystem auf den Markt. Er verfügt über 1.024 Speicherknoten, 220 Terabyte (TB) Kapazität und 31 TB Gesamtbandbreite und ermöglicht fortschrittliches Hochleistungsrechnen, einschließlich Simulationen, Datenanalyse und künstlicher Intelligenz (KI) in extrem großem Maßstab.
• Dank seiner Effizienz und des reibungslosen KI-Betriebs sowie der Datenanalyse steigert das Linux-Betriebssystem die Nachfrage nach Supercomputern und Trends.

Nach Endnutzern:

Basierend auf den Endnutzern ist der Markt in gewerbliche Industrien, Behörden, Forschungseinrichtungen und andere segmentiert.

Trends im Endnutzerbereich:

• Die Automobilindustrie nutzt Supercomputer für Simulationen im Fahrzeugdesign, Crashtests und die Weiterentwicklung autonomer Fahrtechnologien.
• Energieunternehmen nutzen Hochleistungsrechner zur Auswertung seismischer Daten für die Öl- und Gasförderung sowie zur Verbesserung des Managements erneuerbarer Energiequellen.
• Die Entwicklung hybrider Cloud-Lösungen, die lokale und Cloud-basierte Ressourcen kombinieren, ermöglicht es Unternehmen, ihre Supercomputing-Infrastruktur hinsichtlich Leistung und Kosten zu optimieren.

Das Segment der Behörden erwirtschaftete den größten Umsatzanteil in Das Jahr 2023.

• Regierungen investieren aus Gründen der nationalen Sicherheit erheblich in Supercomputing, unter anderem für kryptografische Analysen, Cybersicherheit und Verteidigungssimulationen. Diese Anwendungen erfordern erhebliche Rechenleistung und sind entscheidend für die nationale Sicherheit und strategische Entscheidungsfindung.
• Die Supercomputer werden in staatlichen Einrichtungen eingesetzt, unter anderem in den Bereichen nationale Sicherheit und Verteidigung, Wettervorhersage, Klimaforschung, öffentliche Gesundheit, Infrastrukturplanung und -management, Weltraumforschung und -forschung.
• Darüber hinaus nutzen Behörden wie die National Aeronautics and Space Administration (NASA) und andere weltraumorientierte Regierungsbehörden sie für Missionssimulationen, astronomische Datenanalysen und fortgeschrittene Weltraumforschung, die leistungsstarke Rechenressourcen erfordern.
• Im November 2023 nutzten Forscher der NASA Advanced Supercomputing Facility im Ames Research Center der Behörde im kalifornischen Silicon Valley den Pleiades-Supercomputer, um Software zu entwickeln, die modelliert verschiedene Triebwerkskonfigurationen zur Geräuschreduzierung von Turbofan-Triebwerken.
• Daher treibt laut Marktanalyse aufgrund der Landesverteidigung und Innovationen in der Weltraumforschung das Segment der staatlichen Einrichtungen den globalen Supercomputermarkt an.

Es wird erwartet, dass das Segment der kommerziellen Industrien im Prognosezeitraum die höchste jährliche Wachstumsrate verzeichnet.

• Die Nachfrage nach Supercomputerleistung steigt durch die Integration von KI und maschinellem Lernen in verschiedene Geschäftsabläufe. Durch die Verarbeitung komplexer Algorithmen, riesiger Datensätze und Echtzeitanalysen werden bessere Entscheidungen und höhere Betriebseffizienz ermöglicht.
• Supercomputer ermöglichen Unternehmen Big-Data-Analysen, die zur Überwachung und Berichterstattung von Prozessen, Key Performance Indicators (KPIs) und Mitarbeiteraktivitäten beitragen, um Erkenntnisse zu gewinnen und bessere Entscheidungen zu treffen.
• Da Unternehmen zudem riesige Datenmengen generieren und sammeln, wird der Bedarf an fortschrittlichen Analyse- und Datenverarbeitungsfunktionen für die Gewinnung von Wettbewerbserkenntnissen und das Wachstum des Supercomputermarktes immer wichtiger.
• Im Mai 2023 NVIDIAstellte NVIDIA DGX vor, einen KI-Supercomputer mit großem Speicher, der die Erstellung groß angelegter, fortschrittlicher Modelle für generative KI-Sprachanwendungen, Empfehlungssysteme und anspruchsvolle Datenanalyseaufgaben unterstützt.
• Daher wird erwartet, dass die Nachfrage nach fortschrittlicher Datenanalyse, Empfehlungen, Personalisierung und der Integration künstlicher Intelligenz in Systeme durch Unternehmen den Markttrend im Prognosezeitraum vorantreiben wird.

Nach Anwendung:

Nach Anwendung ist der Markt segmentiert in Cloud-Infrastruktur, Gewerbe, Raumfahrt- und Forschungszentren, Krankenhäuser und Labore, Behörden, Verteidigung, BFSI und andere.

Anwendungstrends:

• Förderung der Zusammenarbeit zwischen traditionellen und Cloud-basierten Supercomputing-Ressourcen, um skalierbare, anpassbare und kostengünstige Computing-Lösungen anzubieten.
• Supercomputer werden für komplexe Risikobewertungen und Finanzmodellierung eingesetzt, um Entscheidungsfindung und Stabilität zu verbessern und die Möglichkeiten zur Echtzeit-Erkennung und -Prävention betrügerischer Aktivitäten bei Finanztransaktionen zu erweitern.

Das Segment Raumfahrt und Forschung erzielte 2023 den größten Umsatzanteil am gesamten Supercomputer-Markt.

• Forscher nutzen Supercomputer, um neue Materialien mit wünschenswerten Eigenschaften für verschiedene Anwendungen in Raumfahrt und Forschung zu modellieren und zu simulieren.
• Darüber hinaus nutzen staatliche Weltraumforschungs- und Forschungszentren wie die NASA Forschung in den Bereichen Planetenwissenschaften, Astrophysik und Geowissenschaften.
• Im November 2023 wird der Discover-Supercomputer am Das NASA Center for Climate Simulation (NCCS) unterstützt die Forschung in den Bereichen Erdwissenschaften, Heliophysik, Planetenwissenschaften und Astrophysik der NASA. Discover bietet der NCCS-Nutzergemeinschaft über das 2.600-Fache der ursprünglichen Rechenkapazität, was 8,8 Petaflops entspricht.
• Daher treiben die oben genannten Faktoren Weltraum und Forschung gemeinsam den Markt an.

Es wird erwartet, dass das Segment Cloud-Infrastruktur im Prognosezeitraum das schnellste CAGR-Wachstum verzeichnet.

• Cloud-Infrastruktur bietet anpassbare und individualisierbare Optionen, die es Unternehmen ermöglichen, ihre Rechenressourcen ohne große Anfangsinvestitionen in Hardware an die Anforderungen anzupassen.
• Diese Systeme ermöglichen den Fernzugriff auf Supercomputing-Ressourcen, fördern die Zusammenarbeit zwischen verteilten Teams und steigern die Produktivität am Arbeitsplatz.
• Darüber hinaus macht der Aufstieg von High-Performance Computing as a Service (HPCaaS) Supercomputing-Leistung einem breiteren Nutzerkreis, einschließlich kleiner und mittlerer Unternehmen, zugänglich.
• Im Januar 2022 Lenovo hat Lenovo TruScale High Performance Computing as a Service (HPCaaS) vorgestellt und bietet Unternehmen mit Cloud-Diensten Supercomputing-Fähigkeiten. Das neue HPCaaS-Angebot von Lenovo erweitert das TruScale-Portfolio und bietet HPC-Kunden mehr Supercomputing-Ressourcen für schnellere Problemlösungen in wichtigen Forschungsbereichen.
• Faktoren wie Skalierbarkeit, Kosteneffizienz und Cloud-Lösungen dürften die Markttrends im Supercomputer-Markt ankurbeln.

Regionale Analyse:

Die abgedeckten Regionen sind Nordamerika, Europa, Asien-Pazifik, der Nahe Osten und Afrika sowie Lateinamerika.

Nordamerika wird voraussichtlich bis 2031 einen Wert von über 8.687,43 Millionen US-Dollar erreichen, ausgehend von einem Wert von 3.597,32 Millionen US-Dollar im Jahr 2023. Bis 2024 wird ein Wachstum von 3.952,32 Millionen US-Dollar prognostiziert. Das Marktwachstum wird von renommierten Forschungseinrichtungen, nationalen Laboren und Sicherheitskräften vorangetrieben, die modernste Supercomputer für wissenschaftliche und technische Forschung einsetzen.

• Im März 2023 stellte IBM (US) den von IBM verwalteten Quanten-Supercomputer in den USA vor. Das in der Cleveland Clinic installierte IBM Quantum System One ist speziell für die Gesundheitsforschung konzipiert und soll biomedizinische Entdeckungen beschleunigen.

Darüber hinaus gibt es in Nordamerika eine starke Präsenz kommerzieller Unternehmen, die Supercomputing für Big-Data-Analysen, KI und maschinelles Lernen nutzen, was zu einer hohen Nachfrage nach diesen Systemen beiträgt. Darüber hinaus bieten große Cloud-Dienstleister wie Amazon Web Services (AWS), Microsoft Azure und Google Cloud High-Performance-Computing-Dienste (HPC) an und stärken so die Marktdominanz der Region.

Der Wert des asiatisch-pazifischen Raums belief sich 2023 auf 2.627,89 Millionen US-Dollar. Prognosen zufolge wird er 2024 um 2.895,84 Millionen US-Dollar wachsen und bis 2031 einen Wert von über 6.573,51 Millionen US-Dollar erreichen. China erzielte dabei mit 38,3 % den größten Umsatzanteil.

Die zunehmende Industrialisierung und Entwicklung des asiatisch-pazifischen Raums bietet lukrative Entwicklungsperspektiven für den Markttrend. Darüber hinaus steigt der Einsatz von Supercomputern in verschiedenen Branchen, darunter Fertigung, Pharmaindustrie und Finanzwesen, um die Datenverarbeitungskapazitäten zu verbessern und Betriebsabläufe zu optimieren.

• Im Februar 2020 führte Samsung Electronics Flashbolt ein, um High-Performance-Computing-Systeme (HPC) zu optimieren und Systemhersteller bei der schnellen Weiterentwicklung von Supercomputern, KI-gestützter Datenanalyse und fortschrittlichen Grafiksystemen zu unterstützen.

Laut einer Marktanalyse für Supercomputer wird in Europa ein deutliches Wachstum in diesem Sektor erwartet. Maßgeblich hierfür sind hohe Investitionen in wissenschaftliche Forschung, Umweltmodellierung und Gesundheitswesen, die die Nachfrage nach Hochleistungsrechnern steigern. Frankreich, Deutschland und Großbritannien sind führend bei Forschungseinrichtungen und Regierungsprojekten, die Supercomputer in großem Umfang nutzen.

Im Nahen Osten, Afrika und Lateinamerika wird eine deutliche Entwicklung erwartet. Der Ausbau von Rechenzentren und Cloud-Diensten erleichtert den Einsatz von Supercomputern, während die verstärkte Fokussierung auf Forschung und Entwicklung den akademischen und wissenschaftlichen Fortschritt fördert. Investitionen in das Gesundheitswesen und die Umweltforschung fördern zudem deren Nutzung in der medizinischen Forschung, Krankheitsmodellierung und Klimaforschung. Die Zusammenarbeit mit internationalen Technologiepartnern sowie der Fokus auf Innovation und wirtschaftliche Diversifizierung unterstützen den wachsenden Supercomputermarkt der Region zusätzlich.