ハイパフォーマンスコンピューティング(HPC)市場 - 成長、動向、COVID-19の影響、および予測(2021-2026)

ハイパフォーマンスコンピューティング(HPC) 市場分析

ハイパフォーマンスコンピューティング市場は、2021年から2026年までの予測期間中に9.44%のCAGRを目撃すると予想されています。産業用モノのインターネット(IIoT)、人工知能(AI)、エンジニアリングへの投資の増加など、電子設計の自動化(EDA)が求められる要因が、予測期間中に市場を牽引する可能性があります。市場は、これらの機能をサポートするソリューションを開発するためのハードウェアプロバイダーからの継続的な投資によって強化されています。短い製品開発サイクル(PLC)に対する需要の高まりと、永続的な品質を維持する必要性は、適切なツールと高度な技術を使用せずにリアルタイムで対処することはほとんど不可能になります。高忠実度モデリングシミュレーションのためのコンピュータ支援エンジニアリングソフトウェアを備えたHPCシステムの採用は、自動車やヘルスケアロボットなど、さまざまな業界で増加しています.


財務モデリングやライフサイエンスシミュレーションなど、さまざまな産業アプリケーションにおける物理シミュレーション、最適化、機械学習(ML)は、HPCが複雑な問題を時間内に解決する上で重要な役割を果たしている例の一部です。さらに、エネルギー消費、持続可能性、安全性、およびコスト圧力に関する規制要件は世界中でトップにあり、急速に増加しており、開発分野のエンジニアの複雑さが増しています。航空宇宙・防衛分野では、生産率の向上による生産コストの削減に力を入れています。HPCソフトウェアソリューションにより、これらの企業は、設計段階でシミュレーションを活用し、物理テストを中断することにより、正確なマルチスケールおよびマルチフィジックスシミュレーションソリューションを提供できます
HPC市場は、トレンドが常にプロセッサ主導であったため、長年にわたってハードウェアの課題を経験しています。2000年には、最も強力なスーパーコンピュータは3.2テラフロップス(TF)のピーク性能を誇っていましたが、ピークペタフロップス(PF)は187.7テラフロップス(PF)で、コア数は228倍に増加しました。さらに、現在の世代の HPC では、データ集約型のワークロードを処理するのに十分なメモリ容量も提供する必要があります。したがって、HPCシステム内のプロセッサ、メモリ部品、およびその他のコンポーネントの平均数を増やすと、課題が生じます。HPCサービスも近年、牽引力を得ています。これらのサービスは、コンサルティング、展開、およびメンテナンスの面で大部分を占めています。HPEなどの企業は、統合とインストールのためのアドバイザリーサービスやプロフェッショナルサービスなどのHPCサービスの提供に重点を置くと述べています
メルセデスAMGペトロナスモータースポーツチームは、HPEと提携して、高度なITエンジニアリングを備えた高性能レーシングカーのアシストを得ると述べた。同社は、HPEのプロフェッショナルサービスであるHPE Pointnextから、トラック周辺のドライバーに電力を供給するための新しいテクノロジーの利点を得ました。この展開により、チームは効率的なデータ・タックル機能を使用して、データに対する洞察を深め、開発時間とイテレーションを削減してチームのパフォーマンスを向上させることができます。さらに、クラウドベースのHPCソリューションは、費用対効果の高い従量課金制の価格設定モデルにより、市場で牽引力を得ています。生成されるデータの量、種類、速度が指数関数的に進化し、5G技術がすでに採用されているにつれてさらに増加すると予想されているため、これは市場を牽引する上で重要な要素となっています
主に、政府機関、研究機関、大学がクラウドベースのHPCソリューションの恩恵を受ける可能性があります。従来の電子方法論は時間がかかり、一度にシミュレートする変数の数が多いため、複雑さが増しています。HPCソフトウェアを採用することで、時間と複雑さが軽減されます。HPCは、COVID-19と戦うための強力なツールの1つとして認識されています。折りたたみホームは、OCFが主導するタンパク質ダイナミクスをシミュレートするプロジェクトの1つで、タンパク質の折り畳みのプロセスやさまざまな疾患で生成されるタンパク質の動きが含まれます。アバディーン大学、プリマス海洋研究所、イーストアングリア大学は、このプロジェクトに参加して、さまざまなタンパク質ダイナミクスのシミュレーションをコンピュータ上で実行し、治療法を開発するための新しい機会を提供しています.


主な市場動向

ライフサイエンスとヘルスケアは著しい成長を目撃すると予想されています


HPC Wireによると、ゲノミクス、精密医療、電子健康記録(EHR)とデジタルイメージングの普及、医療IoTとモバイルデバイスの普及の増加により、構造化および非構造化ヘルスケア関連データの爆発的な成長がもたらされました。例えば、2020年までに世界で生成される医療データの量は73日ごとに倍増すると予想されており、先進国の典型的な医療消費者は生涯で1,200テラバイトのデータを作成することでこれに貢献すると予想されています。
2021年6月、英国政府とIBMは、ライフサイエンスから製造まで、さまざまな業界で新しい発見を行い、持続可能な技術を開発するために、5年間で2億1,000万ユーロ(2億9,750万米ドル)の人工知能(AI)と量子コンピューティングのコラボレーションを発表しました。このプログラムでは、60人の科学者、インターン、学生を雇用し、IBM Researchと英国の科学技術施設評議会(STFC)の下で働き、AI、ハイパフォーマンスコンピューティング(HPC)とデータ分析、量子コンピューティング、クラウドテクノロジーを適用して、材料開発、ライフサイエンス、環境持続可能性、製造などの分野の研究を進めます。
医療分野でのAIの採用は、診断における医療従事者を支援するために、業界アプリケーションにおけるこれらのソリューションの承認を大きく実現してきました。例えば、AI画像認識は、医師ががんやその他の病気を不正確に診断する上で大きな可能性を秘めていますが、膨大なデータを集めて結論付けています。このようなシステムは、この分野ですでに存在する作業負荷を軽減する上で極めて重要でした。さらに、ソフトウェアは、精密医療に必要なコアコンポーネントを可能にする医療専門家プラットフォームを構築することにより、HPCとスーパーコンピューティング機能の可能性を活用する上で重要な役割を果たします。
さらに、これらはまた、データサイエンティストに画像およびシーケンス分析を超えた洞察を提供し、計算モデリングを可能にする力ももたらします。研究者は、ビッググラフ分析に拡張された機械学習フレームワークである分析ツールを使用できるようになります。ゲノム解析、分子動力学、医薬品の臨床試験シミュレーション、および医用イメージングは、HPC機能の迅速な採用を経験した重要なアプリケーションのほんの一部です。以前の経験と、データのプライバシーと機密性を提供するプラットフォームを持つベンダーは、業界セグメントの競争シナリオでより適切に配置されます。エンドユーザーは厳しく規制されており、のれんの影響を受けます。


北米は主要シェアを保有する見込み< />

北米地域は、米国とカナダにおける健全な技術開発に牽引された先進技術の早期採用で知られています。COVID-19の継続的な流行の中で、フォーブスはハイパフォーマンスコンピューティングを戦いに対する最も貴重な武器の1つとして言及しました。2020年4月13日現在、国内では5,60,000人以上のアクティブなコロナウイルス症例がありました。一方、この数字はカナダで24,000人の数を超えました。これに対応して、連邦政府は2020年4月にCOVID-19ハイパフォーマンスコンピューティングコンソーシアムを開始し、政府、業界、学界を結集し、強力なハイパフォーマンスコンピューティングリソースへのアクセスを提供しました。このような進展は、医療セクターにおける機会を早急に追跡することが期待されています
2021年4月、差別化されたIPを備えたカスタマイズ可能なシリコン重視のソリューションのプロバイダであるOpenFiveは、HPC/AI、ネットワーキング、ストレージソリューションを対象とした統合IPソリューションを備えた、TSMCのN5プロセス上の高性能SoCからテープを成功させたと発表しました。OpenFiveの高度な2.5Dパッケージングソリューションと高性能、低消費電力、低レイテンシのHBM/D2DインターフェースIPを組み合わせることで、設計者はAIおよびHPCアプリケーション用の小さなフォームファクタにより多くの計算能力を詰め込むシステムオンチップ(SoC)を作成できるようになりました
このコンソーシアムは、2,839,772 CPUコアと36,058 Nvidia GPUの合計計算能力を持つ366ペタフロップスにアクセスでき、より多くのリソースが追加されています。これは、アルゴンヌ国立研究所、ローレンス・リバモア国立研究所、ロスアラモス国立研究所、オークリッジ国立研究所(ORNL)、サンディア国立研究所などのいくつかの国立研究所とともに、国内のほぼすべての主要なHPCベンダーの協力を得て行われていますリソースとコンピューティングパワーに貢献しています。現在までに、ORNLはコロナウイルスの主な「スパイク」タンパク質に結合するものについて、8,000以上の可能な化合物シミュレーションを実施してきました.
NVIDIA、HPE、IBM、Microsoft、AMDなどの市場の主要プレーヤーの存在により、この地域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は大幅な成長を目撃すると予想されます。2020年2月、米国国防総省は、HPC近代化プログラムの下でクレイに2,650万米ドル以上を投資することにより、複雑な計算を実行するためのすべての高性能コンピューティング(HPC)ソリューションをアップグレードすると発表しました。この契約では、Cray Linux EnvironmentとCray Programing EnvironmentとCray XC50スーパーコンピュータシステムからなるCray HPCに最適化されたソフトウェアスタックを提供することに言及しています
ホワイトハウスの2021会計年度予算は、スーパーコンピュータ空間における主要国(米国)としての地位を確保するために、エクサスケールコンピューティングに4億7,500万ドル以上の投資を提案しました。この投資は、米国のオークリッジリーダーシップコンピューティング施設のサミットシステムに比べてアプリケーションパフォーマンスを5倍に向上させることも目的としています。さらに、ミシシッピ州の米海軍国防総省スーパーコンピューティングリソースセンターは、Cray-AMD HPCシステムを米国国防総省で最も強力なスーパーコンピュータとして設置することを楽しみにしていると述べています。12.8ペタフロップマシンは、すべてのサービスと防衛機関のユーザーを提供するように設計されており、2021.
会計年度の初めに生産に入ると推定されています。

競争環境

ハイパフォーマンスコンピューティング市場における競争の激しい競争は高く、非常に細分化されています。Hewlett Packard Enterprise、Advanced Micro Devices Inc.、Intel Corporation、NEC Corporation、IBM Corporationなどの既存企業は、市場全体に大きな影響力を持っています。ハイパフォーマンスコンピューティングのベンダーは、さまざまな要件に対応できる強化されたソリューションを提供することにますます注力しています


2021 年 6 月 - Travelport は、アマゾン ウェブ サービス (AWS) を優先クラウド パートナーとして指名し、テクノロジー大手のポートフォリオを活用して運用のパフォーマンスとスケーラビリティを向上させる計画を概説しました。AWS は、クラウド機能の提供とは別に、HPC、ストレージ、セキュリティ、分析、機械学習、データベースなどの他のテクノロジーを使用して、Travelport に迅速、簡単、パーソナライズされた旅行予約エクスペリエンスを提供します。
2021 年 4 月 - NVIDIA は、NVIDIA GPU とソフトウェアを Arm ベースの CPU と組み合わせ、組み合わせるための一連のコラボレーションを発表しました。このイニシアチブには、AWS Graviton2 ベースの Amazon EC2 インスタンスと NVIDIA GPU の組み合わせが含まれます。新しいHPC開発者キットで科学およびAIアプリケーションの開発をサポートします。エッジでのビデオ分析とセキュリティ機能の強化。NVIDIA RTX GPUを搭載したArmベースのPCの新しいクラスを作成します。
2020年11月 - ダッソー・システムズは、臨床の専門知識とクラウドベースのソリューションが治療のスマートな開発と商業化を推進するメディデータ・ソリューションズの買収を完了しました。この買収により、ダッソー・システムズは、ヘルスケア、エコシステム、市場ニーズの深い理解を反映した包括的な製品を通じて、個別化医療と患者中心のエクスペリエンスの時代におけるライフサイエンスのデジタルトランスフォーメーションをリードすることになります。


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