Рынок высокопроизводительных вычислений (HPC) как услуг — глобальный размер отрасли, доля, тенденции, возможности и прогноз, сегментированный, по компоненту (платформа, решение), по развертыванию (публичное облако, частное облако, гибрид), по размеру организации (МСП, крупные предприятия), по вертикалям (BFSI, здравоохранение, розничная торговля, другие), по региону, по конкуренции, 2019–2029F

Обзор рынка

Глобальный рынок высокопроизводительных вычислений (HPC) как услуг был оценен в 40,23 млрд долларов США в 2023 году и, как ожидается, достигнет 62,93 млрд долларов США к 2029 году с среднегодовым темпом роста 7,58% в течение прогнозируемого периода. Рынок высокопроизводительных вычислений (HPC) как услуг относится к предоставлению возможностей высокопроизводительных вычислений через облачные платформы, позволяя предприятиям и организациям получать доступ к мощности суперкомпьютеров без инвестиций в локальную инфраструктуру. Системы HPC предназначены для обработки больших объемов данных на высоких скоростях, что делает их необходимыми для сложных вычислительных задач в таких областях, как научные исследования, инженерное моделирование, финансовое моделирование и анализ данных. Предлагая HPC как услугу, поставщики облачных вычислений позволяют компаниям использовать мощные вычислительные ресурсы на основе оплаты по факту использования, что значительно снижает первоначальные затраты и сложности, связанные с развертыванием и обслуживанием выделенной инфраструктуры HPC. Эта сервисно-ориентированная модель особенно выгодна для организаций с нестабильными рабочими нагрузками или ограниченными внутренними ИТ-возможностями, поскольку она позволяет им масштабировать вычислительную мощность в соответствии со своими потребностями, сосредотачиваясь на основных бизнес-функциях. HPC как услуга поддерживает различные отрасли, включая здравоохранение, фармацевтику, нефть и газ, производство, финансовые услуги и академические круги, ускоряя такие процессы, как открытие лекарств, геномные исследования, прогнозирование погоды, сейсмический анализ и оценка финансовых рисков. Рынок обусловлен растущим спросом на приложения с интенсивным использованием данных, растущим внедрением облачных вычислений и потребностью в более быстрых возможностях обработки в отраслях, которые полагаются на крупномасштабное моделирование, аналитику больших данных и искусственный интеллект (ИИ). Поскольку объем данных, генерируемых в разных отраслях, продолжает расти, растет и спрос на эффективные вычислительные решения, которые могут обрабатывать сложные алгоритмы и огромные наборы данных. Модель HPC как услуги удовлетворяет эту потребность, предлагая гибкий, масштабируемый и экономически эффективный доступ к передовым технологиям.

Ключевые драйверы рынка

Рост спроса на аналитику больших данных

Одним из основных драйверов рынка высокопроизводительных вычислений (HPC) как услуги является растущий спрос на аналитику больших данных в разных отраслях. Быстрое расширение инициатив цифровой трансформации привело к тому, что предприятия, правительства и научно-исследовательские институты генерируют огромный объем данных. Аналитика больших данных теперь является неотъемлемой частью таких отраслей, как финансы, здравоохранение, розничная торговля и производство, где основанные на данных идеи имеют важное значение для конкурентного преимущества. Однако управление и обработка таких больших наборов данных требуют огромной вычислительной мощности, которую традиционная ИТ-инфраструктура часто не может поддерживать. HPC как услуга предоставляет масштабируемое и экономически эффективное решение для обработки этих больших наборов данных, позволяя организациям выполнять сложные вычисления, симуляции и моделирование данных в режиме реального времени. Например, в секторе здравоохранения HPC как услуга облегчает секвенирование генома и открытие лекарств путем обработки огромных объемов биологических данных, ускоряя сроки исследований. Аналогичным образом, в финансах использование HPC как услуги улучшает анализ рисков, обнаружение мошенничества и алгоритмическую торговлю, позволяя финансовым учреждениям быстро принимать обоснованные решения. Гибкость облачных HPC-сервисов означает, что предприятия могут масштабировать свои вычислительные ресурсы по требованию, без необходимости значительных первоначальных инвестиций в инфраструктуру. Эта модель особенно привлекательна для малых и средних предприятий (МСП), у которых нет капитала для инвестирования в традиционные высокопроизводительные вычислительные системы, но которым по-прежнему требуются расширенные возможности анализа данных. Поскольку отрасли продолжают внедрять подходы, основанные на данных, спрос на HPC как услугу будет расти, поскольку она обеспечивает вычислительную мощность, необходимую для обработки, анализа и извлечения ценности из огромных наборов данных.

Растущее внедрение искусственного интеллекта и машинного обучения

Рост искусственного интеллекта (ИИ) и машинного обучения (МО) является еще одним ключевым фактором рынка высокопроизводительных вычислений (HPC) как услуги. Приложения ИИ и МО требуют значительных вычислительных ресурсов для обучения сложных моделей, особенно алгоритмов глубокого обучения, которые обрабатывают огромные объемы данных для распознавания закономерностей, составления прогнозов и улучшения процесса принятия решений. Традиционная вычислительная инфраструктура часто не соответствует требованиям рабочих нагрузок ИИ и МО, которым требуются высокоскоростная обработка, большой объем памяти и возможности параллельных вычислений. HPC как услуга предлагает мощное и масштабируемое решение, которое позволяет компаниям ускорить разработку ИИ и МО без необходимости крупных первоначальных инвестиций в инфраструктуру. Например, компании в таких секторах, как автомобилестроение, здравоохранение и кибербезопасность, все чаще используют приложения на базе ИИ для автономного вождения, предиктивного здравоохранения и обнаружения угроз. Эти приложения требуют интенсивной обработки данных, которую HPC как услуга может поддерживать, предоставляя доступ к огромной вычислительной мощности и емкости хранилища на основе оплаты по мере использования. Кроме того, облачные сервисы HPC позволяют сократить время выхода на рынок инноваций на основе ИИ, поскольку предприятия могут быстро масштабировать свои ресурсы для обучения и развертывания моделей ИИ. Более того, гибкость и доступность HPC как услуги позволяют даже небольшим предприятиям конкурировать в сфере ИИ, демократизируя доступ к передовым вычислительным возможностям. Поскольку ИИ и МО продолжают проникать в различные отрасли, спрос на HPC как услугу будет расти, поскольку она служит основой для разработки и развертывания технологий на основе ИИ.

Достижения в области облачных вычислений и гибридных облачных моделей

Развитие технологий облачных вычислений и растущее внедрение гибридных облачных моделей являются важными драйверами для рынка высокопроизводительных вычислений (HPC) как услуги. Облачные вычисления произвели революцию в том, как организации получают доступ к вычислительным ресурсам и используют их, предлагая масштабируемые, гибкие и экономически эффективные решения. В сфере HPC переход к облачным сервисам позволяет компаниям использовать мощь высокопроизводительных вычислений без инвестиций в дорогостоящую локальную инфраструктуру. Облачные HPC как услуга предоставляют доступ к передовым вычислительным ресурсам, включая графические процессоры, центральные процессоры и высокоскоростные сети, которые необходимы для выполнения сложных симуляций, крупномасштабной обработки данных и высокопроизводительных приложений. Кроме того, гибридные облачные модели, которые объединяют локальную инфраструктуру с публичными и частными облачными сервисами, предлагают компаниям еще большую гибкость в управлении своими рабочими нагрузками HPC. Организации могут поддерживать критически важные приложения и конфиденциальные данные локально, используя облачные HPC для масштабируемой вычислительной мощности по требованию. Этот гибридный подход обеспечивает большую операционную эффективность, контроль затрат и безопасность. Для таких отраслей, как аэрокосмическая, автомобильная и фармацевтическая, которые полагаются на HPC для симуляций, инженерного проектирования и тестирования продуктов, гибридные облачные модели обеспечивают бесшовную интеграцию их существующей инфраструктуры с передовыми облачными сервисами. Более того, достижения в области облачной безопасности, сетей и автоматизации упростили для организаций внедрение HPC как услуги, поскольку решаются проблемы конфиденциальности данных и соответствия требованиям. По мере того как технологии облачных вычислений продолжают развиваться, а внедрение гибридного облака увеличивается, рынок HPC как услуги будет демонстрировать устойчивый рост, обусловленный спросом на гибкие, масштабируемые и безопасные высокопроизводительные вычислительные решения.

Основные проблемы рынка

Высокая стоимость и сложность моделей ценообразования на рынке высокопроизводительных вычислений (HPC) как услуги

Одной из самых существенных проблем на рынке высокопроизводительных вычислений (HPC) как услуги является высокая стоимость и сложность моделей ценообразования. Системы HPC требуют значительной вычислительной мощности, возможностей хранения и сетевых возможностей, часто требующих специализированного оборудования, такого как графические процессоры, ПЛИС или высокоскоростные межсоединения. Эти ресурсы стоят дорого, и когда они предлагаются в качестве услуги, поставщикам необходимо сбалансировать эффективность затрат с производительностью. Для многих организаций, особенно малых и средних предприятий (МСП), стоимость развертывания решений HPC внутри компании уже непомерно высока из-за необходимости специализированной инфраструктуры, квалифицированного персонала и постоянного обслуживания. В то время как HPC как услуга (HPCaaS) стремится снизить эти входные барьеры, предлагая облачный доступ по требованию к мощным вычислительным ресурсам, модели ценообразования, используемые поставщиками услуг, часто могут быть сложными и трудными для навигации. Многие поставщики используют многоуровневое или основанное на потреблении ценообразование, где расходы определяются объемом вычислительного времени, хранилища и используемой пропускной способности, а также дополнительными сборами за передачу и хранение данных. Для предприятий, начинающих работать с HPC или незнакомых с облачными сервисами, оценка и управление этими расходами может стать существенным препятствием. Непредсказуемые рабочие нагрузки в сочетании со сложностью настройки и оптимизации сред HPC в облаке могут привести к неожиданному перерасходу средств. Более того, потребность в специализированных лицензиях на программное обеспечение, которые часто не включены в базовую цену, может еще больше увеличить общие расходы. Эта сложность может отпугнуть потенциальных пользователей, особенно тех, у кого ограниченный бюджет, от внедрения HPCaaS, поскольку им может быть сложно предсказать общие затраты заранее и полностью оценить окупаемость инвестиций (ROI) до принятия решения. Отсутствие стандартизированных моделей ценообразования у разных поставщиков добавляет путаницы, затрудняя пользователям сравнение вариантов и выбор наиболее экономически эффективного решения. Кроме того, хотя HPCaaS может предлагать модель оплаты по мере использования, высокие показатели использования или долгосрочные проекты могут сделать облачные решения более дорогими, чем предполагалось, особенно по сравнению с владением и эксплуатацией локальной инфраструктуры HPC. Сложность и потенциал непредвиденных расходов создают значительный барьер для входа для многих предприятий, особенно в отраслях, которые чувствительны к затратам, но могут получить большую выгоду от HPC, таких как здравоохранение, финансы и академические круги. Решение этой проблемы требует от поставщиков услуг предлагать более прозрачные и упрощенные модели ценообразования, а также инструменты и услуги, которые помогают клиентам лучше оценивать и управлять своими расходами HPCaaS с течением времени.

Проблемы безопасности данных и соответствия требованиям на рынке высокопроизводительных вычислений (HPC) как услуг

Еще одной серьезной проблемой, с которой сталкивается рынок высокопроизводительных вычислений (HPC) как услуг, является проблема безопасности данных и соответствия нормативным требованиям. Рабочие нагрузки HPC часто включают обработку огромных объемов конфиденциальных данных, включая конфиденциальную информацию, исследовательские данные, финансовые модели и личную или конфиденциальную информацию клиентов. Поскольку эти рабочие нагрузки перемещаются в облачные службы HPC, организациям приходится справляться со сложностями поддержания того же уровня безопасности и соответствия требованиям во внешней среде, что и в локальной среде. Облачные платформы по своей природе более подвержены угрозам кибербезопасности, таким как утечки данных, несанкционированный доступ и атаки вредоносного ПО, чем частные закрытые среды. Этот риск особенно актуален в таких отраслях, как здравоохранение, финансы и государственное управление, где строгие нормативные рамки, такие как HIPAA, GDPR или PCI DSS, требуют строгих мер защиты данных и конфиденциальности. Обеспечение соответствия этим нормам при использовании стороннего поставщика услуг является серьезной проблемой для организаций, рассматривающих HPCaaS, поскольку ответственность за безопасность данных часто делится между поставщиком услуг и клиентом, что приводит к потенциальной двусмысленности в подотчетности. Географическое расположение хранения и обработки данных может вызывать осложнения, поскольку правила в разных регионах могут налагать ограничения на то, где могут храниться или передаваться конфиденциальные данные. Например, европейским организациям может быть запрещено хранить определенные типы данных на серверах, расположенных за пределами ЕС, что создает потенциальные риски соответствия при использовании глобальных поставщиков HPCaaS. Еще одной проблемой является обеспечение того, чтобы шифрование, контроль доступа и протоколы безопасности, используемые поставщиком HPCaaS, соответствовали конкретным потребностям отрасли и нормативной среды клиента. Хотя большинство поставщиков облачных услуг предлагают базовые функции безопасности, такие как шифрование в состоянии покоя и при передаче, их может быть недостаточно для высокочувствительных рабочих нагрузок, требующих более продвинутых мер безопасности, таких как защищенные анклавы, многофакторная аутентификация или мониторинг в реальном времени. Кроме того, по мере роста сложности рабочих нагрузок HPC растет и поверхность атак, что затрудняет для организаций обеспечение адекватного устранения всех потенциальных уязвимостей. Эта проблема усугубляется тем фактом, что многие организации могут не иметь внутренних экспертов, необходимых для оценки состояния безопасности своего поставщика HPCaaS или для правильной настройки и управления своими облачными средами. Общая инфраструктура облачных HPC-сервисов может вызывать опасения по поводу изоляции данных и многопользовательской среды. Хотя поставщики облачных услуг используют такие методы, как виртуализация и контейнеризация, для разделения данных разных пользователей, риск случайной утечки данных или уязвимостей между арендаторами остается проблемой для многих организаций, особенно тех, которые работают с конфиденциальной или регулируемой информацией. В отраслях, где утечки данных или несоблюдение требований могут привести к существенным финансовым штрафам или репутационному ущербу, эти риски безопасности и соответствия требованиям могут стать существенным препятствием для внедрения HPCaaS. Чтобы решить эти проблемы, поставщикам HPCaaS необходимо предлагать более надежные функции безопасности, четкую поддержку соответствия требованиям и повышенную прозрачность в отношении своих методов обеспечения безопасности и сертификации, а также тесно сотрудничать с клиентами, чтобы гарантировать выполнение их конкретных требований безопасности и соответствия требованиям.

Основные тенденции рынка

Рост спроса на решения для высокопроизводительных вычислений (HPC) на основе облака

Одной из наиболее заметных тенденций, движущих рынок высокопроизводительных вычислений (HPC) как услуги, является растущий спрос на решения для HPC на основе облака. Поскольку предприятия в различных отраслях продолжают управлять и анализировать растущие объемы данных, им требуются масштабируемые и гибкие вычислительные мощности, к которым можно получить доступ без существенных инвестиций в локальную инфраструктуру. Облачные решения HPC удовлетворяют этот спрос, предлагая предприятиям возможность арендовать вычислительные мощности по требованию, масштабируя их в зависимости от требований проекта, что устраняет необходимость в крупных капитальных затратах на оборудование. Эта тенденция особенно распространена среди малых и средних предприятий (МСП), у которых может не быть финансовых ресурсов или технических знаний для создания и поддержки собственной инфраструктуры HPC. Облачные HPC позволяют этим организациям использовать мощь передовых вычислений для таких задач, как анализ больших данных, моделирование и машинное обучение, за малую часть стоимости. Более того, гибкость облака позволяет предприятиям быстро адаптироваться к меняющимся рабочим нагрузкам, что позволяет им ускорять инновации и сокращать время вывода на рынок своих продуктов и услуг. Поскольку такие отрасли, как здравоохранение, финансы, производство и научные исследования, все чаще используют облачные HPC для сложных симуляций и задач с интенсивным использованием данных, ожидается, что эта тенденция будет способствовать дальнейшему росту рынка HPC как услуги. Крупнейшие поставщики облачных услуг, такие как AWS, Microsoft Azure и Google Cloud, расширяют свои предложения HPC для удовлетворения этого растущего спроса, интегрируя высокопроизводительные возможности, такие как ускорение GPU, фреймворки ИИ и специализированные варианты хранения для повышения производительности и эффективности.

Сегментные данные

Сведения о развертывании

Сегмент публичного облака занимал самую большую долю рынка в 2023 году. Рынок высокопроизводительных вычислений (HPC) как услуг в сегменте публичного облака переживает значительный рост, обусловленный несколькими критическими факторами. Одним из основных драйверов является растущая потребность в огромной вычислительной мощности в таких отраслях, как научные исследования, финансовые услуги, здравоохранение и производство. HPC позволяет организациям обрабатывать и анализировать большие наборы данных, запускать сложные моделирования и ускорять инновации, все из которых становятся все более важными в сегодняшней экономике, основанной на данных. Предлагая возможности HPC через публичное облако, предприятия могут получить доступ к масштабируемым и мощным вычислительным ресурсам без высоких первоначальных затрат на приобретение и поддержку локальной инфраструктуры. Эта экономическая эффективность является основным фактором, особенно для малых и средних предприятий (МСП) и стартапов, поскольку облако позволяет им использовать технологию HPC на основе оплаты по мере использования, снижая финансовые барьеры для входа. Гибкость и масштабируемость публичных облачных сервисов делают их особенно привлекательными для организаций с нестабильными или непредсказуемыми вычислительными потребностями. Публичные облачные сервисы HPC предоставляют возможность масштабировать ресурсы в зависимости от спроса, гарантируя, что предприятия смогут эффективно справляться с пиковыми рабочими нагрузками без избыточного выделения инфраструктуры.

Эта масштабируемость особенно ценна в таких секторах, как науки о жизни, где открытие лекарств или секвенирование генома требуют интенсивных вычислений в течение коротких периодов времени, или в финансовом моделировании во время циклов экономического прогнозирования. Поставщики публичных облачных сервисов, такие как Amazon Web Services (AWS), Microsoft Azure и Google Cloud, предлагают широкий спектр сервисов HPC, которые включают предварительно настроенные среды, оптимизированное оборудование и доступ к передовым программным инструментам, что упрощает развертывание и сокращает время вывода на рынок приложений HPC. Эта простота доступа к передовым технологиям HPC еще больше подпитывает рост рынка в сегменте публичного облака. Растущее внедрение искусственного интеллекта (ИИ), машинного обучения (МО) и аналитики больших данных является основным драйвером HPC как услуги в публичном облаке. Эти технологии требуют значительных вычислительных ресурсов для обработки больших объемов данных, а публичное облако предлагает идеальную среду для выполнения рабочих нагрузок AI/ML благодаря своей способности обрабатывать массивные параллельные задачи обработки. Поставщики облачных услуг все чаще предлагают специализированное оборудование, такое как графические процессоры и TPU, оптимизированное для рабочих нагрузок AI и ML, что упрощает предприятиям развертывание решений HPC для приложений с интенсивным использованием данных. Это стало особенно важным в таких отраслях, как автономное вождение, обработка естественного языка и предиктивная аналитика, где обработка и анализ данных в реальном времени имеют решающее значение.

Безопасность и соответствие требованиям также являются важными факторами, которые стимулируют внедрение HPC в публичном облаке. Многие поставщики облачных услуг вложили значительные средства в улучшение функций безопасности и соответствия своих платформ, решая проблемы, связанные с конфиденциальностью данных и нормативными требованиями. Это сделало общедоступные облачные HPC-сервисы более жизнеспособным вариантом для таких секторов, как здравоохранение и финансы, где требуется строгое соблюдение нормативных требований. Возможность соответствовать отраслевым стандартам, таким как HIPAA для здравоохранения или GDPR для защиты данных, побуждает организации внедрять HPC как услугу в общедоступном облаке, будучи уверенными в безопасности и соответствии своих данных и процессов. Растущий акцент на цифровой трансформации и переход к стратегиям, ориентированным на облако, в различных отраслях еще больше способствуют внедрению HPC в общедоступном облаке. Поскольку компании стремятся модернизировать свою ИТ-инфраструктуру, общедоступное облако предоставляет привлекательный вариант для доступа к мощным вычислительным возможностям, стимулирования инноваций и сохранения конкурентоспособности на быстро развивающемся рынке. В целом, рынок HPC как услуг в сегменте публичного облака обусловлен экономической эффективностью, масштабируемостью, внедрением ИИ и МО, повышенной безопасностью и продолжающейся цифровой трансформацией, что позиционирует его для существенного роста в ближайшие годы.

Региональные данные

Регион Северной Америки занимал самую большую долю рынка в 2023 году. Рынок высокопроизводительных вычислений (HPC) как услуг в Северной Америке переживает значительный рост, обусловленный конвергенцией факторов, отражающих растущий спрос на вычислительную мощность в разных отраслях. Одним из основных драйверов является растущая зависимость от аналитики больших данных, искусственного интеллекта (ИИ) и технологий машинного обучения (МО). Эти передовые приложения требуют огромных вычислительных ресурсов для обработки, анализа и получения информации из больших объемов данных, с которыми традиционные вычислительные системы часто не справляются. HPC как услуга предоставляет масштабируемое и экономически эффективное решение, позволяющее предприятиям использовать высокопроизводительные вычисления без необходимости крупных первоначальных инвестиций в инфраструктуру. Это особенно привлекательно для таких отраслей, как здравоохранение, финансы, производство и академические круги, где задачи с интенсивным использованием данных, такие как секвенирование генома, моделирование рисков и моделирование проектирования продуктов, имеют важное значение для инноваций и операционной эффективности. Другим ключевым фактором является растущее внедрение облачных вычислений и гибридных облачных сред. Облачные решения HPC обеспечивают гибкость, позволяя предприятиям масштабировать свои вычислительные возможности в зависимости от меняющихся рабочих нагрузок. Это особенно выгодно для научно-исследовательских институтов, стартапов и предприятий, которым требуются ресурсы HPC для каждого проекта, устраняя необходимость в дорогостоящей выделенной локальной инфраструктуре. Кроме того, поскольку организации продолжают свой путь цифровой трансформации, интеграция сервисов HPC с облачными платформами, такими как AWS, Microsoft Azure и Google Cloud, упрощает доступ к мощным вычислительным ресурсам. Эта простота доступа побуждает больше компаний внедрять HPC как услугу, что еще больше ускоряет рост рынка.

В Северной Америке быстрый прогресс в технологиях искусственного интеллекта и глубокого обучения также подпитывает спрос на HPC как услугу. Эти технологии в значительной степени полагаются на огромную вычислительную мощность для таких задач, как обучение сложных нейронных сетей и запуск сложных алгоритмов. Поскольку ИИ все больше внедряется в такие секторы, как автомобилестроение (для автономного вождения), здравоохранение (для диагностических инструментов) и финансы (для обнаружения мошенничества и алгоритмической торговли), потребность в решениях HPC, способных поддерживать эти рабочие нагрузки, растет. HPC как услуга предлагает практическое решение, предоставляя необходимую вычислительную мощность без необходимости значительных капитальных затрат, что позволяет компаниям сосредоточиться на инновациях и разработке продуктов.

Последние разработки

• В мае 2024 года Grace Hopper от NVIDIA знаменует начало новой эры в суперкомпьютерах ИИ. Сосредоточившись на разнообразных приложениях, от моделирования климата и погоды до научных исследований, такие суперкомпьютеры, как швейцарский Alps Supercomputer и французский EXA1-HE, должны обеспечить беспрецедентную вычислительную мощность ИИ в 200 эксафлопс. Эти системы, построенные на энергоэффективной архитектуре Grace, позволят проводить новаторские исследования и достижения в различных областях.

Ключевые игроки рынка

• IBM Corporation
• Hewlett Packard Enterprise Company 
• Microsoft Corporation
• Intel Corporation
• Fujitsu Limited
• Cisco Systems Inc.
• Oracle Corporation
• Hitachi Ltd