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全球高性能计算（HPC）行业正在迅速发展，这是由于对航空航天，能源，医疗保健，汽车和融资等领域的大规模数据处理，实时分析以及复杂模拟的需求不断增长。 HPC系统提供了巨大的计算能力，可以加速研究，实现AI突破并支持下一代数字化转型。
在当今数据驱动的景观中，全世界的组织越来越依赖HPC来处理传统计算基础架构无法有效管理的工作负载。截至2025年，超过65％的高级研究中心，工程公司和科技巨头利用HPC群集或基于云的HPC解决方案来更快地创新并解决复杂的问题。
高性能计算（HPC）市场2023年的规模为384.8亿美元，预计2024年的规模将达到416.3亿美元，到2032年将进一步扩大到781.5亿美元，在2024年的预测期内复合年增长率为8.19％。
什么是高性能计算（HPC）？
高性能计算（HPC）是指汇总计算能力的实践，以提供远远超出典型台式机或服务器的性能。 HPC系统通常由数百或数千个与处理大规模数据集或运行复杂算法的节点组成。这些系统对于诸如气候建模，基因组学研究，财务风险建模和自动驾驶汽车开发等任务至关重要。
最近的进步包括集成GPU，AI加速器和基于云的HPC-AS-A-Service（HPCAA），这使更多的组织可以在不构建大型物理群体的情况下访问超级计算功率。 HPC仍然是科学发现，国家安全和尖端工业研发的基石。
美国发展高性能计算（HPC）市场
美国仍然是世界上最大，战略性最先进的高性能计算（HPC）市场，估计占全球HPC总容量的40-45％。该国的领导层由主要的国家实验室，顶级大学，航空航天和国防承包商以及云高度标准的基础，这些大量投资于下一代计算基础设施。
截至2025年，美国拥有超过110多个主动超级计算站点的所在地，在Argonne National National Laboratory Laboratory Seret绩效记录中拥有Exascale计算系统，例如Oak Ridge National Laboratory的Frontier和Aurora。这些系统提供的处理能力每秒以每秒的计算数量来测量，并支持气候建模，高级材料研究，量子计算和人工智能等领域的项目。
联邦投资发挥了至关重要的作用：美国单独的能源部基金将加强国家安全并维持技术领导力的数十项HPC倡议。现在，超过70％的顶级研究大学利用HPC簇来处理基因组学，天气预测和新药物发现中的繁重模拟。
私营部门同样活跃 - 基于NVIDIA，INTEL，AMD和Hewlett Packard Enterprise（HPE）供应处理器，GPU和完整的HPC系统等美国技术领导者，这些系统从深度学习模型到自动驾驶汽车开发。同时，云巨头亚马逊网络服务（AWS），Microsoft Azure和Google Cloud通过提供HPC-AS-A-Service（HPCAAS）进一步扩展市场，使较小的公司和研究团队能够按需访问超级计算资源。
在持续的Exascale举措，AI工作量上升和强大的人才管道的驱动下，美国的HPC市场有望保持持续的势头，区域支出集中在混合云HPC上，能源有效的超级计算机，AI-Accelated Worksloads可以推动高强度计算机的范围。
2025年的高性能计算（HPC）行业有多大？
随着研究，行业和云服务对大规模计算功率激增的需求，全球高性能计算（HPC）行业将在2025年达到新的高度。分析人士估计，到2025年，超过55％的先进工业和科学工作负载将依赖于HPC群集或基于云的HPC-AS-A-Service（HPCAAS）模型，这标志着从传统的本地设置转向更灵活的混合环境。
这种市场增长是由不同部门推动的。例如，医疗保健行业越来越多地将HPC用于基因组学，个性化医学和药物发现，这些领域需要高速和精确度处理数据的数据。在航空航天和汽车工程中，公司每年运行数百万个流体动力学和崩溃模拟，只有超级计算簇才能有效处理的任务。
全世界政府继续投资于全国性的Exascale系统，将绩效推广到每秒超过一亿亿美元的计算。到2025年，预计至少有5-7个Exascale超级计算机将在气候建模，能源过渡研究和人工智能方面取得突破。
诸如亚马逊网络服务（AWS），Microsoft Azure和Google Cloud之类的云提供商正在扩大其HPC产品，从而使中型企业和学术机构可以使用超级计算。据估计，由于公司优先考虑成本效率，可扩展性和远程协作，到2025年，基于云的HPC工作负载的份额将达到35-50％。
该生态系统还受益于半导体巨头（例如英特尔，AMD和NVIDIA）的无情创新，他们为AI增强的HPC工作负载提供了尖端的处理器和GPU。随着行业继续数字化和整合大数据，HPC部门在解决复杂问题方面的战略作用（从设计下一代飞机到预测全球天气模式）将比以往更为重要。
区域市场份额：HPC市场前景
全球高性能计算（HPC）市场显示出区域采用的明显鸿沟，发达经济体领先大规模部署，而新兴市场则不断增加对研究类别和云HPC的投资。
北美拥有最大的份额，估计约占全球HPC市场的40-45％。该领导层是由美国驱动的，美国仅包含超过110多个活跃的超级计算网站，包括世界领先的Exascale项目，例如Frontier和Aurora。该地区的统治地位得到了强大的联邦资金，主要的国防和航空航天合同的支持，以及Nvidia，AMD，Intel，AWS和Microsoft等科技巨头的存在，这些巨头继续扩大混合HPC产品。
欧洲估计占全球HPC市场的25–30％。欧盟的地平线欧洲计划和在德国，法国，英国以及北欧国家HPC中心，气候建模和工业研发的投资。欧洲对数字主权和可持续性的推动也刺激了Eurohpc等项目，该项目旨在到2025年至少开发两个Exascale超级计算机。
亚太地区的贡献约为20-25％，由中国和日本领导。中国始终出现在全球超级计算机排名的顶部，并大力投资于用于气候研究，AI培训和量子计算飞行员的下一代Exascale系统。日本继续通过其著名的fugaku系统领导高级制造和天气预测模型。韩国，新加坡和印度也在扩大国家HPC研究和工业竞争力的能力。
中东和非洲和拉丁美洲共同占HPC市场的约5-10％，这是由于在智能城市，石油和天然气模拟和学术研究集群中的新兴投资所推动的。随着云HPC服务的增长，预计这些地区将看到更高的采用，而无需大规模的本地基础设施成本。
高性能计算（HPC）区域机会
全球HPC机会在于：
- 云HPC增长：企业越来越多地采用HPCAAS模型来提高灵活性和成本效率。
- AI-HPC收敛：将AI/ML工作负载与HPC群集整合起来，可以增强基因组学，药物发现和财务分析的研究。
- 能源效率：公司投资于更绿色的数据中心和冷却系统，以管理大量的电力需求。
- Edge HPC：将超级计算功能带到更靠近IoT设备的数据洞察力，以进行更快的数据见解。
全球增长见解公开了全球高性能计算（HPC）公司的顶级列表：
| 公司 | 总部 | 估计的复合年增长率 | 估计收入（过去一年） |
|---|---|---|---|
| Nvidia | 美国圣克拉拉 | 〜8–10％ | 〜2,300亿美元（HPC和数据中心） |
| 思科系统 | 美国圣何塞 | 〜5–7％ | 〜55.5亿美元（数据中心解决方案共享） |
| DDN（Datadirect网络） | 美国查茨沃思 | 〜6–8％ | 〜400-5亿美元 |
| 克雷（HPE） | 美国西雅图 | 〜5–7％ | HPE的HPC和AI收入的一部分（约3-4亿美元） |
| Hewlett Packard Enterprise（HPE） | 美国休斯顿 | 〜4–6％ | 〜7-8亿美元（HPC＆AI部门） |
| Oracle | 美国奥斯汀 | 〜4–6％ | 〜5-7亿美元（云基础架构和HPC） |
| 亚马逊网络服务（AWS） | 美国西雅图 | 〜8–10％ | 〜800亿美元（HPCAAS的部分） |
| 微软 | 美国雷德蒙德 | 〜7–9％ | 〜70-90亿美元（Azure HPC的部分） |
| 戴尔技术 | 美国圆形岩石 | 〜5–7％ | 〜90-1000亿美元（HPC服务器和存储中的部分） |
| NetApp | 美国桑尼维尔 | 〜4–6％ | 〜6-8亿美元（HPC的数据存储） |
| AMD | 美国圣克拉拉 | 〜7–9％ | 〜22.5亿美元（HPC处理器） |
| IBM | 美国阿蒙克 | 〜3–5％ | 〜15-200亿美元（包括HPC Cloud，AI） |
| 英特尔 | 美国圣克拉拉 | 〜4–6％ | 〜6700亿美元（HPC处理器和加速器中的一部分） |
| NEC | 日本东京 | 〜3–5％ | 〜3-5亿美元（HPC系统） |
常见问题解答：全球高性能计算（HPC）公司
Q1：什么是高性能计算（HPC）？
答：HPC是指比标准服务器或工作站汇总数千个计算节点或处理器的性能。截至2025年，世界领先的HPC系统每秒可以执行超过1亿（10⁸）的计算，为气候建模，AI训练，基因组学和航空航天模拟等复杂任务提供动力。
Q2：哪些行业是HPC的最大用户？
答：航空航天，汽车，生命科学，能源和财务等行业是主要的HPC使用者。例如，超过60％的全球制药公司将HPC用于基因组学和药物发现。在汽车中，OEM每年进行数百万个模拟，用于撞车测试和空气动力学。
问题3：HPC市场的主要参与者是谁？
答：领先的球员包括Nvidia，Intel，AMD，Hewlett Packard Enterprise（HPE），Cray（HPE），DDN，Oracle，AWS，Microsoft，Microsoft，Dell Technologies，NetApp，IBM，IBM，Cisco和Nec。这些公司为全球排名最高的超级计算机的70％供电，支持基于本地和基于云的HPC。
问题4：推动HPC增长的主要趋势是什么？
答：AI-HPC收敛正在加速 - 将近50％的新HPC工作负载包括机器学习或深度学习任务。云HPC-AS-A-Service（HPCAA）的采用率正在上升，预计到2025年，HPC工作负载中有35-50％的工作负载将在Hybrid Cloud上运行。
问题5：云HPC如何改变市场？
答：AWS，Azure和Google Cloud等云提供商现在使HPC更容易在较小的研究实验室和中型公司使用。这种转变有助于将HPC扩展到缺乏大量本地基础设施的地区，尤其是在亚太，中东和拉丁美洲。
问题6：哪个地区领导全球HPC市场？
答：北美估计占40-45％的份额，主持110多个活跃的超级计算站点和几个Exascale项目。欧洲的次数约为25-30％，而亚太地区持有约20-25％，由中国，日本和韩国领导。
问题7：组织面临HPC面临哪些挑战？
答：主要的挑战包括高能消耗 - 一个大型HPC数据中心可以使用足够的电力来为成千上万的房屋供电。还有一个全球人才差距；大约55％的HPC雇主引用了熟练的HPC工程师和科学家的短缺。
问题8：HPC行业预计在2025年有多大？
答：到2025年，全球HPC行业预计将运行所有高级研发和工程工作负载的一半以上，以支持气候科学，材料设计和自治系统领域的尖端工作。混合HPC和AI驱动的簇将主导新的安装。
问题9：如何解决可持续性和能源效率？
答：许多新的HPC站点都使用创新的液体冷却和可再生能源。像美国和欧洲的Leonardo System这样的领先地点，旨在将Petaflop的能源利用减少多达30％，这有助于该行业平衡可持续性。
结论
高性能计算是世界上最苛刻的计算问题创新的骨干。随着AI，大数据和数字化转型的加速，NVIDIA，AWS，INTEL，HPE等HPC参与者将塑造行业如何解决影响数十亿人生的挑战的未来。