超级计算机市场规模、份额、增长和行业分析，按类型（Linux、UNIX、混合、Windows）、按应用（政府实体、科学研究和学术机构、商业行业）、区域见解和预测到 2035 年

超级计算机市场概况

2026年全球超级计算机市场规模预计为828272万美元，预计到2035年将达到1091739万美元，2026年至2035年复合年增长率为3.12%。

超级计算机市场是高性能计算行业的重要组成部分，支持人工智能、气候建模、航空航天工程、基因组学、国防模拟和先进科学研究。截至 2025 年，全球 TOP500 排名包括在超过 35 个国家/地区运行的 500 台领先超级计算机。世界上最快的超级计算机 El Capitan 提供 1.742 exaflops 的性能，并使用 11,039,616 个处理核心。排名前 10 位的超级计算机总共提供超过 7 exaflops 的计算能力。超过 55% 的新部署超级计算机采用了人工智能加速技术，而超过 70% 的超级计算机支持大规模机器学习工作负载以及传统 HPC 应用程序。

美国仍然是最大的超级计算机市场，拥有世界排名前三的百亿亿级系统。 El Capitan、Frontier 和 Aurora 总共提供超过 4 exaflops 的计算性能。在全球安装量 500 强的系统中，美国约占 34%。超过 200 个国家实验室、大学和研究中心利用高性能计算基础设施。联邦研究计划支持 50 多个主要 HPC 项目，而人工智能驱动的工作负载约占新超级计算部署的 60%。该国还拥有几个最大的基于云的商业超级计算平台，为从医疗保健到航空航天工程等行业提供支持。

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主要发现

• 主要市场驱动因素：大约 78% 的部署由人工智能需求驱动，71% 由科学模拟驱动，67% 由气候建模工作负载驱动，62% 由高级数据分析应用驱动。
• 主要市场限制：大约 59% 的组织将高基础设施成本视为限制，53% 的组织提到能源消耗问题，48% 的组织报告冷却挑战，44% 的组织面临熟练劳动力短缺。
• 新兴趋势：近 74% 的新系统集成了人工智能加速器，69% 采用液体冷却技术，58% 采用异构架构，51% 支持混合云超级计算环境。
• 区域领导：北美占市场活动的 41%，欧洲占 28%，亚太地区占 24%，中东和非洲占全球超级计算机部署活动的 7%。
• 竞争格局：领先的五家供应商合计约占已安装系统的 76%，而排名前两位的公司则占全球超级计算机基础设施部署的近 43%。
• 市场细分：Linux 占据约 78% 的市场份额，UNIX 占 9%，混合操作系统占 8%，基于 Windows 的系统约占安装量的 5%。
• 最新进展：大约 72% 的产品发布侧重于人工智能加速，66% 提高能源效率，57% 强调百亿亿级就绪性，49% 针对先进科学计算应用。

超级计算机市场最新趋势

由于对人工智能、数字孪生和百亿亿次计算的需求不断增长，超级计算机市场正在迅速发展。最重要的趋势之一是人工智能集成，大约 74% 的新投入使用的超级计算机配备了专用人工智能加速器。在支持 GPU 的系统中，超过 201 个安装使用 NVIDIA 加速器，27 个使用基于 AMD 的加速器，6 个部署 Intel 加速器。百亿亿次计算仍然是一个主要趋势。截至 2025 年，全球已有 3 个正在运行的百亿亿级系统，即 El Capitan、Frontier 和 Aurora。这些系统的性能合计超过 4.1 exaflops。

能源效率已成为另一个关键关注领域。先进系统现已达到每瓦 60 gigaflops 以上的效率水平，其中一些下一代 GPU 驱动的系统的效率超过每瓦 72 gigaflops。液体冷却的采用率显着增加，在新部署的 HPC 设施中达到约 69%。基于云的超级计算也在扩展。现在，超过 35% 的企业 HPC 工作负载是通过云基础设施执行的。此外，超过 58% 的超级计算机采购包括混合云集成功能。这些趋势通过增强研究和商业领域的可访问性、可扩展性和计算性能，继续重塑超级计算机市场。

超级计算机市场动态

司机

"对人工智能和先进科学模拟的需求不断增长。"

人工智能已成为超级计算机市场的主要增长引擎。大约 78% 的新超级计算投资与人工智能训练和推理工作负载相关。大型语言模型通常需要超过 10,000 个 GPU 和数万亿次计算操作，从而推动了对高级 HPC 基础设施的需求。科学研究也做出了巨大贡献，近 71% 的超级计算资源分配给气候建模、基因组学、天体物理学和材料科学。 TOP500 列表表明人工智能优化架构的部署不断增加，超过 234 个系统利用 GPU 加速。政府实验室和研究机构继续扩大计算资源来处理涉及数十亿个变量和 PB 数据的模拟，从而增强了整体市场需求。

克制

"高基础设施、冷却和操作要求。"

建造和运行超级计算机需要大量的基础设施投资。现代百亿亿级系统消耗超过 24,000 千瓦的电力，而一些装置在高峰运行期间超过 38,000 千瓦。大约 59% 的组织将运营复杂性视为主要障碍。冷却基础设施在部署规划中占很大一部分，近 53% 的数据中心需要专门的液体冷却系统。劳动力限制也会影响采用，因为 44% 的 HPC 运营商报告缺乏熟练的工程师和系统架构师。集成 CPU、GPU、互连和存储系统的复杂性为小型组织进入超级计算机市场带来了额外的障碍。

机会

"扩展百亿亿次计算和人工智能基础设施。"

向百亿亿次计算的过渡带来了重大机遇。到 2025 年，全球市场将运营 3 个百亿亿级系统，同时北美、欧洲和亚太地区的其他项目正在开发中。以人工智能为中心的计算约占即将到来的 HPC 采购的 65%。政府举措通过国家计算计划支持扩张，有 40 多个国家资助高级计算研究。混合云环境创造了更多机会，因为大约 58% 的组织寻求可扩展的 HPC 资源，而无需构建专用设施。对数字孪生、精准医疗、自主系统和先进制造模拟的需求持续增长，为未来超级计算机的部署奠定了坚实的基础。

挑战

"能源消耗和系统可扩展性。"

能源效率仍然是超级计算机市场的主要挑战。百亿亿次级系统的耗电量在 24,607 千瓦至 38,698 千瓦之间，给运营商带来了可持续性问题。大约 53% 的组织将电源需求视为一项重大挑战。可扩展性也存在困难，因为先进系统包含超过 1100 万个处理核心和数千个加速器。管理数百万个计算元素的数据移动、网络拥塞和内存利用率需要复杂的软件架构。大约 47% 的 HPC 管理员认为软件优化是实现最佳性能的障碍。这些因素继续影响全球超级计算设施的部署时间表和运营效率。

超级计算机市场细分

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超级计算机市场按操作系统类型和应用程序细分。由于其可扩展性和开源架构，Linux 占据了大约 78% 的份额。 UNIX 占 9%，混合操作系统占 8%，Windows 占 5%。按应用来看，政府实体约占需求的 46%，科学研究和学术机构约占 34%，商业行业约占 20%。全球超过 500 台顶级超级计算机支持从人工智能培训和气候研究到金融分析和工业设计优化等工作负载。 Linux 仍然是首选平台，因为它与 90% 以上的 HPC 软件生态系统兼容。

按类型

Linux：Linux 在超级计算机市场占据主导地位，占有大约 78% 的份额。 TOP500 列表中有超过 390 个系统在基于 Linux 的环境中运行。该操作系统支持跨数百万个处理核心的可扩展性，并实现异构计算资源的高效管理。目前全球运行的所有 3 个百亿亿级系统均采用了 Linux 平台。开源灵活性和广泛的开发人员支持使 Linux 成为科学研究、人工智能工作负载和政府计算设施的首选。由于与先进的 HPC 软件框架和加速器技术兼容，近 85% 的新投入使用的超级计算机都部署了 Linux。

UNIX：UNIX 约占超级计算机市场的 9%。基于 UNIX 的系统在需要卓越可靠性和长期稳定性的组织中仍然很受欢迎。超过 45 个大型安装继续在 UNIX 环境中运行。金融机构、国防组织和高级工程公司利用 UNIX 平台来处理关键任务工作负载。大约 52% 的 UNIX 部署支持高安全性计算环境。尽管来自基于 Linux 的替代方案的竞争日益激烈，但该架构经过验证的性能和成熟的生态系统继续支持专门的 HPC 应用程序。

混合：混合操作系统约占市场活动的 8%。这些环境将 Linux、UNIX 和专有平台结合在一个基础设施中。超过 40 个大型超级计算设施利用混合架构来优化工作负载分配。大约 63% 的混合系统部署与多机构研究项目相关。混合操作环境使组织能够最大限度地提高软件兼容性，同时支持不同的计算要求。混合配置在支持云的 HPC 生态系统和协作科学研究项目中越来越常见。

视窗：基于 Windows 的超级计算机约占安装量的 5%。这些系统主要部署在企业环境中，其中与商业软件应用程序的兼容性至关重要。大约有 25 个大型 HPC 集群使用 Windows 操作系统。大约 58% 的基于 Windows 的部署支持工程模拟、业务分析和工业建模应用程序。尽管 Linux 主导着更广泛的市场，但 Windows 继续在优先考虑用户熟悉度和企业软件集成的组织中保持相关性。

按应用

政府实体：政府实体约占超级计算机市场的 46%。国家实验室、国防组织、气象机构和情报部门严重依赖 HPC 资源。全球有 200 多个政府研究项目利用超级计算基础设施。大约 71% 的天气预报模型是在政府运营的 HPC 系统上执行的。国防模拟、网络安全研究和核建模共同代表了政府需求的很大一部分。世界排名前 3 的百亿亿次系统均由美国政府支持的研究机构运营。

科研学术机构：科学研究和学术机构约占市场需求的34%。大学和研究中心运营着数百个支持科学发现的超级计算设施。超过 60% 的基因组学研究项目依赖于 HPC 基础设施。学术机构利用超级计算机进行气候建模、粒子物理学、材料科学和天文学。全球大约 150 所主要大学设有专门的 HPC 中心。这些设施每年处理 PB 级的科学数据，并支持涉及数千名研究人员的协作研究。

商业行业：商业行业约占市场的20%。金融服务、制造、医疗保健、能源和科技公司越来越多地部署超级计算基础设施。大约 64% 的汽车数字孪生仿真利用 HPC 资源。制药组织使用超级计算机来加速药物发现，而能源公司则使用它们进行储层建模和地震分析。随着人工智能培训工作负载和企业分析的计算密集度越来越高，商业应用不断增长。

超级计算机市场区域展望

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在研究资金、技术能力和工业需求的推动下，超级计算机市场表现出强大的区域多样性。北美约占全球活动的 41%，欧洲占 28%，亚太地区占 24%，中东和非洲占 7%。超过 500 台领先的超级计算机分布在这些地区，支持政府、学术和商业应用。百亿亿次计算计划、人工智能采用和科学研究投资继续影响着区域市场的发展。

北美

北美以约 41% 的全球份额引领超级计算机市场。该地区拥有世界排名前三的超算系统：El Capitan、Frontier 和 Aurora。这些系统总共提供超过 4.1 exaflops 的计算性能，并利用超过 2900 万个处理核心。美国占区域市场活动的近83%。该国安装了170多台列入全球排名的超级计算机。联邦机构支持 50 多项先进计算计划，涵盖气候科学、医疗保健研究、国防模拟和人工智能。大约 60% 的以 AI 为重点的 HPC 投资来自北美组织。加拿大贡献了大约 11% 的区域活动。国家研究网络和大学 HPC 中心支持先进的科学计算应用。超过 25 个主要 HPC 设施在全国运营。北美在商业采用方面也处于领先地位，基于云的 HPC 服务为数千家企业客户提供支持。对百亿亿次系统和人工智能基础设施的持续投资巩固了区域领导地位。

欧洲

欧洲约占全球超级计算机市场的 28%。该地区拥有多个世界上最强大的系统，包括 JUPITER、LUMI、Leonardo 和 Alps。超过 140 台顶级超级计算机在欧洲各国运行。欧洲高性能计算生态系统受益于研究机构和政府机构之间的协调投资。大约 58% 的部署支持气候科学、能源研究和工业创新。该地区的第一个百万兆级计划 JUPITER 在调试活动中实现了 793.4 petaflops，代表了欧洲计算能力的一个重要里程碑。德国、法国、意大利和芬兰等国家拥有先进的 HPC 基础设施。超过 90 所大学参与了协作超级计算研究项目。人工智能、数字制造和可持续发展举措继续推动整个地区的部署增长。

亚太

亚太地区约占全球市场活动的 24%。该地区包括日本和中国等主要超级计算大国。该地区有 120 多台超级计算机出现在国际性能排名中。日本的 Fugaku 系统仍然是世界上最强大的超级计算机之一，通过 7,630,848 个处理核心提供 442 petaflops 的计算性能。该国继续大力投资科学研究、人工智能和医疗保健计算。中国在政府、学术和工业部门保持着大量的 HPC 部署活动。大约 48% 的区域人工智能基础设施投资来自亚太组织。韩国、印度、新加坡和澳大利亚也继续扩大国家 HPC 计划。半导体创新、人工智能的采用以及对先进计算研究能力不断增长的需求支持了区域增长。

中东和非洲

中东和非洲约占全球超级计算机市场活动的 7%。尽管规模小于其他地区，但对先进计算基础设施的投资仍在不断增加。目前，该地区有 30 多个重要的 HPC 设施在运行。  沙特阿拉伯、阿联酋、南非等国家正在积极拓展国家超级计算能力。大约 44% 的区域部署支持能源勘探和气候建模。研究机构越来越多地利用 HPC 资源进行水管理、医疗保健分析和智能城市发展。政府支持的数字化转型项目占地区投资的近52%。人工智能应用约占新超级计算项目的 39%。对科学研究和技术自给自足的日益重视继续增强了该地区的市场前景。

顶级超级计算机公司名单

• 源讯公司
• 曙光信息产业股份有限公司
• 戴尔科技公司
• 惠普企业公司
• 华为投资控股有限公司
• 国际商业机器公司
• 联想集团有限公司
• NEC公司
• 英伟达公司

市场份额排名前 2 位的公司名单

• 惠普企业公司：约 24% 的市场份额，得益于多个 TOP10 系统和百亿亿次计算基础设施的领先地位。
• 联想集团有限公司：约 19% 的市场份额，得益于跨企业、学术和政府 HPC 环境的广泛部署。

投资分析与机会

由于人工智能的扩展和科学计算的需求，超级计算机市场的投资活动正在加速。计划中的 HPC 投资中约 65% 与 AI 培训基础设施相关。全球政府机构支持 40 多个专注于百亿亿次和后百亿亿次技术的国家计算计划。人工智能加速器部署仍然是一个关键投资领域。目前超过 234 个 TOP500 系统使用 GPU，显示出对异构计算架构的强烈需求。云 HPC 投资约占新基础设施支出的 35%。

数字孪生、精准医疗、自主系统和量子计算集成领域正在出现机遇。近 58% 的组织计划将人工智能和模拟工作负载集成到共享 HPC 环境中。节能计算也带来了巨大的机遇，约 69% 的新设施部署了液体冷却技术。对大规模科学模拟不断增长的需求支持了持续的需求。气候模型现在处理的数据集超过 1 PB，而先进的人工智能系统需要数万亿次计算操作。这些趋势继续为供应商、组件供应商和基础设施提供商创造有吸引力的机会。

新产品开发

创新仍然是超级计算机市场的一个决定性特征。大约 72% 的新引入系统专注于人工智能加速和百亿亿次计算准备。先进的 GPU 架构显着提高了计算密度，使现代装置能够在更小的占地面积内提供千万亿次浮点运算规模的性能。结合 CPU、GPU 和专用加速器的异构架构约占近期产品发布的 58%。液冷技术在某些先进系统中支持接近 40°C 的工作温度，从而提高了热效率。

一些制造商正在推出能够支持数百万个处理核心的下一代百亿亿级平台。人工智能专用互连技术现在可以实现数千个加速器节点之间的通信。大约 66% 的新产品优先考虑提高能源效率，而 49% 则强调人工智能和机器学习优化。存储创新也仍然很重要。与前几代产品相比，先进的 HPC 存储平台现在的输入输出性能提高了 39% 以上。这些发展不断提高计算吞吐量、降低运营成本并扩展科学和商业超级计算环境的能力。

近期五项进展

• 2025 年，El Capitan 凭借 1.742 exaflops 的性能和 11,039,616 个处理核心继续保持全球第一的位置。
• 2025 年，JUPITER 在调试期间实现了 793.4 petaflops，成为欧洲领先的百亿亿次计算项目。
• 2025 年，HPE 宣布推出 Cray GX5000 平台，每个计算插槽的功率提高了 127%，同时占用的数据中心空间减少了 25%。
• 到 2025 年，Aurora 保持了超过 1.012 exaflops 的百亿亿次运算能力，利用了超过 920 万个处理核心。
• 2024 年，Aurora 成为世界上最大的人工智能超级计算机之一，包含近 85,000 个网络接口控制器和 5,600 个交换机。

超级计算机市场报告覆盖范围

超级计算机市场报告提供了操作系统、应用程序、区域绩效、技术创新和竞争定位的全面分析。该研究评估了四种操作系统类别，包括 Linux、UNIX、混合和 Windows 环境。 Linux 约占市场活动的 78%，反映了其在高性能计算生态系统中的主导地位。

该报告涵盖三个主要应用领域：政府实体、科学研究和学术机构以及商业行业。这些部门总共运营着数百个 HPC 设施，支持气候科学、人工智能、医疗保健研究、金融建模和高级工程模拟。区域覆盖包括北美、欧洲、亚太、中东和非洲，占全球市场活动的100%。分析结合了全球 500 多台领先超级计算机的性能基准。特别关注百亿亿级计算、人工智能加速、能源效率、异构架构、液体冷却技术和基于云的 HPC 环境。