ハイパフォーマンスコンピューティング：市場シェア分析、業界動向と統計、成長予測（2026年～2031年）

Mordor Intelligenceによると、ハイパフォーマンスコンピューティング（HPC）市場の規模は、2025年の557億8,000万米ドル、2026年の601億2,000万米ドルから、2031年までに875億米ドルへと拡大すると予測されており、2026年から2031年までの年間平均成長率（CAGR）は7.79％となる見込みです。

本レポートは、コンポーネント（ハードウェア、ソフトウェア、サービス）、展開モード（オンプレミス、クラウド、ハイブリッド）、産業用途（政府・防衛、学術・研究機関、BFSI、製造・自動車エンジニアリングなど）、チップの種類（CPU、GPU、FPGA、ASIC／AIアクセラレータ）、および地域ごとに分類されています。市場予測は金額（米ドル）ベースで提示されています。

世界のハイパフォーマンスコンピューティング市場の動向とインサイト

米国連邦研究所およびティア1クラウドプロバイダーにおけるAIおよびMLトレーニングワークロードの爆発的増加

連邦政府機関は現在、孤立した調査用サンドボックスではなく、運用中のAIパイプラインにペタフロップス級のインフラを組み込んでいます。オークリッジ国立研究所の1.2エクサフロップス級「フロンティア」は、バッテリー化学の発見サイクルを18ヶ月から6週間に短縮する基盤モデルを学習させており、探索的なベンチマークから実世界での成果物への移行を実証しています。米国国立科学財団（NSF）の「2025 Genesis Mission」では、20の大学にまたがる分散型AIクラスターに8億米ドルを割り当てており、地域におけるハイパフォーマンスコンピューティング市場リソースへのアクセスを飛躍的に拡大しています。Microsoft AzureのND H100 v5インスタンスは、毎秒3.2テラビットのInfiniBandファブリックを提供しており、製薬企業がリージョン間のシャーディングを行うことなく、1,000億パラメータのトランスフォーマーを構築することを可能にしています。連邦政府と民間セクターによるこうした共同の刺激策により、GPUの更新サイクルが加速し、1兆パラメータ規模のワークロードにおいて従来のA100ノードは経済的に時代遅れとなり、希少なHBM3eベースのアクセラレータに対する需要がさらに高まっています。

アジアの製薬アウトソーシング拠点におけるGPU加速分子動力学シミュレーションの需要急増

中国やインドの受託研究機関（CRO）は、数千台のGPUを導入して低分子結合シミュレーションの所要時間を数週間から数時間に短縮し、欧米の既存製薬企業との競争条件を均等化しています。WuXi AppTecの5,000台のGPUを擁する上海クラスターは、四半期あたり1,000万種類の化合物をスクリーニングしており、そのスループットはCPUの40倍に達します。また、電力料金の補助や税制優遇措置により、GPU 1時間あたりのコストは北米の研究所に比べて約60％低くなっています。インドのPARAM Rudra社は、2025年の演算予算の3分の1をインド科学産業研究評議会（CSIR）傘下の研究所に割り当て、AlphaFoldが生成したタンパク質構造とGPU駆動のドッキングエンジンを融合させることで、結核治療薬の創薬を加速させています。このような地理的アービトラージにより、製薬業界の前臨床パイプラインは東へとシフトしており、アジア太平洋地域におけるハイパフォーマンスコンピューティング市場での長期的なシェアがさらに強固なものとなっています。

干ばつに見舞われやすい米国の各州で、データセンターの水使用制限が強化されています

現在、水不足が立地選定の決定要因となっています。カリフォルニア州の工業用水使用量20％削減命令により、Tier-3施設は乾式冷却への改修を余儀なくされ、これにより電力消費量が15％増加し、2025年には施設1カ所あたり5,000万米ドルの改修費用が追加で発生することになります。アリゾナ州はフェニックスでの新たな地下水利用許可を停止し、建設業者に対し、閉ループ式液体冷却の導入か、プロジェクトの中止を迫っています。Googleは、水利用権の不足を理由に、ネバダ州の200メガワット規模のHPCサイトの建設を延期し、よりコストのかかる空冷方式に切り替えました。容量はオレゴン州やワシントン州といった北部へシフトしていますが、この再配置により、以前は単一地域での往復時間が10ミリ秒未満だったカリフォルニア州を拠点とするAIスタートアップにとって、レイテンシが増加することになります。

セグメント分析

サービス分野は最も急速な成長軌道を記録し、企業が数百万米ドル規模の設備投資から「コア時間単位の従量課金契約」へと移行するにつれ、2026年から2031年にかけてCAGR9.42％で拡大しました。2025年の売上高に占めるハードウェアの割合は依然として51.54％でしたが、サービス分野におけるハイパフォーマンスコンピューティング（HPC）市場の規模は2031年までに300億米ドルを超えると予測されており、これまでの格差が解消される見込みです。マネージドHPCやHPC-as-a-Serviceといったサービスにより、航空宇宙や銀行業界の顧客は、5年間の減価償却サイクルに資金を縛り付けることなく、2日間のバースト期間に10万コアのクラスターを立ち上げることを可能にし、需要が断続的な場合でも予算の柔軟性を高めることができます。システム統合プロジェクトでは現在、アプリケーションの移植、コードのリファクタリング、パフォーマンスチューニングがセットで提供されており、特に並行処理を活用するためにGPU最適化による書き換えが必要なレガシーのFortranやC言語のカーネルにおいて、その傾向が顕著です。しかし、ハードウェアの分野では、GPUアクセラレーション対応ノードの供給が依然として逼迫しており、700ワットのデバイスがラック密度を120キロワット以上に押し上げる中、チップ直結型の液体冷却が必須となっています。

プロフェッショナルサービスベンダーは、稼働率のパーセンテージではなく、実時間（ウォールクロック時間）で測定されるパフォーマンス目標を保証するケースが増えており、インセンティブを顧客の成果と連動させています。レイテンシに敏感なワークロードではフラッシュアレイが主流となっている一方、オブジェクトリポジトリはエクサバイト規模のゲノミクスアーカイブを保存しています。相互接続機器の販売は、コスト重視の購入者向けには400ギガビットイーサネットへ、10日以内に1,000億パラメータのモデルを学習させる必要がある最上位クラスの導入向けにはInfiniBand NDRへと移行しています。ソフトウェアの売上高は規模こそ小さいもの、ジョブスケジューリング、データオーケストレーション、ハイブリッド・バースト自動化を支えており、ハイパフォーマンスコンピューティング市場において、クラウドのスポット価格やデータ居住規則を考慮したポリシー主導型の配置を可能にしています。これらの変化が相まって、ベンダーの利益率構造が再編され、長期的な価値の獲得は継続的なサービスへとシフトしています。

2025年の収益に占めるクラウドの割合は48.88％でしたが、セキュリティやコストの観点からハイブリッドアプローチが求められることから、ハイブリッド展開におけるハイパフォーマンスコンピューティング市場の規模は最も急速に拡大し、2031年までCAGR8.22％で成長すると予測されています。企業は、18ヶ月を超える持続的なワークロードについては自社インフラでの運用の方が総所有コスト（TCO）が低くなる一方、季節的な計算や探索的な計算については依然としてクラウドバーストが有利であることを認識しています。ミリ秒未満のレイテンシやエアギャップ方式のセキュリティ要件に制約を受ける防衛機関や高頻度トレーダーは、コントロールプレーンをオンプレミスに維持しつつ、営業時間外にはパラメータスイープをパブリッククラウドに外注しています。シュルンベルジェ社が2025年に実施した「ヒューストン＋OCI」モデルへの移行は、ハイブリッド環境によるコスト削減の可能性を浮き彫りにしており、3年間の予想資本支出から1億2,000万米ドルを削減しました。

ワークロードの移植性が高まるにつれて運用上の複雑さが増し、1ギガバイトあたり0.12米ドルのデータ転送料により、ペタバイト規模のデータ移動は経済的に非効率となるため、企業は実行場所を選定する際、コンピューティングとデータの比率を優先しています。IBM Spectrum LSFやHPE SlingshotといったKubernetesネイティブのスケジューラは配置を自動化しますが、コンプライアンス担当者は依然として、GDPRや業界固有の規制要件を満たすため、国境を越えるデータフローを精査しています。これに対し、クラウドプロバイダーは、データ居住保証付きのリージョン限定HPCゾーンを提供することで対応していますが、こうしたサービスには割高な料金が設定されています。ハイブリッド化の急拡大は、最終的に、マルチサイトトポロジーに最適化されたネットワーク機器、ストレージゲートウェイ、および可観測性スタック向けのハイパフォーマンスコンピューティング市場の枠組みを一新することになります。

地域別分析

北米は2025年の収益の40.48％を占めており、その原動力となっているのは、米国連邦政府による35億米ドルのエクサスケール資金提供と、AI最適化データセンターに年間2,000億米ドル以上を投資するハイパースケールクラウド事業者です。カナダにおけるハイパフォーマンスコンピューティング市場の規模は、量子アニーリングベンダーのD-Wave社が、ポートフォリオ最適化向けの10,000キュービットシステムを出荷し、金融機関向けの古典的・量子ワークフローを橋渡しすることで拡大しています。メキシコへの参入は依然として小規模にとどまっており、トルカに設置された5ペタフロップスのゼネラルモーターズ（GM）クラスターを通じて、ニアショア化された自動車衝突シミュレーションに対応しています。地理的には、カリフォルニア州での水使用制限やバージニア州でのデータセンター建設一時停止措置により、新規建設がオレゴン州、ワシントン州、テキサス州へとシフトしており、これまでシリコンバレーに有利だった地域内のレイテンシプロファイルが微妙に再編成されつつあります。

アジア太平洋地域は、自国開発のエクサスケールシステムの導入や国主導の半導体開発プログラムに支えられ、CAGR 7.98％で最も急速な成長が見込まれています。中国の「Sunway Oceanlight」および後継システムは、外国の輸出規制を回避し、欧米のチップに依存することなく気候モデリングや航空宇宙設計を可能にしています。インドの12億米ドル規模の「ナショナル・スーパーコンピューティング・ミッション2.0」では、2027年までに各大学のキャンパスに計25ペタフロップスの計算能力を導入し、バイオテクノロジーや気象予報のスタートアップ企業へのアクセスを民主化します。日本のARMベースの「富岳」は依然としてエネルギー効率のベンチマークであり、世界のCPUロードマップに影響を与えています。一方、韓国では、半導体プロセスシミュレーションクラスターをサムスンの研究開発と連携させ、HBMパッケージングを加速させています。シンガポールは15ペタフロップスの拡張により、同国の国立スーパーコンピューティングセンターを、製薬および金融分野のワークロードにおけるASEANのハブとして位置づけています。データ居住要件やサイバー主権に関する法律により、多国籍企業は国内にクラスターを維持せざるを得ず、その結果、分断されつつも急速に成長する地域サプライチェーンが生まれています。

欧州は2025年の世界売上高の22％を占めました。EuroHPC共同事業体は、材料科学や気候調査のために、フィンランドの309ペタフロップスの「LUMI」やイタリアの304ペタフロップスの「Leonardo」といったエクサスケール級のシステムに資金を提供しています。ドイツのエクサスケールマシン「JUPITER」は、NVIDIA H100 GPUとエヴェンディのBullSequanaキャビネットを活用し、フォルクスワーゲンの衝突シミュレーションやBASFの触媒設計を支援しています。EURO-NCAP 2030の要件は、ドイツ、フランス、イタリア全域におけるGPUクラスターの構造的な需要の牽引役であり続けています。一方、北欧諸国では、豊富な水力発電と無料の自然冷却環境のおかげで、プライベートクラウドの構築が促進されています。GDPR（一般データ保護規則）によるデータ居住要件は、特に機密性の高い記録が国境を越えて持ち出せない医療や金融分野において、オンプレミスおよびハイブリッド環境の成長を支えています。

南米、中東・アフリカは依然として発展途上ではありますが、大きな可能性を秘めています。ブラジルのペトロブラスは、海洋貯留層モデル向けに10ペタフロップスのシステムを運用しており、サウジアラビアのKAUSTは、再生可能エネルギーおよび海水淡水化の調査のために、2024年に15ペタフロップスを追加しました。アラブ首長国連邦は、アラビア語の大規模言語モデルのトレーニングやスマートシティのツインズ（仮想都市）構築のために、8ペタフロップスのクラスターを稼働させました。イスラエルのテクニオンは、サイバーセキュリティ分析のために5ペタフロップスまで拡張した一方、南アフリカのCHPCは、鉱業および疫学研究のために4ペタフロップスのシステムを維持しています。ナイジェリアにおける電力供給の不安定さや、湾岸諸国での深刻な水不足といったインフラの課題は、導入コストを押し上げており、エネルギー効率に最適化されたコンテナ型やモジュール型の設計が促進されています。

その他の特典：

• エクセル形式の市場予測（ME）シート
• 3ヶ月間のアナリストによるサポート

よくあるご質問

• ハイパフォーマンスコンピューティング（HPC）市場の規模はどのように予測されていますか？
  • 2025年の557億8,000万米ドル、2026年の601億2,000万米ドルから、2031年までに875億米ドルへと拡大すると予測されています。CAGRは7.79%です。
• ハイパフォーマンスコンピューティング市場のサービス分野の成長率はどのように予測されていますか？
  • サービス分野は2031年までにCAGR9.42%で拡大すると予測されています。
• ハイパフォーマンスコンピューティング市場におけるハードウェアの売上高の割合はどのくらいですか？
  • 2025年の売上高に占めるハードウェアの割合は51.54%です。
• ハイパフォーマンスコンピューティング市場における主要企業はどこですか？
  • Advanced Micro Devices、NEC Corporation、Fujitsu Limited、Qualcomm Incorporated、Hewlett Packard Enterprise、Dell Technologies、Lenovo Group、IBM Corporation、Eviden（Atos SE）、NVIDIA Corporation、Intel Corporation、Penguin Computing（SMART Global）、Inspur Group、Huawei Technologies、Amazon Web Services、Microsoft Azure、Google Cloud Platform、Oracle Cloud Infrastructure、Alibaba Cloudなどです。
• アジア太平洋地域のハイパフォーマンスコンピューティング市場の成長率はどのように予測されていますか？
  • CAGR7.98%で最も急速な成長が見込まれています。
• 北米のハイパフォーマンスコンピューティング市場の収益の割合はどのくらいですか？
  • 2025年の収益の40.48%を占めています。
• ハイパフォーマンスコンピューティング市場におけるクラウドの割合はどのくらいですか？
  • 2025年の収益に占めるクラウドの割合は48.88%です。
• ハイパフォーマンスコンピューティング市場におけるハイブリッド展開の成長率はどのように予測されていますか？
  • 2031年までCAGR8.22%で成長すると予測されています。

目次

第1章 イントロダクション

• 調査の前提条件と市場の定義
• 調査範囲

第2章 調査手法

第3章 エグゼクティブサマリー

第4章 市場情勢

• 市場概要
• 市場促進要因
  • 米国連邦研究所およびティア1クラウドプロバイダーにおけるAIおよびMLトレーニングワークロードの爆発的な増加
  • アジアの製薬アウトソーシング拠点における、GPU加速分子動力学への需要が急増しています
  • EUのEURO-NCAP 2030ロードマップにおける自動車用ADASシミュレーションの義務化
  • 中国とインドにおける国産プロセッサの採用を後押しする各国のエクサスケール・イニシアチブ
  • グリッド規模の蓄電池最適化に向けたデジタルツインの急速な普及
  • ポートフォリオ最適化のための量子着想型アニーリングアクセラレータの登場
• 市場抑制要因
  • 干ばつが発生しやすい米国の各州におけるデータセンターの水使用制限の強化
  • 超低遅延のエッジ要件が、集中型クラウドの経済性を損なっている
  • HBM3eメモリの世界の供給不足により、2024年から2026年にかけてGPUサーバーの出荷が抑制される見込みです
  • 国境を越えたHPCaaSワークロードを制限するサイバー主権に関する規制
• 業界バリューチェーン分析
• 規制展望
• 技術動向（チップレット、光インターコネクト）
• マクロ経済要因が市場に与える影響
• ポーターのファイブフォース分析

第5章 市場規模と成長予測（金額ベース）

• コンポーネント別
  • ハードウェア
    • サーバー
      • 汎用CPUサーバー
      • GPUアクセラレーション対応サーバー
      • ARMベースのサーバー
    • ストレージシステム
      • HDDアレイ
      • フラッシュベースのアレイ
      • オブジェクトストレージ
    • 相互接続およびネットワーク
      • InfiniBand
      • イーサネット（25/40/100/400 GbE）
      • カスタムまたは光インターコネクト
  • ソフトウェア
    • システムソフトウェア（OS、クラスタ管理）
    • ミドルウェアおよびRASツール
    • 並列ファイルシステム
  • サービス
    • プロフェッショナルサービス
    • マネージドおよびHPC-as-a-Service（HPCaaS）
• 展開モード別
  • オンプレミス
  • クラウド
  • ハイブリッド
• チップの種類（部品を含む横断図）別
  • CPU
  • GPU
  • FPGA
  • ASICまたはAIアクセラレータ
• 産業用途別
  • 政府・防衛
  • 学術・研究機関
  • BFSI
  • 製造および自動車工学
  • ライフサイエンス・ヘルスケア
  • エネルギー、石油・ガス
  • その他の産業用途
• 地域別
  • 北米
    • 米国
    • カナダ
    • メキシコ
  • 欧州
    • ドイツ
    • 英国
    • フランス
    • イタリア
    • 北欧諸国（スウェーデン、ノルウェー、フィンランド）
    • その他の欧州諸国
  • アジア太平洋
    • 中国
    • 日本
    • インド
    • 韓国
    • シンガポール
    • その他のアジア太平洋諸国
  • 南米
    • ブラジル
    • アルゼンチン
    • その他の南米諸国
  • 中東
    • イスラエル
    • アラブ首長国連邦
    • サウジアラビア
    • トルコ
    • その他の中東諸国
  • アフリカ
    • 南アフリカ
    • ナイジェリア
    • その他のアフリカ諸国

第6章 競合情勢

• 市場集中度
• 戦略的動向
• 市場シェア分析
• 企業プロファイル
  • Advanced Micro Devices
  • NEC Corporation
  • Fujitsu Limited
  • Qualcomm Incorporated
  • Hewlett Packard Enterprise
  • Dell Technologies
  • Lenovo Group
  • IBM Corporation
  • Eviden（Atos SE）
  • NVIDIA Corporation
  • Intel Corporation
  • Penguin Computing（SMART Global）
  • Inspur Group
  • Huawei Technologies
  • Amazon Web Services
  • Microsoft Azure
  • Google Cloud Platform
  • Oracle Cloud Infrastructure
  • Alibaba Cloud

第7章 市場機会と将来の展望