产业分析－HPC需求涌现 五大关键趋势受瞩目

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随着IoT、AI/ML、VR/AR、机器视觉等技术不断进步，使机器人、汽车、摄影机等智慧设备深度应用，亦拓宽自驾车、智慧汽车与元宇宙发展蓝图，促使大环境快速朝向数位化、智慧化发展，例如智慧城市、智慧交通与智慧工厂；再者，过去几年疫情导致不少地区采取封城、隔离等举措，进而形成半封闭生活型态，例如居家办公、物资补给从线下转成线上等，使得来自政府与教育等领域对AI/ML、云端的需求呈指数级成长。

在数据日益骤增下，云端服务供应商运用云端的弹性、功能与规模，加快高效能运算（High Performance Computing，HPC）工作负载的处理速度。根据TrendForce的估算，2022年全球HPC市场规模为397亿美元，较2021年成长7％；从HPC市场结构来看，伺服器占49.7％，储存占19.9％，系统软体与程式占5.7％，应用服务占24.7％。

随着数据生成量不断增加，使得可扩展的HPC越显重要。因为，可扩展的HPC系统能进行弹性扩展，或收缩其容量以满足特定工作负载需求，并且不会中断吞吐量，以即时因应不断变化的需求，因而能在天气模拟、航空航太、金融市场预估等领域广泛应用。

由于数位化、智慧化于各产业领域中深化发展，例如智慧城市的视觉系统与分析、智慧交通的车联网、智慧工厂的虚拟设计与远端操作，带动了包含Atos、Dell、HPE与Fujitus等厂商正积极透过AI、云端技术支援，让HPC从根本上降低系统的复杂性，使其可与广泛的应用程式相容。

再者，基于云端的超级电脑也能释放其最大价值，如优化跨产业营运的数位孪生和建模解决方案。在网路通讯技术方面，低延迟网路连接、量子运算与边缘运算等技术的进步能提升HPC系统性能。有鉴于此，TrendForce归结出HPC发展趋势与广泛应用的五大关键，分别为「AI」、「云端」、「数位孪生与仿真」、「边缘运算」与「量子运算」。

首先从「AI」的部分来看，在HPC中，数据处理的规模和复杂性需投入大量时间训练、构建与验证模型，而AI技术的导入可以使HPC系统从数据中学习并做出准确预估，从而优化系统的性能、资源分配，甚至解决开发新算法与套件的复杂性问题。

「云端」的部分，因HPC系统价格昂贵，需额外的基础设施提供足够电力和冷却，为克服此点，并为厂商提供依照需求购买的服务，以及透过应用程式访问范围广泛的运算资源，从「云端」切入是最快速且具成本效益的途径。

在「数位孪生」方面，最大问题之一是代表真实世界系统所需的模拟、模型，需处理复杂且密集的数据需强大运算能力才能运行，故HPC可提供强大的工作负载，以及高效的运算资源解决此问题。

再来是「边缘运算」，由于HPC应用程式的海量数据集增加会造成网路延迟、数据被盗等风险，而边缘技术的作用能使运算更接近数据源，且分散式运算能提高负载平衡和容错能力，有助HPC系统在本地处理数据，例如医疗照护领域的机构能透过边缘端点访问应用程式的HPC，开发新的治疗方法并改善医疗诊断，无需将患者数据发送至医院网路或其他相关场所，甚至可借此利用超级电脑为DNA建模、影像渲染等资源密集型应用提供动力。

最后则是「量子电脑」，它是使用量子位元代替传统电脑位元来表示和操作数据，使得构建或维护量子电脑方面具有挑战性，因为量子位元很脆弱，易受温度、电磁辐射等外部因素破坏。HPC系统能为量子电脑开发、测试新算法与应用程式，或模拟、分析量子系统的行为，故量子电脑的进步将带动HPC产业同步成长，加快其在密码学、营运优化与高级研究领域的市占率。