计算机行业E级超算与AI融合发展分析报告.pptx

,2018年11月04日,国际超算竞争格局正在重构，中国力量正加速崛起：超算作为“国之重器”，计算能力强大，在科研领域应用广泛，成为各大国竞争的焦点。从上世纪80、90 年代开始，美、日、法、英等国一直该领域在展开博弈，中国超,算进展缓慢。而从 2006 年开始，在国家重大科技专项的支持下，中国力量持续增强，并在 2012 年左右开始显现，以天河二号为代表的中国超算开始对美国的统治地位形成冲击。虽然之后美国对中国采取了芯片禁运的措施，但也很难阻断我国超算的强劲发展势头。2016 年，我国超算入围,“,TOP500 排行榜的数量开始超过美国，而且领先幅度在扩大。2018 年 6月，全球最新 TOP500 排行榜中，中国入围 206 台，美国 124 台，神威太湖之光位列榜单第二位。中国厂商在这次榜单中表现优异，联想、浪潮、中科曙光领衔的中国军团入围数量位列第 1、第 3、第 4 位，进步明显。国内超算取得突破性进展，E 级超算原型机完成交付：通过近 30 年的发展，我国超算经历了从“起步”、 集中突破”、 加速追赶”三个重要阶段，完成了超算自主可控生态体系的初步建设，尤其是在基础设施和关键计算技术方面，中国同世界强国之间的差距已经显著缩小，中国已经进入世界超算的第一梯队。2018 年，国内超算整体性能更是提升明显。在近日公布的 2018 中国 HPC TOP100 榜单中，入围门槛和平均计算能力均大幅提高。在最新的 TOP100 榜单中，供应商竞争格局也出现重大调整，联想、浪潮、中科曙光等中国企业，将 IBM、HP 等外商企业的产品挤出百强榜单，这是历史上首次，足见这些年来国内自主超算产品成长速度之快。但也要看到，国内超算在科学计算方面同美、日等竞争对手还存在较大的差距，用于学术和研发的超算数量明显偏少。而最值得关注的是，国内刚刚全部完成交付的三台 E 级（百亿亿次）超算原型机，包括神威 E 级超算原型机系统、“天河三号”E 级超算原型机系统和曙光 E 级超算原型机系统，排名均进入 HPC TOP100 榜单的前十，分列第四、第六和第九位。E 级超算不但是计算领域的下一顶皇冠，还是大国综合实力的象征，也是衡量一国科技创新实力的标志，E 级超算已成为当前各国竞相角逐的战略制高点。目前，美国、日本等国都提出了各自的 E 级超算研发计划，我国也将百亿亿次超级计算机的研究写入国家“十三五”规划。目前，国内三款原型机后续研发和验证工作正在开展。国内 E 级超算有望较快取得突破，驱动模式正在发生改变：国内 E 级超,算有望在 2020 年左右出现，届时中国将有望重回全球超算 TOP500 榜首。未来，国内 E 级超算除了需要解决硬件性能提升、能耗下降、软件和算法开发等共性问题，还需要解决类似于可靠性的问题。E 级超算同国内以往的超算不同，自主可控程度大幅度提升，由于目前国产芯片等关键元器件生态依然较为薄弱，可靠性尚未得到有效验证，因此这些问题都需要在原型机交付之后重点解决。其中，中科曙光的 E 级超算原型机采用的是国产X86 海光处理器和加速器的异构众核体系架构；神威 E 级原型机的硬件、,计算机行业E级超算与 AI 融合发展分析报告,2 / 21,软件和应用三大系统中，处理器、网络芯片组、存储和管理系统等核心器件全部为国产化；“天河三号”E 级原型机则采用自主的飞腾处理器、天河高速互联通信和麒麟操作系统，芯片将实现全国产化。国内 E 级超算未来同人工智能（AI）的融合将加速，而且超算发展的驱动模式也将发生改变。超算的快速发展将为 AI 的发展提供算力支持，而 AI 则可以为超算芯片优化、降低能耗、提升管理效率发挥重要作用。我国在 AI 芯片、算法以及应用方面具有着相对较好的发展基础，加上习总书记最近关于占据人工智能技术制高点的讲话，未来我国人工智能发展将进入快车道，为国内 E 级超算的发展提供新的助力。另外，国内超算纯靠“硬件”驱动发展的模式也将改变。“硬件”和“软件”双轮拉动的模式将开启，软件和应用方面的投入将会增加，人才短板也将逐步得到补齐。,投资建议：未来，随着云计算、物联网、移动互联、大数据以及人工智能的快速发展，人类社会对计算能力的重视程度也将快速提高，算力经济将继续成为各国在科学领域竞争的热点。抛开 TOP500榜单的争夺不论，超算的升级对于基础科学研究、重点垂直行业应用和科学发现有着重大的意义，通过超高速的计算能力来大幅缩短研发进程，进而在竞争中取得先机。我国超算作为后起之秀，在超算设施的部署上优势明显，未来在重点发展顶级超算的同时，将更加注重在软件和生态建设方面的投入，潜力巨大。建议投资者重点关注中科曙光、浪潮信息等国内超算 A 股标的。风险提示：（1）政策支持力度下降或方向调整。超算作为大国研发能力的基础，中美日等大国都在大力发展，目前国家也给予了大规模资金和相应的政策支持，也确确实实带来了我国超算的长足进步。但是，如果后续国家政策调整，比如支持方向由原来的基础设施转向到超算软件和应用，对于超算服务器研发企业的收入会产生影响。（2）技术研发进度不及预期。超算尤其是 E 级超算研发相比传统服务器产业而言，对其可靠性、能耗、扩展性、应用要求更高，尤其是在能耗、应用方面，各家研究机构都面临着巨大压力，如果相关领域研发进度或者应用效果不及预期，对以后公司以后业务拓展会造成较大影响。（3）贸易战升级、关键产品禁运。当前，中美双方的贸易战还呈现出扩大化趋势，而且美国对中国超算、存储芯片方面有禁运的先例，不排除美国会扩大禁运范围，对一些通用器件和软件进行限制。虽然从目前国内技术水平来讲，虽然美国不可能完全打断中国超算的发展计划，但会延缓中国 E 级超算的部署进程，对于企业来说也会影响研发步调和业绩。,股票名称,股票代码,股票价格,EPS,P/E,评级,2018-11-02,2017A,2018E,2019E,2020E,2017A,2018E,2019E,2020E,浪潮信息中科曙光,000977603019,19.5144.54,0.390.48,0.460.71,0.651.02,0.891.41,50.0392.79,42.4162.73,30.0243.67,21.9231.59,推荐推荐,正文目录,一、,国际超算竞争格局正在重构，中国力量正加速崛起.5,1.1 超算作为国之重器已成各国竞争焦点，中美博弈的局面已然形成.51.2 西方各计算大国均将超算上升至国家战略层面，相关扶持措施层出不穷.71.3 企业层面的竞争趋于白热化，中国企业联想、浪潮、中科曙光突出重围.71.4 E 级超算将成大国发力重点，但硬件性能、应用、能耗等瓶颈也在凸显 .9,二、,国内超算取得突破性进展，E 级超算原型机完成交付.10,2.1 政府集中力量补齐高性能计算短板，国内超算追赶迅速数量上已完成超越 .102.2 国内超算整体性能提升明显，E 级超算原型机已经实现交付且表现优异 .112.3 国产超算系统 2018 年全面逆袭，市场集中度提升且竞争结构出现变化.132.4 学术、研发应用同美国、日本差距仍较大，业界正积极向科学计算回归.14,三、,国内 E 级超算有望较快实现突破，驱动模式正在改变.15,3.1 国内 E 级超算有望在 2020 年左右出现，中国将有望重回全球超算榜首 .153.2 国内超算芯片短板将不断得到补强，E 级超算芯片未来将实现国产化.163.3 超算将与人工智能等新兴信息技术深度融合，E 级超算应用将更为迫切 .173.4 未来国内超算的发展拉动模式将出现改变，应用和软件将是新引擎 .18,四、,投资建议及风险提示.19,4.1 投资建议.194.2 重点企业.19,五、,风险提示.203 / 21,4 / 21,图表目录,图表 1图表 2图表 3图表 4图表 5图表 6图表 7图表 8图表 9,1993 年 11 月-2018 年 6 月中、美、日全球超算 500 强入围数量（台） .52018 年 6 月主要国家全球超算 500 强入围数量（台）.62018 年 6 月全球超算 TOP500 前十名 .61993 年 11 月 TOP500 各企业入围数量（台）.81998 年 6 月 TOP500 各企业入围数量（台） .82008 年 6 月 TOP500 各企业入围数量（台） .82018 年 6 月 TOP500 各企业入围数量（台） .92013-2018 年中国超算 TOP100 入围（门槛）性能 .112018 年 HPC TOP100 排行榜前十名.11,图表 10 2002-2018 年国内历届 TOP100 榜首超算性能.12图表 11 国内 3 款 E 级超算原型机性能指标.13图表 12 神威 E 级超算原型机.13图表 13 天河 E 超算原型机 .13图表 14 2017-2018 年国内超算 TOP100 研发厂商部署套数 .13图表 15 2018 年 6 月全球 TOP500 中国、日本、美国入围超算应用分布（台）.14图表 16 2018 年 6 月全球 TOP500 中国、日本、美国入围超算研发和学术应用排名分布（台）14图表 17 2018 年国内超算 TOP100 榜单中主要应用领域分布（套数） .15图表 18 全球性能第一超算 Summit（2018 年 6 月） .16图表 19 全球性能第三超算 Sierra（2018 年 6 月）.16图表 20 天河系列超算主要性能.16图表 21 国内高性能计算企业在人工智能计算设备上的布局 .17图表 22 国内人工智能软件及平台在计算领域的应用.17图表 23 国内超算应用场景以及使用的应用软件 .18,199311,201011,199411,199511,199611,199711,199811,199911,200011,200111,200211,200311,200411,200511,200611,200711,200811,200911,201111,201211,201311,201411,201511,201611,201711,5 / 21,（,一、 国际超算竞争格局正在重构，中国力量正加速崛起超算（超级计算机的简称，下同）指能够执行一般个人电脑无法处理的大资料量与高速运算的电脑，其基本组成组件与个人电脑的概念无太大差异，但规格与性能则强大许多。现有的超级计算机运算速度大都可以达到每秒一兆（万亿）次以上。构建超算的目的就是为了提高计算速度，满足科学研究、地质勘探、气象预报、军事研究、计算模拟、生物制药、基因测序、航空航天、图像处理等领域的计算需求。近年来，随着云计算、物联网、大数据、移动互联、人工智能等领域的快速发展，人类对数据处理能力和速度的要求快速提升，超算的应用范围出现大幅扩展，目前已经应用到金融、政府信息化、教育、网络游戏等新领域。1.1 超算作为国之重器已成各国竞争焦点，中美博弈的局面已然形成一直以来，美国作为超算产业的霸主，中国同其差距缩小也是近十年内发生的事情。1929 年，超算的概念在美国诞生，纽约世界报关于“IBM 为哥伦比亚大学建造大型报表机(tabulator)” 的报道中首次出现。而在 1976 年，美国克雷公司推出了世界上首台运算速度达每秒 2.5 亿次的超级计算机以来，此后美国超算在诸如天气预报、生命科学的基因分析、核业、军事、航天等高科技领域大展身手，让各国科技界都无不羡慕。也正是因为如此，西方各国都在着手研发超级计算机，超算行业的竞争成了计算机行业的“奥运会”。从上世纪 80、 90 年代开始，美、日、法、英等国一直该领域进行博弈，但中国一直很难入围。最初，主要是美、日在竞争，美国在数量上处于绝对领先地位，但是日本在顶尖产品上还是领先美国，以1996 年为例，TOP500 的前十超算中，日本占据了 6 家，而且还包揽了前三。但是，在亚洲金融危机之后，日本的超算进入低谷，政府支持资金较为紧张，能够开发超算的企业减少，后续发展乏力，在入围 TOP500 超算数量同美国差距拉大，美国超算数量在 2013 年之前都是处于过半的状态。中国力量在 2012 年左右开始显现，以天河二号为代表的中国超算对美国的统治地位造成冲击，虽然之后美国对中国采取了芯片禁运的措施，但也很难阻断我国超算的发展势头，2016 年超算数量开始超过美国，而且领先幅度在扩大。但是，榜首的竞争还十分激烈， 2018 年 6 月美国“顶点”Summit）超算超过神威太湖之光，名列榜首，而且 2-3 年内“顶点”的榜首地位很难撼动。,图表1,1993 年 11 月-2018 年 6 月中、美、日全球超算 500 强入围数量（台）,300250200150100500注：该榜单从 1993 年开始发布，每年 6 月、11 月各出 1 次。,350,中国,日本,美国,(TFlop/s ),6 / 21,图表2,2018 年 6 月主要国家全球超算 500 强入围数量（台）,图表3,2018 年 6 月全球超算 TOP500 前十名,排序12345678910,系统Summit神威太湖之光Sierra天河 2AABCIPiz DaintTitanSequoiaTrinityCori,国家美国中国美国中国日本瑞士美国美国美国美国,核数2,282,54410,649,6001,572,4804,981,760391,680361,760560,6401,572,864979,968622,336,实测最大表现1122,300.0093,014.6071,610.0061,444.5019,880.0019,590.0017,590.0017,173.2014,137.3014,014.70,峰值速度(TFlop/s)187,659.30125,435.90119,193.60100,678.7032,576.6025,326.3027,112.5020,132.7043,902.6027,880.70,Power(kW)8,80615,371-18,4821,6492,2728,2097,8903,8443,939,1,Flops 是衡量计算机计算能力的量，是 Floating-point Operations Per Second 每秒所执行的浮点运算次,数的英文缩写。Gflops 表示每秒 10 亿次（109）浮点运算，Tflops 表示每秒 1 万亿次（1012）浮点运算，Pflops 表示每秒 1000 万亿次（1015）浮点运算，Eflops 表示每秒百亿亿次（1018）浮点运算。下同。,中国, 206,英国, 22日本, 36美国, 124,法国, 18德国, 21,其他, 73,7 / 21,1.2 西方各计算大国均将超算上升至国家战略层面，相关扶持措施层出不穷美国在超算竞争中，打出了一套组合拳。首先，扼制中国的快速发展势头。2015 年 2 月开始，美国商务部对中国超算芯片实施禁运。紧接着，2015 年 7 月份，美国启动“国家战略性计算计划”，推动超算研发和部署，与经济竞争和科学发现相配合。在 2016 年 7 月细化的计划书中，明确将百亿亿次超算（E 级超算）列入到发展计划。在相关战略的指导下，政府科研部门、美国军方以及美国能源部均加大了对超算研发相关预算的支持力度。尤其是美国能源部的项目，直接催生了今年 6 月份 TOP500 的榜首计算机Summit，未来美国能源部还将继续发力 E 级超算研发。欧盟主要通过“欧洲高性能计算技术平台”( ETP4HPC)对超算的研发提供支持。2013 年，欧盟就同 ETP4HPC 签署协议，联合对超算予以 7 亿欧元的支持。 2016 年 5 月，欧盟根据其 2016-2017 工作计划，发布 H2020 计划 HPC 领域的招标公告，此次招标属于未来新兴技术（FET）前瞻计划的一部分，旨在利用从千万亿次向百亿亿次计算过渡中出现的新机遇，创建下一代极限性能计算。 2015年 9 月，欧盟宣布投资 1.4 亿欧元，资助 21 项“迈向百亿亿次高性能计算”的 HPC 项目并新建 8所面向计算应用的卓越中心。日本在超算方面投入也不甘落后。2013 年 12 月，日本文部科学省推出百亿亿次超级计算机研发项目，旨在保持日本在计算科学和技术领域的领先优势。新的超级计算机“后京” ( Post-K) 预计于 2020年投入使用，速度将是日本现有最快超级计算机“京”的 100 倍。新的百亿亿次超级计算机研发被文部科学省列为“旗舰 2020 计划”( Flagship 2020 Project) ，由日本理化学研究所( IKEN) 的计算科学研究机构( AICS) 负责实施。文部科学省 2015 年 8 月公布的 2016 年预算显示，该计划2016 年获得了 76 亿日元的拨款，比前一年的 39 亿日元增加了近一倍。1.3 企业层面的竞争趋于白热化，中国企业联想、浪潮、中科曙光突出重围全球超算发展格局的变迁史，也是全球计算机产业发展的变迁史。美国超算发展最早，在上世纪 60年代 IBM 率先在大型机方面取得突破，但后续美国硅谷则注重在芯片和操作系统等核心技术研发，硬件业务逐步向日本转移，日本富士、NEC 在此期间开始发力超算。90 年代以后，随着计算机产业向中国大陆转移，以联想为代表的中国计算机企业开始崛起，并且后续联想收购了 IBM 的 X86 服务器业务，奠定了公司在服务器和超算方面的竞争力基础。在国内超算的大力发展过程中，浪潮、中科曙光、国防科大等企业和科研院所也在找到各自的位置，并表现出不俗的竞争力。从全球超算的企业竞争态势来讲，市场集中度经历了先升后降的过程，竞争也最终趋于激化：（1）在超算发展早期，各家技术实力差距并没有拉开，大型机和工作站也都是各家计算机企业发展的重点，市场竞争较为激烈。到了 1993年，全球超算 500强中，制造商只有十三家，包括克雷（Cray）、Thinking Machines Corporation、Fujitsu、Intel、NEC 等，前 5 家的市场集中度（TOP500 中的数量占比，下同）为 79%，相对较低。这时候，排在第一位的是克雷公司，公司号称超算之父，成立于 1972 年，公司的第一款计算机 Cray-1 就是当时市场上最快的超级计算机。1993 年前后，也是克雷公司风光较盛的时期，全球 TOP500 中有 200 台都是该公司的产品。在 1998 年的 6 月，榜单出现重大变化，曾经风光无限的 Thinking Machines Corporation 在 1993年宣告破产，此后公司被 SUN 公司收购。凭借着这次收购， SUN 公司成功位列 TOP500 供应商（数量）首位，克雷公司退居第二。在这期间，硅图（SGI）凭借着图形高性能工作站市场的快速扩大，一举将公司 TOP500 数量排名冲到了第三位。硅图公司的产品主要用于影视动画渲染、电影特技等领域，受益于当时电影产业的快速发展，公司高端工作站在市场上一直比较活跃。另外，这一时期，IBM 和惠普也开始发力，入围数量和排名均较 1993 年有提升。,8 / 21,图表4,1993 年 11 月 TOP500 各企业入围数量（台）,图表5,1998 年 6 月 TOP500 各企业入围数量（台）,图表6,2008 年 6 月 TOP500 各企业入围数量（台）,Thinking,Machines,70（2）亚洲金融危机之后，超算竞争格局再次出现重大变化，市场集中度大幅提升，IBM 和惠普冲出重围。危机之后，日本企业受到影响较大，富士、日立、NEC 在全球 TOP500 中入围的数量在大幅下降。在 2008 年 6 月份的榜单中，如不含合作开发产品，日立和富士只有 4 台入围，NEC 只有 1台入围。此时，全球超算市场上，入围数量最多的 5 家企业均是美国公司，分别是 IBM、HP、Dell、SGI 和克雷，前五家的市场份额史无前例的高到 91%。而此时，依旧没有中国厂商能够进入超算榜单，中国国内部署的 12 台超算，还都是 IBM 和 HP 的产品，其中， 7 台用的是 IBM Bladecenter HS21集群，4 台用的是 HP 集群平台 3000，还有一台是 IBM 的 EServer Pseries。,Intel, 47Fujitsu, 47,Hewlett-Packard,15KendallSquareResearch,26,Parsytec,MasPar,12IBM, 16Hitachi, 25NEC, 32,4,数量Meiko, 3nCube, 3CrayInc.,200,Cray,Inc.,107,SGI, 93,IBM,75,Hitachi, 16NEC, 25Fujitsu, 28HP, 32,Intel,8,ThinkingMachinesCorporation, 4,Self-made, 1SunMicrosystems, 111,Dell, 25IBM, 209Hewlett-Packard, 183、（3）金融危机之后，全球超算市场再次出现重大变革。经过这十年的发展，中国厂商终于在 TOP500的榜单上实现了零的突破，而且主流厂商均占到了榜单份额的前列。在 2018 年 6 月榜单中，入围企业数量大幅增加，前 5 家的数量份额从 2008 年 6 月的 91%，大幅下降至 74%。超算市场竞争趋于激烈，而这新生的力量主要来自于中国。在 2018 年 6 月份最新发布的榜单上，部署数量超过 10 台超算的企业有 11 家，其中中国的联想、浪潮、中科曙光、华为四家企业均在其中，部署数量分别为 117、68、55、14 台，市场数量排名分,Cray Inc., 16SGI, 22,其他, 45,9 / 21,别为 1、3、4、8 位，这个成绩在超算市场是难以想象的。其中，联想凭借着收购了 IBM 的 X86 服务器，在超算市场上快速发力，进而成为国际市场上的领先企业，浪潮、中科曙光和华为在服务器技术方面的强劲实力，在这个榜单上也取得了不错的成绩。另外，国防科技大学在 2018 年 6 月的榜单上也有 4 台超算入围，其中神威太湖之光居榜单的第二位。IBM 在超算方面有所收缩，尤其是在出售 X86 通用服务器之后，重点就转向了高端超算的解决方案和应用研发工作，今年 6 月份榜单中只有 18 台入围，但是排在第一位的 summit 和第三位 Sierra 均是其 2018 年新部署的产品。,图表7,2018 年 6 月 TOP500 各企业入围数量（台）,Lenovo, 117,HPE, 79,Sugon, 55Inspur, 681.4 E 级超算将成大国发力重点，但硬件性能、应用、能耗等瓶颈也在凸显从趋势来看，超算在未来很长一段时间内还将是各大国建设和发展的重点，尤其是其中的 E 级超算，将是竞争的关键点。美国、欧盟、日本、中国均将研发的重点聚焦在该领域，未来在相关领域的竞争也将白热化。关注竞争的同时，各国在发展超算的时候，也都面临着一些共性的问题，需要解决。第一，硬件的性能能否跟上 E 级超算的步伐。当前的硬件产品气候建模和仿真、工程发现、材料科学等方面依然存在不足。各国目前重点研究的 E 级计算能力的超算架构，是否适合未来的应用场景，尚未有定论。多年以来，计算机 CPU 芯片一直遵循摩尔定律进行升级迭代，但摩尔定律也是有极限的，集成电路上的元器件已经足够小，已经逼近“原子尺度”了，很难再延续过往路径进行升级迭代，因此如何挖掘超算在系统构架上的潜力是需要考虑的重点问题。第二，能耗的降低。能耗是 E 级超算系统关注的除计算能力之外的，另一个关键指标。各国目前制定的百亿亿次计算规划基本将系统功耗目标设定为 20MW。但是，从目前的技术水平看，各国想在2020 年前完成该指标，难度非常大。按照 2018 年 6 月份公布的最为节能的日本 Shoubu system B，其能耗可以达到 18.4Gflops/W，对应系统功耗是 54.35MW，同规划目标差距巨大。除了节能器件的研发之外，一些类似于异构系统的架构、最大程度减少数据移动的架构、神经网络架构、新的随机计算方案、近似计算、认知计算等，都需要进行深入研究。第三，软件和算法的开发。“安迪-比尔”效应对超算来说，依然有效。硬件性能（存储、计算、网络）的提升，需要被软件和应用消耗掉才有升级更换的意义，如果发展 E 级超算，缺乏市场应用，或者计算能力利用率低，这对于整个超算基础设施投资来说，是得不偿失的。因此，各国也需要积极通过各类项目，去寻找或者探索，基础科学领域中的那些需要应用到 E 超算的模型、算法，以充分利用上 E 级超算的计算能力。从目前讨论的方向看，主要软件应用还是集中在全球气候变化模拟、天体物理大数据的处理、模拟宇宙的演化、新型材料验证及无库存核武器仿真等领域。,Bull, 21Cray Inc., 53,IBM, 18,PenguinComputing, 11Fujitsu, 13Dell EMC, 13Huawei, 14,其他, 38,10 / 21,二、 国内超算取得突破性进展，E 级超算原型机完成交付2.1 政府集中力量补齐高性能计算短板，国内超算追赶迅速数量上已完成超越通过近 30 年的发展，我国超算经历了从“起步”、“集中突破”、“加速追赶”三个重要阶段，完成了自主可控生态体系的初步建设，尤其是在基础设施和关键计算技术方面，中国同世界强国之间的差距已经显著缩小，中国进入世界超算的第一梯队。起步阶段（上世纪 90 年代）。我国超算事业最早起源于上世纪 90 年代的 863 计划，但是进步的速度很慢，同美、日等发达国家在性能差距上十分巨大。整个上世纪 90 年代，我国每次能够进入全球超算 500 强的超算数量都是 1 台或者没有，由于排名相当靠后，经常被挤出榜单。而在此阶段，美国超算数量和性能都处在高位，高峰时期（1996.6）进入全球 500 强的超算数量高达 293 台。同期，日本的力量也不可小觑，虽然入围数量逐年下降，但是榜单的前十中依然有 4 台左右入围，而且前两名均为日本超算长期占据。集中突破期（2000-2010）。这一阶段，在国家政策的支持以及经济国防建设需求拉动下，国内超算进入重点突破的阶段，入围全球超算 500 强排行榜的超算数量也一度超过 20 台，入围数量同日本不相上下，2008 年实现了对日本的赶超，但是同美国依然差距较大。美国在这一阶段，超算入围数量最多的时期（2005.11）达到 305 的历史最高点，此后就一直在下滑。这一阶段，国家对超算的支持力度明显提升。2006 年，超算被列入国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020 年）中，计划到 2020 年达到千万亿次计算能力。其实，2006 年定的目标过于保守，这个目标已经 2010 年的时候已经实现，当时国防科技大学研发的天河 1A 以及中科曙光研发的曙光星云的计算能力均超过千万亿次，实测最大计算能力约 2507万和 1271万亿次。在 2006-2010年，虽然国内对于超算的发展路径还有争议，但是科研经费已经大幅提升，全年经费接近 10 亿元的规模。加速追赶期（2011-至今）。在这个阶段，我国同美国的差距进一步缩小，2015 年 11 月的榜单中，我国的超算数量已经超过 100 台，国防科技大学组织研发的天河 2 号已经蝉联了 6 次冠军。这期间，国家在国家层面优先发展超算的决策起了巨大作用，第三个 863 重点项目“高效能计算机及应用服务环境”项目启动，该项目开始不但投资力度加大，而且更加注重软件和应用生态。但是，在这一阶段，由于中国超算的快速追赶，美国对中国超算芯片采取了禁运措施，意图遏制中国超算产业的发展，以保持美国一超独霸的地位。但是美国的禁运并没有能够扼杀中国的超算产业，在 2016 年 6 月份，采用自主芯片和加速器的神威太湖之光开始接替天河二号占据 TOP500 的榜首。虽然最终在 2018 年 6 月的榜单中被美国Summit 所超越，但中国超算数量已经大幅提升，数量上已经远超美国。2018 年 6 月份的榜单上，中国上榜超算台数为 206 台，美国则只有 124 台。从 2006 年开始，除了超算技术进步之外，国家级超算中心部署也趋于完善。超级计算机作为产品，最终还是要落地到计算工程上，最主要的归属就是各地的超算中心、研究院所和企业。超算中心，一般是按照算力需求进行布局，而算力需求也受到经济活跃度、研发机构数量、信息产业发展水平等因素影响，而我国，算力需求主要就集中在环渤海、长三角和珠三角等地区。在科技部、厂商、各地方政府、研究机构等多方的大力推动下，我国完成了 6 大超算中心的建设，分别为天津中心、长沙中心、济南中心、广州中心、深圳中心、无锡中心，其中天津中心、长沙中心、济南中心、广州中心四家由国家科技部牵头，深圳中心则由中国科学院牵头。无锡中心则是由无锡市政府和清华大学共同建设。此外，大量的高校、企业、研究机构也建立了自有的超算中心。,