В настоящее время исторически определились два основных класса ЦВМ: машины, собранные на электронных лампах, и машины, собранные на полупроводниковых и ферритовых элементах.

При этом для ламповых схем цифровой техники достигнуто среднее быстродействие порядка нескольких мегагерц, для транзисторных - несколько десятков мегагерц, для ферритовых - сотни килогерц. Дальнейшие поиски методов повышения быстродействия, связанные с построением ЦВМ новых типов, логически приводят к освоению элементов сантиметрового, миллиметрового и микронного диапазонов длин волн.

Применение таких элементов, время переключения которых измеряется наносекундами и долями наносекунд, позволяет повысить быстродействие и надежность вычислительных машин, снизить их стоимость (в пересчете на одну вычислительную операцию), энергопотребление и габариты.

Отмечается, что по предварительным оценкам ЦВМ новых типов при серийном производстве будут стоить в 2-3 раза дороже, но действовать в 10-100 раз быстрее. Проблемы, возникающие при построении ЦВМ на элементах наносекундного диапазона, связаны с особенностями характеристик существующих элементов, а также со спецификой их конструктивной реализации и заключаются в следующем: 1. Значительные размеры логических элементов, собранных из сосредоточенных емкостей, сопротивлений, диодов и триодов, приводят к появлению в схемах паразитных резонансных контуров с собственной частотой порядка 300-400 МГц.

Таким образом, тактовая частота самих элементов не должна превосходить 60-80 МГц (приблизительно Vs резонансной частоты). Для дальнейшего повышения быстродействия приходится либо уменьшать габариты цепей с сосредоточенными постоянными, либо переходить к цепям с распределенными параметрами; в обоих случаях необходима миниатюризация отдельных элементов.

Применение электронных схем с потенциально-импульсным представлением информации также ограничивает возможности повышения быстродействия узлов и устройств ЦВМ. Это связано с тем, что в случае видеоимпульсных сигналов для передачи информации требуются широкополосные линии связи, обеспечивающие передачу частот, близких к нулевым, и, следовательно, обладающие значительными постоянными времени.