В настоящее, как и в прошлое время, рост производительности ЭВМ связан с требованиями больших объемов вычислений для научных и технических задач. Самую большую производительность имеют мультипроцессорные вычислительные системы. Еще в прошлом десятилетии массово параллельные вычислительные системы создавались как уникальные экземпляры в исследовательских центрах, а вся компьютерная индустрия стремительно развивала однопроцессорные или системы из нескольких процессоров. В настоящее время многопроцессорные системы - основа продукции преуспевающих компьютерных фирм. Эта эволюция в первую очередь обусловлена прогрессом микроэлектроники, превратившей в массово доступные интеллектуальные элементы - микропроцессоры, микросхемы памяти и адаптеры внешних устройств со стандартными интерфейсами.
Прогресс в области вычислительной техники, как правило, определяется принципом: "большая производительность-за минимальную стоимость". Это приводит к тому, что для улучшения параметров вычислительных систем применяются новейшие достижения техники.
Существует два способа увеличения производительности ЭВМ - экстенсивный и интенсивный. Экстенсивный путь развития предполагает улучшение эксплуатационных характеристик ЭВМ за счет повышения быстродействия отдельных элементов. Интенсивный путь развития базируется на обновлении структуры ЭВМ.
Улучшение характеристик ЭВМ по экстенсивному пути развития ограничено технологическими возможностями и уровнем развития конструкторской базы. Кроме того, повышение быстродействия элементов не приводит к существенному возрастанию быстродействия ЭВМ в целом. Благодаря этому данный метод теряет свою привлекательность и заставляет искать другие пути повышения производительности вычислительных машин.
В данное время в области повышения производительности ЭВМ применяются принципы ранее не применявшиеся в силу их дороговизны и малого коэффициента, характеризующего увеличение производительности ЭВМ к увеличению стоимости ЭВМ. Развитие микроэлектронной базы достигло такого уровня, когда применяются ранее непопулярные решения, приводящие к росту производительности всего на несколько процентов. На базе больших интегральных схемах (БИС) массового применения реализуются микропроцессоры с быстродействием порядка 0,3 - 1 млрд. оп./с. Доминирующим направлением в построении компьютеров стало объединение в одной системе десятков и сотен микропроцессорных модулей.
При таком направлении развития вычислительных систем актуальна проблема повышения быстродействия и емкости памяти. Для решения этой проблемы возможны следующие подходы: расслоение памяти, использование иерархии памяти и виртуальной памяти, разработка кристаллов памяти большего объема и быстродействия, применение кэш-памяти.