真空管式计算机快于电子继电器式计算机，但维修不便。类似EDVAC的真空管计算机每隔八小时便会损坏一次，而较慢较早期的马克一号却不太发生故障。但在最后，由于速度优势，真空管计算机主宰了当时的计算机世界，尽管它们需要较多的维护照顾。大多早期的同步CPU，其时钟频率低于近代的微电子设计（见下列对于时钟频率的讨论）。那时常见的时钟频率为10万赫兹到4百万赫兹，大大受限于内建切换装置的速度。
分立晶体管与集成电路中央处理器.由于许多科技厂家投入更小更可靠的电子装置，设计CPU变得越来越复杂。