tomron87/hebrew-wikipedia-sentences-corpus huggingface dataset:
לעומת זאת, הביצועים, ובפרט ביצועי החישוב בנקודה צפה שבמחשבים אלו נמדדו ב"megaFLOPS", כלומר פעולות בשנייה, נמדדים כיום במאות petaFLOPS - כלומר פעולות בשנייה, עלייה של 11 סדרי גודל.
מחשבי-על משמשים למשימות עתירות חישובים, כגון חיזוי מזג אוויר וחקר אקלים, מודלים של תהליכים כימיים, חיפושי נפט וגז, סימולציות פיזיקליות (כגון הדמיות של הרגעים הראשונים של היקום, סימולציה של ניסויים בנשק גרעיני ואווירודינמיקה של מטוסים וחלליות), פענוח צפנים, בינה מלאכותית ולמידת מכונה, ועוד.
חישובים אלה נעשים בדרך כלל באריתמטיקה של נקודה צפה, ולכן מהירותם של מחשבי-על נמדדת ב-FLOPS, כמות הפעולות בנקודה צפה שמבצע המחשב בשנייה.
הארכיטקטורה המקבילית של מחשבי-על מכתיבה שימוש במהדרים שנוצרו במיוחד לסביבה זו, ובפרט בגרסאות מיוחדות של Fortran.
בין יצרנים של מחשבי-על, ובפרט בין ארצות הברית ליפן, מתקיימת תחרות על המקום הראשון.
בתחילת 2002 כבש את ראש הטבלה מחשב-על יפני מתוצרת NEC, העוסק בחקר האקלים ומורכב מ־640 אשכולות של מחשבים שלכל אחד מהם 8 מעבדים וקטוריים וזיכרון בגודל 16GB.
מחשב זה פועל באמצעות גרסה מיוחדת של מערכת ההפעלה UNIX.
נכון ליוני 2003, עוצמת החישוב של מחשב־על זה, שהיא 35TFLOPS, שקולה לזו של ארבעת הבאים אחריו גם יחד.
בשנת 2005 כבש את הפסגה המחשב BlueGene/L מתוצרת יבמ, המותקן במעבדת לורנס ליוורמור בארצות הברית ומשמש לסימולציה של נשק גרעיני.
עוצמת החישוב של מחשב־על זה, שהיא 280TFLOPS, גדולה מזו של ארבעת הבאים אחריו גם יחד.
שלוש שנים לאחר מכן בשנת 2008 המחשב Roadrunner עקף את קודמיו עם 1PFLOPS.
ולאחריו טיאנחה-1 הסיני, הגיע לתוצאה של כ-2.5PetaFLOPS/s.
בסוף שנת 2011 התואר מחשב העל המהיר ביותר שייך למחשב ה-K של חברת פוג'יטסו היפנית שהופך לראשון בהיסטוריה שחוצה את קו ה-10 קוודריליון חישובים בשנייה.
המחשב מורכב מ-864 מארזים המכילים 88,128 מעבדי SPARC64 VIIIfx שמונה ליבתיים מבית פוג'יטסו, שמסתכמים ב-705,024 ליבות עיבוד.
הארגון המחזיק במספר הגדול ביותר של מחשבי־על הוא ארגון הביון האמריקני, NSA.
התפתחותה של רשת האינטרנט הביאה ליצירה של "מחשבי-על וירטואליים".
אין אלה מחשבי-על במשמעות הפשוטה של מושג זה, אך הם מהווים תחליף מסוים למחשבי־על.
הכוונה לרתימת הזמן הפנוי של אלפי מחשבים אישיים, במסגרת פרויקט של חישוב מבוזר קהילתי, לשם ביצוע משימות עתירות חישוב.
דוגמה לכך היא המשימה של חיפוש מספרים ראשוניים ענקיים.
עד לשנת 1996 התגלו מספרים כאלה על ידי מחשבי־על (בעיקר מתוצרת CDC או Cray), והחל משנה זו התגלו מספרים כאלה על ידי מחשבי פנטיום ביתיים שהופעלו באלפיהם באמצעות האינטרנט.
דוגמה נוספת למחשוב על מבוסס שיתוף אינטרנטי הוא פרויקט Seti@home שבאמצעות עשרות אלפי משתמשים בו זמניים מפענח קרינת רדיו אסטרונומית בניסיון למצוא תבניות תבוניות.
מחשבים מרכזיים גדולים מתאפיינים אף הם בעוצמת חישוב גבוהה, ולמעשה קודם ליצירתם של מחשבי-על מובהקים שימשו מחשבים מרכזיים מהירים במיוחד למשימות שמאוחר יותר ניתנו למחשבי-על.
לפיכך ההבחנה בין מחשבי-על ובין מחשבים מרכזיים אינה פשטנית, אך כללית ניתן לומר שמחשבי-על מתמקדים בפתרון בעיות המוגבלות במהירות החישוב של המחשב בעוד שמחשבים מרכזיים מתמקדים בפתרון בעיות המוגבלות בקצב פעולות הקריאה/כתיבה ואמינות.
התכנות למחשבי-על חייב להתחשב בסביבה מרובת מעבדים ולכן הוא מסובך ודורש תוכנה ייחודית.
לעומת זאת קיומם של מעבדים מקבילים מעטים במחשב מרכזי, נסתר מעיני המתכנת.
מחשבי-על מוכוונים לביצועים אופטימליים עבור חישובים מסובכים המתבצעים בעיקר בזיכרון המחשב בעוד שמחשבים מרכזיים מוכוונים לביצועים אופטימליים של חישובים פשוטים הכוללים כמויות עצומות של מידע חיצוני המאוחזר ממסדי נתונים.
מחשבי-על משרתים בעיקר צרכים של אנשי מדע וצבא, בעוד שמחשבים מרכזיים נועדו לשרת צרכים של חברות מסחריות ומוסדות ציבוריים.
מטלות כדוגמת חיזוי מזג האוויר, ניתוח מבנה חלבונים ומימוש תמונות דיגיטליות מתאימות ליישום במחשבי-על בעוד שסליקה של כרטיסי אשראי, חישוב שכר, ניהול חשבונות בנקים והכנת פוליסות ביטוח הן מטלות המותאמות למחשבים מרכזיים.
מחשבי-על מפעילים לעיתים קרובות משימות הסובלות הפסקה (לדוגמה חיזוי של ההתחממות העולמית ומחקר אקדמי).
על מחשבים מרכזיים מופעלים שירותים שאינם יכולים לשאת הפסקות והם עובדים לעיתים שנים ברציפות לדוגמה: קניית כרטיסי טיסה ועיבוד פעילות בכרטיס אשראי.
לעיתים קרובות נבנים מחשבי-על המוכוונים למטרה אחת או מטרות אחדות בלבד.
עקב כך, רוב מחשבי-העל הם תכנון חד-פעמי, בעוד שמחשבים מרכזיים הם לרוב סדרה של דגמים השונים רק בעוצמה, בגודל הזיכרון ובקיבולת החיבור לציוד חיצוני.
מחשבים מרכזיים שומרים בקפדנות על ההשקעה בתוכנה ישנה בנוסף לתמיכה בתוכנות חדשות.
במחשבי-העל אין תמיכה בתאימות לדגמים ישנים מכיוון שתמיכה כזו באה בדרך כלל על חשבון הביצועים.
במחשבים מרכזיים יש בדרך כלל כמה מעבדי שירות המסייעים למעבדים המרכזיים בבצוע פעולות כדוגמת, הצפנה, ניהול קלט/פלט, ניהול זיכרון, סינכרון בין מחשבים ועוד.
לכן מספר המעבדים במחשבים מרכזיים הוא למעשה גבוה מהמספר שבו נוקבים בדרך כלל.
בתכנון של מחשבי-על לא נעשה שימוש בכמות כזו של מעבדי סיוע שכן הם אינם מוסיפים לעוצמת החישוב הגולמית.
מכיוון שישראל אינה חתומה על האמנה למניעת הפצת נשק גרעיני, במשך שנים רבות הטילה ארצות הברית הגבלות קשות על יצוא מחשבי-על לישראל, מחשש שאלה ישמשו לפיתוח נשק גרעיני.
במסגרת צה"ל פועלים מספר מחשבים עתירי עיבוד, שנרכשו בכספי הסיוע האמריקאי ופעילותם מפוקחת על ידי נציגי ארצות הברית.
במסגרת מחב"א, מרכז החישוב הבינאוניברסיטאי, פעלה יחידה לחישובים עתירי עיבוד, שהפעילה מחשבי־על אחדים לשימושם של החוקרים בישראל.
ברשימת טופ500 מחשבי־על המהירים ביותר לשנת 2005 הופיעו תשעה מחשבים הנמצאים בישראל, כולם בתעשיית המוליכים למחצה.
בשנת 2007 לא הופיעו ברשימה זו מחשבי־על בישראל.
בשנת 2009 הופיע מחשב אחד, תוצרת IBM, ובשנת 2011 הופיעו שלושה מחשבים מתוצרת IBM.
ביולי 2023 נמסר כי ישראל תשתתף בפרויקט רשת מחשבי העל של האיחוד האירופי, במסגרת המיזם "אירופה דיגיטלית" של האיחוד.
בנובמבר 2023 החל לפעול בישראל מחשב-העל Israel-1 של חברת אנבידיה, שייתן שירות לחוקרי אנבידיה וללקוחות חיצוניים בנושא בינה מלאכותית.
מחשב אישי הוא מחשב שמחירו זול מספיק לשימוש ביתי וממדיו מאפשרים למקמו בבית רגיל, והוא נועד לשימוש על ידי משתמש יחיד (או משתמשים אחדים, כשכל אחד משתמש בתורו במחשב, באופן אישי).
המחשבים האישיים הראשונים שהתבססו על מיקרו-מחשבים, יוצרו לראשונה בשנות ה-70.
המונח מחשב אישי הופיע לראשונה בשנת 1964, שנים אחדות קודם למימושו של חזון זה, במאמר שפורסם בכתב העת New Scientist.
המיקרו מחשבים הראשונים שיצאו לשוק בשנות ה-70 נועדו בעיקר למומחי מחשבים בתעשייה ובאוניברסיטאות כמו גם לחובבים נלהבים.
בחצי השני של שנות ה-70, יוצרו ונמכרו עשרות דגמים שונים של מיקרו מחשבים גם עבור שוק הצרכנים הביתי.
מחשבים אלו היו ארוזים כמוצר צריכה והתאימו לשוק רחב יחסית.
רובם הכילו מקלדת מובנית, התחברו לטלוויזיה, כללו תוכנות משחקים ב-CARTRIDGE, אפשרו תיכנות בשפת BASIC ושמרו תוכניות על טייפ קלטות ומאוחר יותר על כונני דיסקטים.
לתפוצה רחבה במיוחד זכה ה-Apple II.
הגיליון האלקטרוני הראשון, VisiCalc, יועד למחשב זה.
היישום זכה לכינוי killer application (בתרגום חופשי, "תוכנת מחץ"), כלומר יישום שמצדיק בפני עצמו רכישת מחשב, זאת לאחר שמעבדי תמלילים כבר החלו את דרכם על גבי מיקרו מחשבים ייעודיים קודמים.
ב-1981 "הופיע" ה-IBM-PC שהשריש את המונח "מחשב אישי" ושינה את התעשייה.
תוך שנים ספורות הופיעו "תואמים" – מחשבים של יצרנים אחרים השומרים על תאימות עם ה-PC ומסוגלים להריץ תוכנות שנכתבו עבורו.
בשנת 1982 נבחר המחשב האישי ל"איש השנה" של השבועון Time.
ראשי התיבות באנגלית למחשב אישי, PC (ראשי תיבות של Personal Computer), שימשו לציון קו מוצרים ספציפי של חברת IBM, קו הקרוי IBM PC, שהוכרז ב-12 באוגוסט 1981 ותרם רבות לתפוצתו הרחבה של המחשב הביתי, ואשר הוביל לייצור של מחשבים תואמי-IBM בידי חברות רבות אחרות.
כיום משמש המונח PC לציון כל מחשב אישי התואם לקו הטכנולוגי שהובל לראשונה על ידי מחשבי IBM PC, תוך הבדלה ממחשבים ביתיים שאינם תואמים כגון מחשבי מקינטוש של אפל.
מרכיבי המחשב האישי מאורגנים לפי ארכיטקטורת פון נוימן.
לרשימה מקיפה של רכיבי מחשב ראו: :קטגוריה:חומרה.
מעבד: זהו הרכיב המרכזי במחשב, המבצע את רוב פעולות החישוב ועיבוד הנתונים.
בשל עלויות הייצור והפיתוח הגבוהות נותרו כיום שתי חברות עיקריות המפתחות מעבדים למחשבים אישיים: אינטל, שמעבדיה מותקנים במרבית המחשבים, וחברת AMD.
רוב המחשבים האישיים כוללים מעבד יחיד, אך קיימים מחשבים עם שני מעבדים או יותר.
מעבדים מודרניים פולטים חום רב בזמן פעולתם ומחייבים הצמדת אמצעי קירור אקטיבי המזרים אוויר או במקרים מסוימים מים על פני גוף קירור הצמוד למעבד.
לוח אם: כרטיס אלקטרוני מרכזי שאליו מחוברים המעבד, הזיכרון וכל הממשקים לאמצעי הקלט והפלט השונים (בכללם הכוננים, הכרטיסים וההתקנים הפנימיים והחיצוניים).
לוח האם משמש כמרכזייה – אליו מחוברים כל הרכיבים, והקישור ביניהם נעשה דרכו (הוא חוסך חיבור ישיר בין כל רכיב במחשב לכל רכיב אחר).
ללוח האם השפעה גדולה על מהירות המחשב.
לוח האם קובע את סוג ההתקנים שניתן להוסיף למחשב ואת כמותם; על מנת לחבר למחשב מוצר כלשהו, לוח האם צריך לתמוך בשיטת החיבור של אותו המוצר (בין אם באמצעות חיבור ישיר ללוח האם, או באופן עקיף על ידי חיבור לאחד ממרכיבי המחשב אשר מחוברים ללוח האם).
זיכרון: בזיכרון מאוחסנות פקודות שהמעבד צפוי לבצע בזמן הקרוב, ונתונים שהמעבד צפוי לעבד בזמן הקרוב.
נתונים ופקודות אלו הכרחיים לפעולת המחשב, והמעבד נזקק להם באופן כמעט תמידי.
הזיכרון נחשב לרכיב מהיר (בהשוואה לכוננים ודיסקים), אך הוא "נדיף" ומתרוקן מתוכנו עם כיבוי המחשב או ניתוק אספקת החשמל למחשב.
למשתמש כמעט ואין שליטה על הנתונים הנשמרים בזיכרון המחשב – הדבר נעשה אוטומטית, באמצעות התוכנות המופעלות במחשב.
לזיכרון השפעה מכרעת על מהירות המחשב; בהיעדר מספיק זיכרון המעבד נאלץ לשמור נתונים לשליפה מיידית על גבי הדיסק הקשיח; הדיסק איטי בהרבה מהזיכרון, וכך מואטת מהירות המחשב כולו.
מארז: קופסה המאחסנת בתוכה את כל רכיבי המחשב.
המארז מותאם בגודלו ובצורתו להתקנים שהוזכרו לעיל ולהתקנים אחרים, דבר המאפשר חיבור מסודר ומוֹדוּלרי של ההתקנים בתוך המארז.
מערכת קירור של מחשב: מערכת הקירור מסייעת בשמירה על טמפרטורה נמוכה של המחשב, בשל החום הנוצר מרכיבים רבים במחשב.
לרוב מדובר ביצירת זרימת אוויר מאולצת בתוך המארז, על ידי שימוש במספר מאווררים, לעיתים נעזרים גם בקירור מים או בקירור תרמו-אלקטרי.
ספק כוח: התקן שתפקידו לקבל זרם חשמלי מרשת החשמל הביתית, ולספק את החשמל למרכיבים השונים של המחשב, לפי דרישותיו וצרכיו של כל מרכיב ומרכיב.
לרוב, ספק הכוח מקבל זרם חילופין במתח 230V או 110V, והופך אותו לזרם ישר במתח נמוך.
ספק הכוח מספק חשמל לכל התקני המחשב; המאווררים ומנועי ההתקנים צורכים 12V, המעגלים החשמליים של ההתקנים צורכים 5V, והמעבד צורך 3.3V או פחות.
לחלק מהרכיבים ספק הכוח מחובר באופן ישיר (אל הכוננים, בדרך כלל), וחלקם מקבלים חשמל דרך לוח האם, אשר מחובר ישירות אל ספק הכוח.
ספק הכוח נרכש בדרך כלל ביחד עם המארז, אם כי ניתן לרכשו בנפרד.
דיסק קשיח: גם הדיסק הוא רכיב זיכרון, אלא שבניגוד לזיכרון המחשב (המכונה "זיכרון פנימי"), על גבי הדיסק נשמרים הנתונים גם לאחר כיבוי המחשב.
לרוב, על הדיסק הקשיח שמורים מערכת ההפעלה, תוכנות, ונתונים קבצים אשר שמרו המשתמשים במחשב.
לדיסק הקשיח השפעה על מהירות המחשב, אך זו פחותה מהשפעתם של הרכיבים שלעיל, והיא מורגשת רק כשהמחשב קורא נתונים מהדיסק הקשיח.
צג (מסך): זהו אמצעי הפלט העיקרי בכל המחשבים האישיים, שבאמצעותו מוצג המידע למשתמש.
כרטיס גרפי (כרטיס מסך): זהו רכיב המקשר בין המחשב והצג.
תפקידו לקבל הוראות ונתונים וליצור מהם את האותות המועברים אל הצג.
הכרטיס הגרפי מכיל מעבד גרפי, אשר מתמחה בעיבוד של הנתונים השונים לכדי תמונה המתעדכנת בקצב וידאו.
לעיתים מובנה הכרטיס הגרפי על גבי לוח האם ומגיע כחלק בלתי נפרד ממנו; לעיתים נרכש הכרטיס הגרפי באופן נפרד ומורכב על גבי לוח האם ככרטיס הרחבה (מספר 5 באיור).
מקלדת מחשב: זהו אמצעי הקלט העיקרי בכל המחשבים האישיים.
המקלדת מאפשרת למשתמש להורות למחשב על ביצוע פעולות וכן להכניס נתוני טקסט.
עכבר מחשב: כיום מבוססות מרבית מערכות ההפעלה על ממשק משתמש גרפי, שהשימוש בו מבוסס על מכשיר הצבעה.
העכבר הוא מכשיר ההצבעה השכיח ביותר במחשבים אישיים.
העכבר מאפשר למשתמש להזיז באמצעות ידו סמן המופיע על גבי הצג, ללחוץ על "כפתורים" גרפיים, לבחור עצמים גרפיים ולבצע פעולות שונות.
כרטיס קול, רמקולים, אוזניות, מיקרופון: רכיבים המאפשרים קבלת משוב קולי מהמחשב, השמעת מוזיקה, הקלטה ושיחה.
פעולתו של כרטיס הקול דומה לזו של הכרטיס הגרפי: קישור בין המחשב ובין אמצעי הפלט (רמקולים ואוזניות) והקלט (מיקרופון) הקוֹליים.
בדומה לכרטיס הגרפי קיימים כרטיסי קול המובנים על גבי לוח האם ומהווים חלק ממנו, וקיימים כרטיסים אחרים המותקנים ככרטיסי הרחבה.
רוב לוחות האם שיוצרו בשנות ה-2000 כללו תמיכה מובנית באודיו.
כוננים: אלו הם כל רכיבי הזיכרון במחשב אשר אינם הזיכרון הפנימי, אשר הוזכר לעיל.
הדיסק הקשיח נחשב אף הוא לכונן, ואליו מצטרפים במחשבים אישיים רבים כוננים נוספים, הנבדלים מהדיסק הקשיח בכך שהנתונים נשמרים בהם על גבי מדיות חיצוניות, אותן ניתן להוציא מהכונן.
ברוב המחשבים האישיים יש כוננים פנימיים, המותקנים במארז המחשב ומחוברים ישירות ללוח האם; בנוסף ניתן לרכוש כוננים חיצוניים, אותם מניחים בסמוך למחשב ואשר מתחברים אליו באמצעות כבל.
הכוננים הנפוצים ביותר כיום הם:
דיסק און קי הוא אמצעי זעיר ונתיק לאחסון נתונים.
בגלל היותו נתיק, ניתן לחברו למחשבים שונים, ולהעביר באמצעותו נתונים בין המחשבים.
כונן תקליטורים (וגם DVD ו-Blu-ray): אמצעים לאחסון נתונים הפועלים בטכנולוגיה אופטית (הנתונים נכתבים ונקראים באמצעות לייזר).
אמצעי זה מאפשר העברה של כמויות גדולות של מידע ממחשב למחשב וכן אחסון נתונים לזמנים ארוכים.
על גבי תקליטורים או DVD ניתן לשמור מידע אך ורק באמצעות צורב.
מאז שנת 2006 רוב הכוננים האופטיים אשר נמכרו עם המחשבים האישיים היו צורבים.
כונן תקליטונים: התקליטון הוא אמצעי אחסון ותיק המאפשר העברה נוחה של קבצים קטנים ממחשב למחשב, אך תפוצתו זניחה כיום.
התקני תקשורת: רכיבים המאפשרים למחשב לתקשר עם מחשבים אחרים באמצעות רשת או באמצעות האינטרנט.
תקשורת פשוטה בין שני מחשבים יכולה להתבצע באמצעות חיבור כבל בין שני המחשבים.
כדי לאפשר למחשב לתקשר עם מחשבים רבים נדרש להתקין כרטיס רשת או מודם; האחרון משמש בדרך כלל בעת שהתקשורת מתבצעת על גבי קווי טלפוניה.
בשם "רכיבים פריפריאליים" מכונים התקנים אשר אינם מותקנים בתוך המארז, אלא ממוקמים בסמוך למחשב ומחוברים אליו באמצעות כבל (כזה הוא גם העכבר, אך מפאת חיוניותו הרבה הוא לא משתייך לקטגוריה זו).
מדפסת: מתקן המחובר למחשב ומשמש להוצאה של תדפיס, טקסטואלי או גרפי של מידע המאוחסן במחשב, בדרך כלל על נייר.
סורק: אמצעי קלט המעביר תמונות ומסמכים לקובץ תמונה, ובכך מאפשר לאחסנם במחשב ולהציגם על צג המחשב.
סורקים חדרו לשוק המשתמשים הביתיים בשנים האחרונות, ומשולבים לעיתים במדפסות all-in-one.
זיכרון פלאש: (Flash memory) שבב, המאפשר כתיבה ומחיקה חוזרת על גבי השבב שמאחסן את המידע לאורך זמן ללא תלות במקור חשמל כלשהו המחובר לשבב, כיום כל הדיסק און קי הם זיכרון פלאש.
מצלמת אינטרנט: מצלמת וידאו המחוברת אל המחשב והמשמשת צפייה באירועים, מקומות או אנשים בזמן אמת.
מערכת ההפעלה הדומיננטית למחשבים אישיים היא Windows לגרסאותיה השונות, וקדמה לה מערכת ההפעלה MS-DOS.
הרחק מאחור, מבחינת תפוצתן, משתרכות מערכות ההפעלה לינוקס.
מחשבים אישיים מסוג מקינטוש משתמשים במערכת הפעלה ייעודית להם, Mac OSX.
המחשבים האישיים הראשונים היו בעלי נפחי זיכרון נמוכים, צגים מונוכרומטיים ירודים, וכמעט ללא התקנים חיצוניים.
ככל שהואץ פיתוח המחשבים כך ירד מחירם, ותפוצתם גדלה.
מספר המחשבים האישיים ברחבי העולם נאמד בסוף 2004 בכ-575 מיליון.
מאז שנות השמונים ועד היום נעים מחירי המחשבים האישיים בין כ-500 דולר למחשב בסיסי ועד כ-2,000 דולר למחשב חזק ומאובזר.
במהלך שנת 2006 נמכרו במדינת ישראל כ-659 אלף מחשבים אישיים מתוכם 23.6% היו ניידים.
בשנותיהם הראשונות פעל כל מחשב אישי בנפרד, כשהעברת מידע בינו ובין מחשבים אחרים נעשתה באמצעות העברתו הפיזית על-גבי תקליטון או אמצעי אחסון אחר.
במהלך השנים חוברו מחשבים אישיים ביניהם ברשתות תקשורת.
תחילה ברשתות פרטיות, פנים ארגוניות, ולאחר מכן ברשתות ציבוריות, כגון BBS.
התפשטות רשת האינטרנט מקשרת בין מחשבים רבים ברחבי תבל, הן מחשבים אישיים לסוגיהם, שרתים ופלטפורמות מגוונות אחרות.
זמן מה אחרי הצגת הטלפון הסלולרי ב-1973, החלו להופיע התקנים שונים שכונו "טלפון חכם".
ב-2007 הציגה חברת אפל את האייפון, שהגדיר מחדש את התצורה של טלפון חכם, ואחריו הופיעו טלפונים חכמים נוספים בתצורה דומה, בעיקר (אבל לא רק) כאלו המבוססים על מערכת הפעלה אנדרואיד.
לקראת סוף העשור השני של המאה ה-21, עם הגידול המתמיד בתפוצת טלפונים חכמים, מחשבי כף יד, ומחשבים בתצורת טאבלט, שוק המחשבים האישיים עובר האטה והצטמצמות: ב-2010 נמכרו מעל 350 מיליון מחשבים בעולם, וב-2024 ירד מספר המחשבים שנמכרו לכ-245 מיליון.
מחשב נייד – משפחה בתוך המחשב האישי הם המחשבים הניידים הקרויים גם "מחשב ירך" או "מחשב מחברת".
במחשבים אלו מוזערו רכיבי המחשב ונדחסו למארז קטן וקל שנוספה לו סוללה חשמלית גדולה נטענת, כך שאפשר לטלטלו ולעבוד איתו כמעט בכל מקום.
מחשב לוח – הוא מחשב בעיצוב משטח אחד.
צג המגע שלו מאפשר לעשות שימוש במחשב בעזרת סטיילוס, או במגע אצבע, כתחליף לעכבר ומקלדת.
מחשב כף יד וטלפון חכם – הם מחשבים זעירים בעל מסך מגע בגודל כף יד.
בתחילה הם נועדו לשמש מעין יומן וספר טלפונים, אך כיום הם מחשבים לכל דבר.
מחשבי כף יד מודרניים אינם נבדלים מטלפונים חכמים כמעט במאום, אם כי עד הופעת האייפון, היו אלו שתי קטגוריות נבדלות.
אף על פי שמכשירים אלו הם מחשבים לכל דבר, והם בהחלט "אישיים", הם בדרך כלל לא נחשבים ל"מחשב אישי".
מחשבים שאינם לשימוש אישי, בכללם מחשב מרכזי ומחשב על
מחשב כף יד ) הוא מחשב בעל מסך מגע בגודל קטן של כף יד.
בתחילה נועדו מחשבי כף היד לשמש מעין יומן וספר טלפונים ובהמשך הורחב השימוש לפעולות רבות נוספות.
כיום מחשבי כף יד מוחלפים
של מחשבי כף יד והם למעשה מחשבי כף יד מודרניים אך בדרך כלל ללא מקלדת פיזית ובעלי מערכת הפעלה חדשה יותר.
מחשב כף יד טיפוסי כולל יכולות זיהוי כתב יד בסיסיות, שעון, יומן, לוח שנה, ספר טלפונים, רשימת מטלות, מעבד תמלילים בסיסי, מחשבון, אלבום תמונות ויכולת סינכרון בין המכשיר למחשב אישי.
הסינכרון עם המחשב האישי מתבצע באמצעות כבל USB, או באמצעות התקני תקשורת אלחוטית (תת-אדום, Bluetooth או Wi-Fi).
טלפונים חכמים ("סמארטפונים") כוללים תכונות ממחשבי כף יד ותקשורת סלולרית, הכוללת שיחות וגלישה באינטרנט.
חברת הטכנולוגיה האנגלית Psion הגדירה את סגנון ה-PDA עם ההשקה הארגונית הראשונה ב-1984. ה-Psion1 היה צר יותר מקופסת סיגריות, ארוך ועבה יותר, מידותיו היו 142×78×29.3 מילימטר ומשקלו 225 גרם.
הוא היה מבוסס על טכנולוגיית 8 ביט והגיע עם יחידת אחסון שמכילה עד 10 KB ושני כרטיסי הרחבה.
המושג "מחשב כף יד" הוטבע ב-7 בינואר 1992 על ידי ג'ון סקאלי בתערוכת אלקטרוניקה לצרכנים בלאס וגאס, כאשר הציג שם לראשונה את "ניוטון" - מחשב כף היד של חברת אפל.
השינוי המהותי התרחש בשנת 1995, כאשר נקנתה פאלם על ידי US Robotics.
כשנה לאחר מכן הוצעו לשוק מוצרי ה-Pilot, שתפעולם נעשה באמצעות ממשק עט ומסכים רגישים למגע, תוך כדי שימוש במערכת זיהוי כתב יד "גרפיטי" של החברה.
תביעה של חברת Pilot גרמה לשינוי שמו של הדגם ל-Palm.
רוב מחשבי כף יד היו מבוססים על מעבד Xscale של חברת אינטל, עליהם רצו מערכות הפעלה שונות, כשלכל אחת מהן היו יכולות דומות אך הן פונות לשימושים שונים: חלקן לכיוון הסלולר, ואילו אחרות לשוק העסקי והביתי.
בעבר מרבית מחשבי כף היד היו מבוססים מעבדים של מוטורולה.
כאשר עברה חברת פאלם לעבוד עם מעבדי אינטל, היא סימנה למעשה את סיום העבודה עם מעבדים של מוטורולה.
באפריל 2010 HP רכשה את חברת מחשבי כף היד פאלם (בסכום של 1.2 מיליארד דולר), כדי להיכנס לשוק הטלפונים החכמים.
על פי מחקר גרטנר מקיף שסקר את שוק מחשבי כף יד, עולה כי השוק התכווץ ב־5% ברבעון 2004 לעומת הרבעון הקודם של שנת 2004, מאחר ששוק מחשבי כף יד התחרה מול שוק הטלפונים החכמים.
מחקרים נוספים המראים ירידה בשוק מחשבי הכף יד משקפים למעשה מגמה, בה בסופו של דבר יתחלק השוק בין מחשבי כף יד ללא יכולת סלולרית, מחשבי כף יד בעלי יכולת סלולרית, ומכשירים סלולריים עם יכולות של מחשבי כף יד.
הגבול בין שני האחרונים הולך ומטשטש.
נכון ל-2005, מחשבי כף היד המשוכללים תמכו ביכולות אלחוטיות בתקנים של WI-FI ושל Bluetooth בנוסף לתמיכה המובנית בתת-אדום.
בנוסף, הם תמכו בכרטיסי זיכרון נשלפים (לרוב בתקן Secure Digital), והגיעו לנפחים גדולים של עד כמה ג'יגה בייט.
קיימים מחשבי כף יד עם אנטנה לקליטת GPS, שמסוגלים לאתר את המיקום של המכשיר על פני כדור הארץ באמצעות רשת הלוויינים, ואף להציג מפות רלוונטיות לשטח לניווט.
התפשטות הטלפונים הסלולרים החכמים דחקה את מחשבי ה-PDA אל מחוץ לשוק.
זיכרון פנימי: סוג וגודל (ROM/ RAM/ Flash)
קישוריות חוטיות: יציאה טורית, USB, ועוד.
קישוריות אלחוטיות: Bluetooth, Wi-Fi, תת-אדום, תקשורת לוויינית ועוד.
סוללות: נפח, סוג (הרוב מסוג ליתיום).
תוספות: מיקרופון, רמקול, מצלמה מובנית, אנטנת GPS מובנית, או מנגנון זיהוי ביומטרי לאבטחה.
מַחְשֵׁב נַיָּד, המכונה גם מַחְשֵׁב נִשָּׂא או לֶפְּטוֹפּ (מושג שאול מאנגלית: Laptop) הוא מחשב אישי שאפשר לטלטלו, ומורכב משני חלקים שטוחים הנסגרים זה כלפי זה: צג ומקלדת שלו.
משקלו, בדרך כלל, בין קילוגרם אחד לשלושה ק"ג.
מקור המתח של מחשבים ניידים הוא בדרך כלל סוללה נטענת, אולם ניתן גם לחבר אותו לשקע החשמל שבקיר.
כך ניתן להשתמש במחשב ולטעון את הסוללה שלו בו זמנית, דבר המבליט את הניידות שבו.
מחשבים ניידים מסוגלים לבצע משימות רבות שגם מחשבים נייחים מבצעים, אף על פי שבדרך כלל מחשב נייח יהיה בעל כוח ביצועי רב יותר ממחשב נייד באותו טווח מחיר.
מחשבים ניידים מכילים רכיבים דומים לאלו הנמצאים במחשבים הנייחים, אבל שונים בכך שהם קטנים יותר ומפיקים את מרב הביצועים תוך חיסכון בחשמל.
צג המחשב הנייד הוא בדרך כלל צג גבישי נוזלי (LCD).
בנוסף למקלדת מובנית, העכבר של המחשב הנייד הוא משטח רגיש למגע או מקל הצבעה, אולם ניתן לחבר (בדרך כלל, בדרכים ישירות או עקיפות) עכבר או מקלדת חיצוניים כמו כל התקן חיצוני אחר.
ניסיונות ראשונים לפיתוח ושיווק מחשבים ניידים נעשו החל מסוף שנות ה-60 של המאה ה-20, ב-1968 אלן קיי, מעצב במרכז המחקר והפיתוח "פארק" של חברת "זירוקס", בנה את Dynabook, האבטיפוס הראשון של מחשב נייד.
ב-1975 חברת IBM פיתחה את המחשב "IBM 5100" , שהיה גרסה מוקדמת של מחשב נייד.
המחשב הנייד הראשון ששווק באופן מסחרי היה האוסבורן 1, שיצא לשוק ב־3 באפריל 1981. מחשבים ניידים נוספים שיצאו לשוק בתחילת שנות ה-80 של המאה ה-20 כללו את ה־Kaypro II, ה־"Compaq portable series" של חברת "קומפאק" שיצא לשוק ב-1983 והמקינטוש הנייד ששקלו בין 7 ל־14 ק"ג (חלק גדול מהמשקל היוותה הסוללה).
למרות משקלו, הם אפשר ניידות למשתמש.
באפריל 1986 השיקה IBM את "IBM PC Convertible" , מחשב נייד שלראשונה היה בעל עוצמה דומה למחשבים האישיים המשרדיים שלה - IBM PC.
משקלו היה כששה וחצי קילוגרמים ומחירו בארצות־הברית היה 1,995 דולר.
ב-1989 השיקה חברת אפל מחשב דומה, ה-"Macintosh Portable"
באוקטובר 1991, השיקה אפל את המחשב "PowerBook".
סדרת מחשבים שהייתה קפיצת מדרגה בתחום, עם המארז האפור כהה והקומפקטי שלהם, כדור העקיבה המובנה והמיקום החדשני של המקלדת שהשאיר מקום למשענות כף היד משני צידי אמצעי ההצבעה שלהם.
מחשבי PowerBook זכו להצלחה רבה, והם תפסו 40% מכלל מכירות המחשבים הניידים באותה תקופה.
בשנת 1992 הציגה חברת IBM את המחשב "ThinkPad" שהריץ את מערכת ההפעלה Windows, היה בעלי צג LCD ושקל פחות מ־4.5 ק"ג, בגלל יתרונות אלו זכה להצלחה רבה, בעיקר בשוק העסקי.
סדרת מחשבי "ThinkPad" ממשיכה להיות מיוצרת על ידי חברת "לנובו".
במאי 2005, לראשונה בהיסטוריה, מספר המחשבים הניידים שנמכרו בארצות הברית היה גבוה ממספר המחשבים השולחניים.
הרבעון השלישי של 2008 היה לרבעון הראשון בו מספר המחשבים הניידים שנמכרו ברחבי העולם כולו היה גבוה ממספר המחשבים הנייחים (38.6 מיליון יחידות ניידות לעומת 38.5 מיליון יחידות נייחות).
לאחר שהמחשבים הניידים החלו להיות מקבילים בביצועיהם למחשבים השולחניים, הם הפכו למחשבים העיקריים הנרכשים על יד עסקים וצרכנים פרטיים.
מקובל לחלק את המחשבים הניידים לקבוצות על פי גודלם:
מחשבים ניידים הגדולים יותר ממחשבי כף יד אבל קטנים יותר ממחשב נייד ממוצע מכונים palmtops.
מחשבים ניידים הקטנים יותר מדף נייר בגודל A4 ושוקלים כקילוגרם אחד מכונים גם netbooks.
מחשבי לוח, Tablet PC – המעוצבים כמשטח אחד, בדרך כלל בגודל דף נייר A4, שניתן לכתוב על המסך שלהם באמצעות עט אלקטרוני.
מחשבים ניידים אשר שוקלים כ־2.5 עד 3 ק"ג, ומשמשים כתחליף למחשב נייח.
מחשבים ניידים השוקלים בסביבות חמישה ק"ג נקראים desknotes.
מספר חלקים קיימים אך ורק במחשב נייד אשר אינם קיימים כלל במחשב נייח:
המחשבים הניידים כיום ניזונים מסוללות ליתיום יון, שהחליפו את טכנולוגיית NiMH הישנה.
זמן הסוללה המרבית במחשבים הניידים הוא בין שעתיים למספר גדל והולך של שעות, בשימוש קל, אך הוא עלול לרדת אפילו עד כדי מחציתו בשימוש מוגבר ואינטנסיבי.
הסוללות נחלשות עם הזמן, ויש להחליפן, בדרך כלל לאחר תקופת שימוש של בין שנתיים לחמש שנים.
מחשבים ניידים אשר דלים בחיבורים חיצוניים ניתן לחבר לתחנות עגינה שמספקות למחשב חשמל ומחברות אותו לציוד היקפי.
עם התרחבות השימוש בחיבור USB והירידה בחיבורים הגדולים; כגון LPT למדפסות, פחת השימוש בתחנות עגינה אלו, שכן לכניסת USB אחת ניתן לחבר מספר רכיבים חיצוניים שונים.
ספק הכוח של מחשב נייד אינו מבצע את ההמרה של זרם החילופין לזרם ישיר בו זמנית כבספק הכוח של מחשב נייח, אלא מסופק עם המחשב כשנאי המטעין את הסוללה בזרם ישיר בהתאם למתח העבודה המתוכנן למחשב, ובמחשב מתבצעת המרה למתחים נמוכים יותר לחלקים הדורשים זאת (כגון בקר הUSB) בלבד.
התפתחות מרשימה חלה עם התקדמות הטכנולוגיה, ואם בעבר ההתקנים הללו שקלו כחצי ק"ג וכונו "power brick", כיום מיוצרים שנאים דיגיטליים קלים וקטנים יחסית.
רכיבי המחשב הנייד קטנים וקלים יותר מהרכיבים המקבילים להם במחשב הנייח.
מחשבים ניידים משתמשים בתצוגת LCD או המקבילות אליה על־פי רוב מפני דקותן, סוג הפנל והתאורה משתנים לפי הדגמים.
הבדל בולט בין מסכי מחשבים ניידים שונים הוא גימור המסך: גימור מבריק מקובל במחשבים זולים או המיועדים לשימושי מולטימדיה משום היותו בעל צבעים "חיים" יותר ומראהו היפה יחסית.
בעיה נפוצה של גימור זה היא ההשתקפויות הנוצרות על המסך ממקורות אור, ואכן בדגמים יקרים יותר נוהגות חלק מהחברות לציין שהמסך מצויד בטכנולוגיה כלשהי המפחיתה השתקפות במידה מסוימת.
גימור מט לעומתו מקובל במחשבים המיועדים לעבודה ממושכת, עבודה מול מקורות אור ויישומי גרפיקה הדורשים צבעים מדויקים.
גודל המסך המקובל למחשבים ניידים הוא 10" ומעלה לקטגוריית הנטבוקים, ו־13" ומעלה לקטגוריית הניידים הרגילים.
צפיפות הפיקסלים עולה בהתמדה עם התפתחות הטכנולוגיה, וקיימים מספר סטנדרטים מקובלים, המשתנים עם מטרת המחשב ומחירו.
בעבר הייתה מקובלת תצורה של 4:3 – מסך רבוע, וכיום הנטייה היא למסכים רחבים, ורחבים עוד יותר – ביחס 16:9, המקובל יותר במסכי טלוויזיה, למסכי הניידים המיועדים לשימושי מולטימדיה.
לאחרונה מסתמנת מגמת עליה במחשבי הפרימיום עם שבירת מחסום רזולוציית הFHD לכיוון רזולוציות ה־2K.
חריץ נפוץ בדגמים רבים הוא PCMCIA לחיבור התקנים המרחיבים את יכולות את המחשב – כגון מודם סלולרי או תוספת נפח זיכרון אחסון, אך כיום דגמים אלו נפוצים פחות.
אמצעי האחסון של המחשב הנייד מוגבל בגודלו, ולכן הדיסקים הקשיחים הפנימיים המיועדים למחשבים ניידים קטנים יותר – 2.5" (64 מ"מ) בהשוואה למיועדים למחשב הנייח – 3.5" (90 מ"מ), ולכן קיבולת זיכרונם פחותה ביחס לדיסקי המחשב הנייח.
כיום עקב טכנולוגיות מזעור כונני ה־2.5" מדביקים את פער הנפח של כונני ה־3.5" ולעיתים אף משתווים אליו, אם כי ביצועיהם פחותים בדרך כלל מאחיהם הגדולים.
במחשבים ניידים המיועדים לשוק הגבוה מקובלת כיום טכנולוגיה חדשה המחליפה את הדיסק הקשיח או באה עמו במשולב – כונן מצב מוצק – SSD (בשונה מהכוננים המבוססים דיסק קשיח) שאינו מכיל חלקים נעים ולכן מהירותו ועמידותו גבוהים הרבה יותר מדיסק קשיח רגיל.
חסרונותיו העיקריים כרגע הם מגבלת נפח ומחיר, וכן הקושי לשחזר ממנו מידע במקרה של מחיקה, תקלה פיזית, או חשמלית, ולכן מקובל להשתמש בו ככונן הראשי או כמטמון לדיסק קשיח רגיל להאצת ביצועי המחשב, אך לא לאחסון מידע.
אפשרויות השדרוג והתיקון של מחשב נייד מוגבלות ביותר.
בדרך כלל רוב רכיבי במחשב מודפסים או מולחמים על לוח האם המתוכנן ייחודית לדגם המחשב על מנת לחסוך מקום וצריכת חשמל, והחלפתם אינה אפשרית.
בנוסף, תיקוני הלחמה במעבדה הם יקרים ומסובכים, ולכן אינם מקובלים.
לעומת מחשב שולחני, שבדרך כלל המשתמש עצמו יכול לשדרג על ידי הוספת כרטיסי הרחבה, ציוד היקפי ואפילו זיכרון, במחשב נייד המשתמש בדרך כלל לא אמור "לפתוח" את המחשב, ויצרנים רבים דורשים שכל שדרוג ייעשה במעבדה מוסמכת.
עם עליית גודל המחשב כמות הרכיבים המולחמים פוחתת בהתאמה, וניתן למצוא ברוב המחשבים כונן קשיח הניתן להחלפה, חריץ זיכרון RAM פנוי שאינו מולחם אחד או שנים, ולעיתים גם כרטיס הרשת האלחוטית ניתן להסרה או החלפה.
משתמשים בעלי ידע טכני יכולים לעיתים נדירות להחליף את הכונן הקשיח או כונן התקליטורים המובנה במחשב, לכונן SSD לשיפור משמעותי בביצועי המחשב.
החלפה ישירה של רכיבים מקולקלים יכולה לכלול החלפת הצג, הכוננים, יחידות האחסון ורכיבים אחרים, אולם מחירי התיקון עלולים להיות גבוהים ביותר, אפילו כאשר הדבר בר ביצוע בקלות, כיוון שפירוק מחשבים ניידים מסובך ומורכב, ומעבדות אלקטרוניקה נוטות לגבות תשלום יקר על עצם ההתעסקות עם מחשב נייד.
קושי נוסף שמקשה על שדרוג נובע מחוסר בתקן אחיד לייצור מחשבים ניידים, היוצר שוני בחלקי החילוף המיועדים ממחשב למשנהו.
מחשב קוונטי הוא מכונה המעבדת נתונים תוך שימוש ישיר בתכונות של מכניקת הקוונטים כגון סופרפוזיציה קוונטית ושזירה קוונטית.
ישנן בעיות שמחשב קוונטי מסוגל לפתור ביעילות גבוהה יותר מאשר האלגוריתם המיטבי האפשרי עבור מחשב קלאסי רגיל, אולם מבחינה חישובית הכרעתית הם שקולים, וכל בעיה שניתן לפתור (כלומר, להכריע או להכריע חלקית) באמצעות מחשב קוונטי ניתן לפתור גם באמצעות מחשב קלאסי, גם אם יידרש לשם כך זמן ארוך בהרבה.
המחקר התאורטי בתחום המחשוב הקוונטי החל בשנות השבעים של המאה ה-20 ומהווה מוקד עניין הן באקדמיה והן בגופי ממשל וצבא ברחבי העולם, בזכות ההבטחות לשיפור משמעותי בביצועים של חישובים שונים.
יכולת לפרק מספר בן 2,048 ביטים (שעדיין אינה פרקטית ב-2023) תאפשר פיצוח של המסרים המוצפנים בשיטת RSA, שהיא השיטה הנפוצה היום ביישומים פיננסיים ומסחריים.
אחת השאיפות המרכזיות בפיתוח מחשב קוונטי היא להגיע ל, היינו נקודת הזמן בהיסטוריה בה מחשב קוונטי יבצע משימה חישובית, ששום מחשב קלאסי לא יכול לבצע בזמן סביר.
ב-23 באוקטובר 2019, גוגל הכריזה כי הצליחה להשיג עליונות קוונטית.
IBM חולקת על טענה זו.
מכיוון שאופן הפעולה של מחשבים קוונטיים שונים יכול להיות שונה באופן מהותי זה מזה, פותח תחום מחקר חדש שעוסק בבחינת ביצועים של מחשבים קוונטיים.
מטרת תחום זה היא להעריך את הביצועים של מחשב קוונטי תוך שמירה על מדדי אמינות ויכולת השוואה בין טכנולוגיה אחת לאחרת.
המחקר בנוגע לעיבוד אינפורמציה ולמחשבים קוונטיים החל בשנות השבעים של המאה העשרים.
בשנת 1973 פרסם את המאמר הראשון בתחום, ובו ההבחנה שעל אף ההבדלים ביניהם, n קיוביטים אינם יכולים לייצג יותר מ-n ביטים קלאסיים.
אחד החלוצים בתחום היה הפיזיקאי ריצ'רד פיינמן, שבשנת 1981 ניסח את ההבחנה הבאה – כאשר מנסים לחשב את חיזויי מכניקת הקוונטים עבור מערכות פיזיקליות גדולות, נראה שמחשב רגיל לא יכול לעשות זאת ביעילות בגלל המשאבים המעריכיים הנדרשים לייצוג פונקציית הגל.
ואולם, הטבע עצמו הרי מבצע חישובים אלו, במובלע, כאשר המערכת הפיזיקאלית מתקיימת במציאות.
מכאן, נראה שלטבע, הפועל על פי מכניקת הקוונטים, יש יתרון ביכולת החישוב שלו מול מחשב "קלאסי".
אם כך, נוכל אולי לבנות סוג חדש של מחשב, המנצל אפקטים קוונטיים לביצוע חישוב באופן יעיל יותר.
מחשב כזה יוכל לחשב את חיזויי מכניקת הקוונטים ביעילות – ואולי אף לבצע חישובים אחרים באופן יעיל יותר מכל מחשב "קלאסי".
בשנת 1985 ניסח דייוויד דויטש מודל תאורטי אוניברסלי למחשב קוונטי, מכונת טיורינג קוונטית .
בדומה למכונת טיורינג קלאסית מדובר במודל תאורטי פשוט המגלם בתוכו את כל העצמה החישובית של מחשב קוונטי, בלי תלות באופן המימוש שלו.
דויטש הראה שעל אף ההבדלים בין המודלים השונים, מבחינה חישובית מכונת טיורינג קוונטית שקולה למכונת טיורינג קלאסית ולמעשה מחשב קוונטי לא מפר את תזת צ'רץ'-טיורינג.
יחידת המידע הבסיסית במחשב קלאסי נקראת סיבית או "ביט".
ביט קלאסי יכול להיות בהגדרה בשני מצבים פיזיקליים, שמסומנים בדרך כלל ב-0 או 1. יחידת המידע הבסיסית במחשב קוונטי נקראת קיוביט (ביט קוונטי).
הקיוביט מתואר על ידי מצב, ושני המצבים מסומנים בדרך כלל כ
ו- שמהווים את האנלוגים הקוונטים למצבים הקלאסיים 0 ו-1. המצבים ו- שייכים למרחב וקטורי, כך שגם "סופרפוזיציה" שלהם תהווה מצב קוונטי.
סופרפוזיציה של קיוביט בודד מיוצגת על ידי , כאשר הם מספרים מרוכבים, המקיימים .
המשמעות היא שבעת מדידה קוונטית יש הסתברות של למצוא את הקיוביט במצב והסתברות של למצוא את הקיוביט במצב .
קיוביט בודד מיוצג לצרכים תאורטיים על ידי שני מספרים מרוכבים, ולכן יכול לכאורה לייצג כמות אינסופית של מידע.
אכן ניתן לבצע חישובים ומניפולציות שונות על קיוביט המייצג סופרפוזיציה בין מספר מצבים, אך בסופו של דבר מדידה קוונטית שלו תגרום לקריסה של פונקציית הגל ולאחריה במקום סופרפוזיציה של שני המצבים יתקבל מצב אחד ויחיד.
תכונה זו של סופרפוזיציה מאפשרת לבצע חישובים בצורה שונה מהאופן שבו הם מתבצעים במחשב קלאסי, ועם זאת קריסת פונקציית הגל בעת המדידה מגבילה את העצמה החישובית.
ישנן כמה טכנולוגיות (שונות מאוד) למימוש קיוביט:
trapped ion – מלכודת יונים
לכל שיטה יש יתרונות וחסרונות.
השיטות המבוססות על מוליכים למחצה מאפשרות אינטגרציה גבוהה אך מצריכות טמפרטורות קרובות לאפס המוחלט, מוגבלות בקישוריות, בעלות אורך חיים מוגבל ורגישות לרעש.
בשיטות אופטיות ניתן לעבוד בטמפרטורת החדר וניתן לייצר קישוריות גבוהה, אך האינטגרציה מוגבלת.
רוב החברות המסחריות מעדיפות את השימוש במוליכים למחצה.
במחקר נבחנות גם אפשרויות אחרות.
במחשב קלאסי, הפעולות הבסיסיות שניתן לבצע על ביטים מיוצגות באמצעות שערים לוגיים, ואלו יכולים לממש כל פונקציה בוליאנית שהקלט שלה הוא מספר כלשהו של ביטים, והפלט שלה יכול להיות כל מספר אחר של ביטים.
המנגנון המקביל במחשב קוונטי נקרא שער קוונטי, שער כזה יכול לממש כל אופרטור אוניטרי על מספר קיוביטים, והתוצאה שלו תהיה בת מספר זהה של קיוביטים.
נהוג לייצג שערים קוונטיים כמטריצות אוניטריות, כאשר שער קוונטי הפועל על קיוביטים ייוצג על ידי מטריצה מגודל (כאמור, מצב אוגר קוונטי המכיל קיוביטים מיוצג על ידי וקטור במרחב ממימד ).
הכוח החישובי של מודלים קוונטיים
נניח שנרצה למצוא מספר העומד בקריטריון מסוים.
לדוגמה, נאמר שקלטנו תשדורת המוצפנת בשיטת ההצפנה DES, ואנו מחפשים את מפתח ההצפנה, שהוא מספר אקראי שאורכו 56 ביטים.
קל לבדוק אם מספר נתון הוא המפתח הנכון, אבל כדי למצוא את המפתח הנכון (באופן ישיר) ניאלץ לבדוק אפשריות, וזהו תהליך ארוך מאוד.
אם ברשותנו מחשב קוונטי, נוכל לתכנת אותו לפתור את בעיית החיפוש באופן יעיל יותר.
ניקח 56 קיוביטים, ונפעיל עליהם פעולה אשר תביא אותם למצב של סופרפוזיציה אחידה של כל האפשרויות.
כעת נורה למחשב לבדוק את נכונות המפתח, ועפ"י עקרון הסופרפוזיציה הוא יעשה זאת במקביל עבור כל המפתחות האפשריים, באותו זמן שמחשב קלאסי היה דורש לביצוע בדיקה עבור מפתח בודד.
במבט ראשון נראה שהשגנו שיפור אדיר במהירות (מעריכי באורך המפתח שמחפשים).
ואולם, נשאר אתגר נוסף – כיצד נחלץ את המפתח הנכון, כלומר זה שעבורו הבדיקה הצליחה, מתוך הסופרפוזיציה?
בשנת 1996 פיתח לוב גרובר אלגוריתם חיפוש קוונטי המאפשר לעשות זאת בעזרת כ- פעולות קוונטיות (ובאופן כללי פעולות, כאשר הוא אורך המפתח).
מסתבר שבאופן כללי, לא ניתן לבצע את החיפוש מהר יותר, כלומר, למחשב הקוונטי יש יתרון (ריבועי) על פני מחשב קלאסי בפתרון בעיות חיפוש כלליות, אך לא יותר מכך.
אחת הבעיות החשובות שניתנות לפתרון באמצעות מחשב קוונטי היא מציאת הגורמים הראשוניים של מספר גדול.
הדבר חשוב בין השאר כי משמעו שמי שברשותו מחשב קוונטי יוכל לפצח את שיטת ההצפנה RSA: בהצפנת RSA המפתח הסודי הוא שני מספרים ראשוניים גדולים מאוד ו-, ורק מכפלתם מתפרסמת.
השערה מקובלת היא שהחישוב ההפוך, כלומר מציאת הגורמים הסודיים ו- בהינתן מכפלתם N, מהווה בעיה שאינה ניתנת לפתרון יעיל במחשב קלאסי.
בטיחות שיטת ההצפנה מסתמכת על קושי זה.
ב-1994 פיתח מדען המחשב פיטר שור אלגוריתם קוונטי למציאת גורמים ראשוניים של מספר נתון.
הוא עשה זאת על ידי המרה של בעיית הפירוק לגורמים לבעיה של מציאת מחזור עבור פונקציה מסוימת, והראה שמחשב קוונטי יכול למצוא את המחזור ביעילות רבה (בעזרת גרסה קוונטית של התמרת פורייה).
הרעיון הוא שמחשב קוונטי "רואה" בו־זמנית את כל נקודות הפונקציה ולכן יכול לבצע התאבכות על מנת לקבל את המחזור של הפונקציה.
אף על פי שידועות בעיות שמחשב קוונטי יכול לפתור ביעילות גדולה יותר ממחשב קלאסי, יכולתו של מחשב קוונטי אינה בלתי מוגבלת והוא אינו "פתרון קסם" לכל בעיה חישובית.
בראש ובראשונה, ידוע כי ההבדל העקרוני בין מחשבים קוונטיים וקלאסיים הוא ביעילות (דהיינו, סיבוכיות) בלבד; כלומר, כל בעיה הניתנת לפתרון על מחשב קוונטי ניתנת לפתרון גם על-ידי כל מחשב קלאסי, אם כי ייתכן שהדבר ידרוש משאבים גדולים יותר.
גם הפרש היעילות אינו שרירותי – הוא לכל היותר מעריכי, וישנן בעיות אותן מחשב קוונטי אינו יכול לפתור באופן שהוא יעיל מהותית מהפתרון שלהן באמצעות מחשב קלאסי.
לא ידוע אם מחשב קוונטי מסוגל לפתור בעיות NP-שלמות בזמן ריצה פולינומי, ומדענים רבים משערים שאין כך הדבר.
במשך השנים הציעו החוקרים רשימה של בעיות עבורם ידועים אלגוריתמים קוונטיים שהם יותר יעילים מהאלגוריתמים הקלאסיים.
נכון להיום, קיימים שני מחשבים קוואנטים פעילים אשר נכנסו לקטגוריית "עליונות קוואנטית" - Willow של חברת גוגל, ומחשב ה Advantage2 של חברת די וייב (D-WAVE).
D-WAVE מציעה שימוש בשירות LEAP (גישה בענן) למחשב שלה, שכבר מבצע פעולות ופתרונות (לרבות אופטימיזציה) בעולם האמיתי ללקוחות גדולים במיוחד, ועתיד להתפתח למחשב GATE שישלב בין מחשוב קוואנטי ומחשוב קלאסי ואשר יוכל לבצע פעולות גדולות הרבה על מנת למצוא פתרונות מורכבים ביותר, לדוגמה בתחום החומרים, הרפואה (תרופות) והאנרגיה.
המחשב של D WAVE מבוסס על שיטת Quantum Annealing ועל אלקטרונים ,להבדיל מרוב המתחרות שמשתמשות בשיטת הפוטונים, ומדובר במידע קריטי שעשוי להצביע על עתידה של D WAVE אל מול המתחרות, כיוון ששיטה המבוססת אלקטרונים נחשבת מדויקת יותר.
חברות המחזיקות במחשבים קוונטיים, או בסימולטורים קלאסיים של מחשבים קוונטיים, נותנות גישה למשתמשים מכל רחבי העולם למחשבים הקוונטיים שלהם על מנת לחקור, ללמוד ולחוות את השימושים במחשבים מסוג זה.
להלן רשימה של מחשבים קוונטיים או סימולטורים שניתן להשתמש בהם:
IBM Quantum – ספקית מובילה של מערכות, תוכנות ושירותים של מחשוב קוונטי, במטרה לאפשר לעולם לפתור את הבעיות המורכבות ביותר.
IBM מציעה מחשבים קוונטיים שכוללים שערים המבוססים על קיוביטים מוליכי-על.
מעבדי מודל שער מבצעים מעגלים קוונטיים.
סוג זה של QPU הוא הצעד הראשון לקראת מחשוב קוונטי אוניברסלי ומיועד למניפולציה של מידע קוונטי.
בשנת 2023 שוחרר מעבד מדגם "IBM קונדור".
Amazon Bracket – הוא שירות AWS מנוהל במלואו המספק סביבת פיתוח לחקירה והתנסות במחשוב קוונטי.
הוא מאפשר למפתחים, חוקרים ומדענים לתכנן, לבדוק ולהפעיל אלגוריתמים קוונטיים על מחשבים קוונטיים מספקי חומרה שונים.
Azure Quantum – שירות מבוסס ענן המסופק על ידי Microsoft Azure המספק למפתחים ולחוקרים גישה למשאבי מחשוב קוונטי ולכלים.
מציעה מגוון טכנולוגיות מחשוב קוונטי, לרבות מערכות מבוססות קיוביטים, מערכות מבוססות חישול וסימולטורים, מספקי חומרה שונים, כגון Honeywell ו-IonQ.
כמו כן קיימים כלים לפיתוח וכתיבת תוכנות ואלגוריתמים קוונטיים, להלן רשימה כלים לכתיבת אלגוריתמים קוונטיים והרצתם על סימולטורים שונים:
Qiskit – SDK בקוד פתוח לעבודה עם מחשבים קוונטיים ברמה של פולסים, מעגלים ומודולי יישומים.
Cirq - ספרייה בשפת Python לכתיבה, מניפולציה ואופטימיזציה של מעגלים קוונטיים, ולאחר מכן הפעלתם במחשבי קוונטים ובסימולטורים קוונטיים.
Cirq מספקת הפשטות שימושיות להתמודדות עם המחשבים הקוונטים הרועשים של ימינו בקנה מידה בינוני, שבהם פרטי החומרה חיוניים להשגת תוצאות מתקדמות.
Amazon Brcket Python SDK – מסופק על ידי Amazon Web Services (AWS) עבור מפתחים וחוקרים שרוצים לבנות יישומים קוונטיים בשירות המחשוב הקוונטי של Amazon Braket.
הוא מספק קבוצה של כלים וספריות לפיתוח, בדיקה והרצה של אלגוריתמים ומעגלים קוונטיים על סימולטורים וחומרה קוונטית.
Rigetti PyQuil – כרכיב של Rigetti Forest SDK, המסגרת של pyQuil מאפשרת לבנות ולהפעיל תוכניות Quil באמצעות Python.
השימוש ב-pyQuil דורש התקנה של שאר הרכיבים של Forest SDK, כלומר מהדר Quil (quilc) וה-Quantum Virtual Machine (QVM), המשמשים להדמיית מחשבים קוונטיים.
עם ה-QDK, ניתן לבנות תוכניות הפועלות על חומרה קוונטית או לנסח בעיות הפועלות על פותרי אופטימיזציה בהשראת קוונטים ב-Azure Quantum.
D-Wave Ocean – חבילה של כלי פייתון בקוד פתוח הנגישים דרך ערכת פיתוח התוכנה של Ocean (SDK) הן במאגר D-Wave GitHub והן בשירות הענן הקוונטי של Leap.
התוכנה Ocean מאפשרת למפתחים להתנסות, לפתח במהירות ולנצל את הכוח של המחשב הקוונטי של Advantage כדי לפתור בעיות מורכבות.
QUA - ספרית פייתון המיועדת לתכנות ברמת פולסים המיועדת למחשבים המשתמשים במערכת הבקרה למחשבים קוונטיים של חברת קוונטום משינז (OPX).
באוניברסיטאות בישראל מתקיימת פעילות מחקר ענפה בתחום של מדע וטכנולוגיה קוונטיים, שחישוב קוונטי הוא חלק ממנו.
בישראל פועלות חברות הזנק אחדות בתחום החומרה והתוכנה למחשב קוונטי, בהן קוונטום מאשינז, קוונט-אל–אר (הצפנה קוונטית), קדמה חישוב קוונטי (מערכת הפעלה למחשב קוונטי), קלאסיק טכנולוגיות (פיתוח תוכנה למחשוב קוונטי), קוונטום ארט, קוונטום סורס, ועוד.
ביוני 2024 נפתח באוניברסיטת תל אביב המרכז הישראלי למחשוב קוונטי, שהוקם על ידי חברת קוונטום מאשינז במימון חלקי מרשות החדשנות, וכולל שילוב של מחשבים קוונטיים ומחשבי-על.
באוניברסיטת בר-אילן קיים מסלול ייעודי לפיזיקה חישובית קוונטית המשלב קורסים של חישוב קוונטי בתוכנית הלימודים.
מחשב לוח או טאבלט הוא מחשב נייד בעיצוב משטח אחד.
מסך המגע שלו מאפשר לעשות שימוש במחשב בעזרת עט סטיילוס , או במגע אצבע, כתחליף לעכבר ומקלדת.
מחשב לוח כולל לעיתים גלישה סלולרית ויש כאלה הכוללים אפשרות לביצוע שיחות טלפון (בעיקר טאבלטי 7 אינץ').
רובם כוללים את מערכת ההפעלה אנדרואיד של גוגל, iOS של אפל, או את Windows של מיקרוסופט.
המשתמש יכול להזין טקסט למחשב בעזרת זיהוי כתב יד או בעזרת מקלדת וירטואלית המוצגת על הצג.
ניתן גם לחבר למחשב מקלדת חיצונית בחלק מהטאבלטים (בעזרת חיבור USB או בעזרת חיבור בלוטות').
הצגת מחשב הלוח הראשון למכירה המונית הייתה עם יציאת מערכת ההפעלה Microsoft Windows XP Tablet PC Edition ברבעון השלישי של 2002. לפני כן מחשב הלוח היה בשימושן של תעשיות קטנות, רפואה וממשלה.
העניין במחשבי לוח לא היה גדול עד שנת 2010, אז הציגה חברת אפל במסיבת עיתונאים מחשב לוח בשם אייפד, שהכניס לחברה שישה מיליארד דולר לאחר שנמכרו 9.25 מיליון יחידות ברבעון.
בניגוד למחשבים אחרים המעוצבים כך שיהיה נוח להשתמש בהם דווקא כשיושבים מולם ליד שולחן ומניחים אותם על השולחן, מחשב זה נוח לעבודה במגוון תנוחות.
קל להשתמש בו כאשר עומדים, לדוגמה, כאשר מנהלים רשימות תוך כדי עצירות תכופות בזמן סיור במקום העבודה.
קל להשתמש בו כאשר שוכבים, לדוגמה כאשר מעוניינים לקרוא לפני השינה או כאשר נאלצים להיות מרותקים למיטה במהלך אשפוז ממושך.
קל להשתמש בו גם כאשר יושבים ללא שולחן, לדוגמה סטודנטים באולם הרצאות או נוסעים ברכבת.
יתרון אחר של מחשב הלוח הוא החיסכון במקום.
יתרון זה הופך את מחשב הלוח למחשב אופטימלי להרכבה קבועה על כיסא גלגלים ממונע, עבור משתמשים עם כושר תנועה מוגבל ביותר, שאינם יכולים לשלוף מחשב נייד מתוך תיק.
משתמשי מחשבים שולחניים משתמשים בהם גם לצריכה של תוכן וגם ליצירת תוכן חדש.
בניגוד לכך, הנטייה במחשבי לוח היא לצרוך תוכן בקריאה, צפייה בווידאו או בשידורי טלוויזיה.
חברת "אפל" תבעה כמה חברות שייצרו מחשבי לוח בשל הפרת פטנטים.
לטענתה, מחשבי הלוח שלהן הם חיקוי של ה-iPad.
לטענת החברות, יש רק דרך אחת אפשרית לייצר מחשב לוח, לכן לא מן הנמנע שיהיה דמיון מסוים.
שילוב בין מחשב נייד למחשב לוח נעשה בדגמים של מחשב נייד שבהם ניתן לנתק את המסך מהמקלדת, ולהשתמש במסך בלבד כמחשב לוח.
בדגמים אחרים ניתן לסובב את המסך ב-180 מעלות סביב ציר הרוחב שלו, כך שהמחשב הנייד הסגור מתפקד כמחשב לוח.
טאבלט יכול גם להיות לוח גרפי.
לוחות גרפיים אלה מיוצרים לרוב ללא מסכים בניגוד ל"מחשב לוח" (ישנם דגמים שכן באים עם מסכים דמויי מסכי מחשב).
השימוש בלוח גרפי הוא לצורכי גרפיקה וציור ממוחשבים בעיקר.
הלוח הגרפי מורכב מלוח מגנטי רגיש ללחץ ועט מיוחד שמגיע ביחד איתו לרוב, ובו מצויים חיישנים מגנטיים תואמים לחיישנים שנמצאים בשטח הרגיש ללחץ שעל לוח הטאבלט.
כאשר מקרבים את העט המגנטי למרחק מסוים מהשטח הרגיש ללחץ על משטח הטאבלט, העט בעצם מחליף את העכבר, והמשתמש יוכל להזיז את העט וה"עכבר" שעל מסך המחשב יזוז בהתאם; ושכאשר לוחצים עם העט על המשטח הרגיש ללחץ מתבצעת הלחיצה גם בעכבר המחשב.
ישנן תוכנות ציור וגרפיקה ממוחשבות, שמותאמות לטאבלטים ובהן יש אפשרות לקליטת הרגישות ללחץ העט של הלוח הגרפי.
תוכנות אלה מאפשרות למשתמש לצייר במחשב כמו על דף נייר.
תוכנות כאלה הן רבות ומגוונות ומותאמות לצרכים השונים של המשתמש.
מחשבי לוח לשירות אנשים עם מוגבלות
למחשבי הלוח יש יתרונות על מחשבים אחרים בשירות אנשים עם לקות.
מחשבים אלה לרוב קלים יותר ממחשבים ניידים (לפטופים) וקל יותר לשאת אותם ממקום למקום על ידי אנשים חלשים.
מחשב זה אינו דורש שטח גדול וקל לסדר על כיסא גלגלים ממונע כנה שתישא את המחשב בדיוק בזווית שבה אדם עם תנועת ידיים מוגבלת יחוש נוח להשתמש בו.
בזכות מסך המגע, מחשבים אלה נוחים גם לאנשים עם מתאם רע בין תנועות היד לעין.
מתוך מחשבי הלוח, אלו שיש להם מערכת הפעלה דומה ל-Ipad, גם נדלקים מהר וקל להשתמש בהם כעזרי תקשורת תומכת וחלופית.
מממצאים ראשוניים של מחקרים עולה, בין השאר, כי לאנשים עם אוטיזם קל יותר ללמוד ולתקשר עם סביבתם באמצעות מחשב לוח, בזכות המגע, הגרפיקה, הנוחות הפיזית והאפשרות לתקשורת ללא קשר עין עם הסביבה; עם זאת, מחקרים נרחבים יותר בתחום זה עדיין לא פורסמו.
עד אמצע שנות ה-70 היה מחשב מרכזי סוג המחשבים היחיד ששימש לצרכים מסחריים ועסקיים.
מחשבים אלו, שעדיין לא נקראו בשם "מחשב מרכזי", החלו להתפתח בצעדים קטנים בתקופת מלחמת העולם השנייה, בעיקר על ידי אוניברסיטאות ומדענים, וקיבלו תנופה בעיקר בסוף שנות ה-50 ובשנות ה-60, כאשר חברות מסחריות נכנסו לעניין.
הם שימשו, בדרך כלל, כמשאב המחשוב המרכזי והשיתופי בארגונים גדולים.
מאמצע שנות ה-60 ועד לסוף שנות ה-70 היו בשימוש נרחב גם מחשבים קטנים יותר, שקיבלו את הכינוי "מיני-מחשבים",(minicomputers) או מחשבי ביניים (midrange computers).
הם שימשו כמשאב מרכזי לארגונים קטנים או משאבים ייעודיים למחלקות הארגון השונות, וכן לעיבודים מדעיים ומחקריים.
בסוף שנות ה-70 ובתחילת שנות ה-80 פותחו ויצאו לשוק המחשבים האישיים, שנועדו לשימושים משרדיים, אישיים וקבוצתיים.
הם שינו באופן מהפכני את התדמית "המאיימת" והשימוש המרכזי במחשבים בעולם, והפכו אותם לנחלת הציבור כולו ושולחנות העבודה האישיים והקבוצתיים.
גם השרתים הפכו קטנים יותר, שימשו יישומים ומשתמשים שונים, והתבססו בעיקר על מעבדים נפוצים וגנריים, כדוגמת מעבדי אינטל.
השם באנגלית, שמשמעו שלד ראשי או מסגרת ראשית, נגזר מהעובדה שלב מערכת המחשב היה ארון אחד גדול במיוחד, והכיל את זיכרון המחשב ויחידת העיבוד המרכזית (CPU).
בהמשך שימש השם גם כדי להבחין ולבדל בין המחשב המרכזי לסוגי המחשבים הקטנים יותר.
בהכללה ניתן לומר כי כדי להחליף מערכת מחשב מרכזי יידרשו עשרות, אם לא מאות שרתים קטנים.
שנות החמישים עד שנות השמונים
מחשבים מרכזיים החלו לצאת לשוק, לשימוש מסחרי, בתחילת שנות החמישים, אך בשימוש מצומצם בלבד.
הם הפכו יותר ויותר פופולריים בשנות השישים.
היצרנים אמריקאים הבולטים בשנים אלו היו קרויים "IBM ושבעת הגמדים" בשל העובדה כי חלקה של IBM בשוק היה גדול הרבה יותר מאשר כל 7 החברות ביחד.
החברות הנוספות היו: בורוז, CDC, ג'נרל אלקטריק, האניוול, NCR, RCA ויוניוואק.
יצרנים בולטים מחוץ לארצות הברית כללו בעיקר את חברת היטאצ'י ואמדל .
שתי האחרונות התמחו בייצור מחשבים תואמים למחשבי יבמ.
בשנות ה-70 הופיעו מיני מחשבים ולאחריהם מיקרו מחשבים שהתחרו במחשבים המרכזיים אך עדיין לא החליפו אותם.
במהלך שנות ה-80 השתנתה המגמה.
ראשית החליפו מחשבים אישיים את המסופים הטיפשים ששימשו לתקשורת עם המחשב המרכזי.
בהדרגה מצאו החברות המסחריות שניתן להפעיל שרתים מבוססי מעבדים זעירים במחיר שהיה נמוך בהרבה ממחיר רכישת המחשב המרכזי ולמשתמשים הייתה שליטה טובה יותר על המערכות שלהם.
הביקוש הפוחת והולך והתחרות הקשה גרמו לטלטלה גדולה בשוק: RCA נמכרה ליוניוואק וג'נרל אלקטריק עזבה את השוק.
האניוול נקנתה על ידי חברת בול הצרפתית, יוניוואק (חטיבה בחברת ספרי (Sperry) התמזגה מאוחר יותר עם בורוז על מנת ליצור את ב-1986. ב-1991 הייתה NCR שייכת לתקופה קצרה לחברת AT&T.
כך הוחלפו המחשבים המרכזיים בקצב גובר והולך ברשתות של מחשבים אישיים ושרתים מבוססי מעבדי אינטל.
הביקוש למחשבים המרכזיים ירד, הם נרכשו בעיקר על ידי חברות שירותים פיננסיים וגופים ממשלתיים ובמשך זמן מה הייתה הסכמה בין האנליסטים של התעשייה שהמחשבים המרכזיים הם שוק גווע.
מצד שני - סדרת ה-360 של חברת IBM המשיכה להתפתח לסדרת ה-z/z9 של המאה ה-21 ויחד עם המחשבים מבוססי מערכת ההפעלה MCP (ראשי תיבות של Master Control Program) של חברת בורוז (כיום יוניסיס) הם המחשבים היחידים המבוססים על ארכיטקטורה שהתפתחה מתקופה מוקדמת זו.
שנות התשעים ותחילת המאה ה-21
מגמת הירידה וההספדים המוקדמים מדי נעצרה ואף החלה להשתנות בסוף שנות ה-90 כשחברות מצאו שימושים חדשים למחשבים המרכזיים שלהם, כיוון שכשרת אינטרנט הם מסוגלים להציע ביצועים דומים לאלה של כמה מאות מחשבים קטנים יותר, בצריכת חשמל ובעלויות ניהול נמוכות יותר.
גם הגידול ב-אי-ביזנס הגדיל דרמטית את מספר העסקאות (טרנזקציות) שעובדו על ידי התוכנה של המחשבים המרכזיים כמו גם את גודל מסדי הנתונים וביצועיהם.
נכון לסוף 2004 גדלו הרווחים של IBM ממכירת מחשבים מרכזיים, למרות הוזלת מחירים, הודות לעלות בעלות כוללת משופרת.
במהלך 2005 הופיעו בעיתונות כמה כתבות שפרטו מקרים של אובדן מידע אישי רגיש כתוצאה מטיפול רשלני במידע.
בדוגמה אחת, "קארדסיסטמס" (CardSystems), חברה אמריקאית המטפלת בסליקה של כרטיסי אשראי, גילתה כי אלפים (אם לא מיליונים, המספר המדויק נשאר חסוי) של רשומות של לקוחות כרטיסי האשראי שבהם טיפלה נפלו לידיהם של האקרים, הודות לתולעת מחשב שהותקנה על אחד משרתי הארגון שפעל תחת מערכת ההפעלה "חלונות" של מיקרוסופט.
הנזק כתוצאה מהפריצה למחשבי קארדסיסטמס מוערך ב-2.75 מיליארד דולר, אם כי קשה לאשש את הסכום המדויק.
בדוגמה נוספת בשנת 2004 כשלה מערכת ציוות אנשי צוות האוויר של חברת קומאייר (Comair) שהותקנה על שרת שלא היה מחשב מרכזי, דווקא בעונת הנסיעות הבוערת של חג המולד.
עקב כך פיטר הדירקטוריון של קומאייר את המנכ"ל.
מוסדות פיננסיים מעולם לא חוו במחשבים המרכזיים כישלונות כאלו, הנובעים מבעיות של אבטחת מידע.
ארגונים רבים מבצעים הערכה מחדש של כלל נוהלי הטיפול במידע, כשלעיתים קרובות הם מתמקדים בריכוז מחדש של מערכות המחשוב על מערכות מאובטחות.
אף על פי שיש שהספידו את המחשב המרכזי בעבר, הרי שגם היום מחשבים מרכזיים ( בשליטה כמעט מוחלטת של חברת יבמ) ממשיכים לארח את יישומי הליבה של חלק גדול מהארגונים הגדולים בעולם, הנקראים Fortune 1000, להחזיק את הנתונים והמידע הקריטי, ולהריץ מיליוני תנועות (טרנזקציות) במערכות מורשת וביישומים מודרניים.
מחירם של מחשבים מרכזיים עדיין גבוה בהרבה ממחיר שרתי אינטל או מחשבי ביניים, אך המדידה הנכונה הנדרשת היא בעלות כוללת, או TCO, הכוללת את כמות השרתים הנדרשת להחליף מחשב מרכזי אחד, כמות כוח האדם, התחזוקה תוכנות קישוריות ואבטחת מידע ופרמטרים רבים נוספים.
בשל מחירם הראשוני הגבוה קיים גם שוק פעיל במחשבים מרכזיים משומשים.
שוק המחשבים המרכזיים מפגין מאפיינים כלכליים המוכרים למשקיפים של שווקים אחרים כדוגמת שוק המוליכים למחצה וחברות התעופה הגדולות.
בכל השווקים הללו קיים יתרון לגודל משמעותי והם דורשים השקעות הון גדולות על מנת להתחרות, וכתוצאה מכך נותרים בשוק מספר מועט של מתחרים גדולים.
ועם זאת שווקים אלו הם תחרותיים ביותר משום שמובילות טכנולוגית עלולה להיות זמנית ומשום ששווקים אלו רגישים בצורה שאינה פרופורציונית לשינויים בביקוש המקרו-כלכלי.
עסקים ומוסדות ממשלתיים נוטים להשהות או לעכב השקעות הון, כדוגמת רכישת מחשבים מרכזיים, בתקופות מיתון כלכלי.
נכון לתחילת 2006 שולטים המחשבים המרכזיים של חברת יבמ בשוק עם כ-90% מנפח השוק.
החברה החלה לספק את המחשב המרכזי החזק ביותר בשוק, דגם 109 מסדרת z9, בסוף 2005 והוציאה על פיתוחו סכום ענק של 1.2 מיליארד דולר.
למרות עוצמת המחשבים המרכזיים של IBM, היא אינה הספק היחיד בשוק.
יוניסיס עדיין מייצרת את המחשבים המרכזיים מסדרת ClearPath המבוססים על קו המוצרים הקודם של החברות Sperry ו-Burroughs.
קו המוצרים הנוכחי של חברת פוג'יטסו משווק בשם ES7000 של חברת יוניסיס, בעוד שקו המוצרים מבוסס טכנולוגיית ה-31 ביט של חברת Amdahl הולך ונמוג במהירות.
על מנת לחלק ביניהן את העלויות פיתחה היטאצ'י במשותף עם IBM את סדרת המחשבים המבוססים על טכנולוגיה של 64 ביט, z800, מחשבים שמחירם כיום נמוך יחסית (פחות מ-40,000 דולר נכון לתחילת 2006).
HP ממשיכה למכור את סדרת המחשבים הייחודית שלה (NonStop) אותה רכשה מחברת Tandem.
מחשבים מרכזיים מסדרת DPS של חברת Bull הצרפתית עדיין מצויים בשוק האירופי.
בתכנון מחשביהם מסתמכות יוניסיס ו-HP יותר ויותר על מעבדי אינטל הנפוצים במקום על מעבדים המתוכננים ונבנים במיוחד, על מנת לצמצם את עלויות הפיתוח, ואסטרטגיה זו אמורה לעזור להן להגדיל את חלקן בשוק.
בניגוד להן, מוציאה חברת יבמ מיליארדים על פיתוח טכנולוגיות חדשות מתוצרתה, ועד כה אסטרטגיה השקעה זו מניבה החזרים כספיים ניכרים הודות לעניין שמביעים הלקוחות במוצרים.
אסטרטגיה זו גורמת גם לבידול של מוצרי IBM, בייחוד בקשר להתאמת החומרה במטרה לשפר את הביצועים של תוכנה מסוימת (כדוגמת לינוקס, יישומי Java ובסיס הנתונים DB2).
מחשבים מרכזיים מתאפיינים בעוצמה גבוהה, ולכן ההבחנה ביניהם ובין מחשבי-על אינה פשטנית, אך כללית ניתן לומר שמחשבי-על מתמקדים בפתרון בעיות המוגבלות במהירות החישוב של המחשב בעוד שמחשבים מרכזיים מתמקדים בפתרון בעיות המוגבלות בקצב פעולות הקריאה/כתיבה ואמינות .
מחשבים מרכזיים מודרניים אינם מוגדרים על פי ביצועי המחשב אלא בעיקר על פי תכונות אחרות, כמו תכנון הנדסי פנימי ברמה גבוהה, אמינות גבוהה, אבטחת מידע קפדנית, ו"תמיכה לאחור" בתוכנה (היכולת לתמוך בהפעלת תוכנה ישנה בסדרות מחשבים חדשות).
מחשבים אלה מסוגלים לפעול (ואף פועלים למעשה) בהצלחה במשך שנים ללא כל הפסקה כשתיקונים ושדרוגים מבוצעים כאשר המחשב ממשיך לפעול.
ספקי מחשבים מרכזיים מציעים שירותים כדוגמת יתירות מחוץ לאתר, שבמסגרתה כאשר המחשב בכל זאת מתקלקל, הספק מציע את האפשרות להריץ את היישומים של לקוחותיו במחשביו הוא (לעיתים קרובות מבלי שהמשתמשים מרגישים בשינוי) בעוד שהתיקונים על המחשב שהתקלקל נמשכים.
חוסנן ומהימנותן של מערכות מחשב אלו הן בין הסיבות לאורך החיים הממושך של סוג זה של מחשבים, שכן משתמשים בהם ביישומים שבהם השבתה עלולה להיות קריטית לארגון.
המונח RAS (ראשי תיבות מאנגלית, אמינות (Reliability), זמינות (Availability) ושמישות (Serviceability), נוצר על ידי אנשי השיווק של IBM, כדי לציין חוסן זה.