真空管式コンピュータ
これにより、平均アクセス時間300マイクロ秒で、1000ワード(1ワードは12キャラクタ)のメモリが提供された。
ウィリアムス管は、世界初の真のランダムアクセス可能な記憶装置(ランダムアクセスメモリ)だった。ウィリアムス管は、陰極線管(CRT)上にドットのグリッドを表示し、各ドット上に静電気の電荷を発生させる。各ドットの位置の電荷は、ディスプレイのすぐ前にある薄い金属シートによって読み取られる。1946年にフレデリック・カーランド・ウィリアムスとトム・キルバーンがウィリアムス管の特許を申請した。ウィリアムス管は水銀遅延線よりもはるかに高速だったが、信頼性に問題があった。UNIVAC 1103は、それぞれ1024ビットの容量を持つ36個のウィリアムス管を使用し、全体で1024ワード(1ワードは36ビット)のランダムアクセスメモリを実現した。IBM 701のウィリアムス管メモリのアクセス時間は30マイクロ秒だった。
磁気ドラムメモリは、1932年にオーストリアのグスタフ・タウシェクによって発明された。磁気ドラムメモリは、強磁性の記録材料でコーティングされた、高速回転する大きな金属製のシリンダーで構成されていた。読み書きを行う一列の磁気ヘッドがドラムに付属していて、各ヘッドに対応してトラックが存在した。
非同期設計は高速に動作する可能性があったが、入力から安定した出力までの論理パスの伝搬時間が異なるため、論理の競合から保護するための回路が必要だった。同期システムではこの問題を回避できたが、クロック信号を分配するための回路が必要となった。直接結合型論理ステージは、部品値のドリフトや小さなリーク電流に対して多少敏感だった、動作が離散的であるため、ドリフトによる誤動作に対してはかなりの余裕があった。同期式の例としては、MITのWhirlwindがある。IASマシン(ILLIACなど)では、非同期の直接結合型論理ステージが使用されていた。
真空管式コンピュータは主に、スイッチングおよび増幅素子として三極管や五極管を使用した。特別に設計されたゲート用真空管は、類似した特性を持つ2つの制御グリッドを備えており、2入力ANDゲートを直接実装することができた。I/Oデバイスを駆動したり、ラッチや保持レジスタの設計を簡略化するためにサイラトロンが使用されることもあった。多くの場合、真空管式コンピュータは、AND・OR論理機能を実現するために固体素子ダイオードを多用し、ステージ間の信号を増幅したり、フリップフロップ、カウンタ、レジスタなどの要素を構築するためにのみ真空管を使用していた。固体素子ダイオードにより、マシン全体のサイズと消費電力が削減された。