大型计算机通常分成5种实际物理机模型:并行向量处理机(PVP)、对称多处理机(SMP)、大规模并行处理机(MPP)、工作站机群(COW,Cluster Of Workstation, 或简称Cluster)及分布共享存储器(DSM)多处理机。PVP系统含有为数不多、功能强大的定制向量处理器(VP),定制的高带宽纵横交叉开关及高速的数据访问。但是这种系统通常不使用高速缓存,而是使用大量向量寄存器及指令缓存,使得该系统对程序编制的要求较高。只有那些充分考虑了向量处理特点的程序才能在该系统上获得较好的性能。另外,由于价格昂贵、难于管理等原因,这种类型计算机的应用主要集中在一些大型国家关键部门。MPP的计算机由于价格偏贵、灵活性不好等原因,也没有得到较好的推广。在国内高性能计算的市场上,现在常见的机型大部分属于SMP、DSM和Cluster。