Computadores rodam por instruções, como receitas de bolo , que são captadas, interpretadas e executadas pelo processador. No início, ele só tinha um núcleo, o que significava que ele só podia executar uma instrução por vez. Isso atrasava bastante a máquina, então fabricantes começaram a adicionar mais núcleos para o processador, e agora instruções podem ser executadas ao mesmo tempo! Metaforicamente, ao invés de limpar a casa sozinho, duas pessoas podem trabalhar juntas (enquanto uma varre a sala, outra pode lavar a louça, por exemplo).

  Desse modo, para gamers, fotógrafos, ou pessoas que precisam de um computador poderoso, é muito importante que o  processador seja rápido e potente.

Com isso, em casos mais graves, dados e informações pessoais de usuários podem ficar acessíveis.

Acadêmicos e especialistas do Project Zero do Google foram os responsáveis pela descoberta dos problemas que receberam os nomes de Meltdown e Spectre. As descobertas foram divulgadas para fabricantes e desenvolvedores de sistemas operacionais ainda em junho e julho de 2017. De lá para cá, um intenso período de desenvolvimento de soluções concentrou os esforços da indústria de semicondutores e de software. As atualizações estavam previstas para chegar em breve, bem como a divulgação da descoberta. No entanto, a divulgação do problema na imprensa acabou frustrando o plano.

As primeiras informações sobre falha, batizada de Meltdown, afirmam que apenas unidades da Intel da última década são afetadas, deixando de lado os produtos da AMD. Na última quarta (4), a Intel se defendeu das acusações de que somente seus produtos apresentam problemas. Segundo a fabricante, a exploração da brecha não teria a capacidade de corromper ou apagar dados. Além disso, a Intel sugere que outros fabricantes de processadores também apresentam produtos com os mesmos erros.

Embora a marca não tenha apontado o dedo para ninguém, há informações de que sistemas que usam processadores ARM terão de ser atualizados para corrigir a vulnerabilidade. Já a AMD se defendeu em comunicado oficial e não acredita que seus produtos estejam em risco.

Resumidamente, a brecha permite que um software malicioso peça ao processador da Intel para acessar dados protegidos da memória. Dessa forma, uma pessoa mal-intencionada poderia explorar essa via para visualizar blocos de informação e interceptar dados pessoais, como arquivos, dados bancários e até senhas.

O Meltdown atinge todos os processadores da Intel fabricados de 1995 em diante (com exceção dos Itanium). Produtos da AMD não são atingidos por essa vulnerabilidade em virtude de especificidades de design. Mais grave que a Spectre, a Meltdown foi classificada como uma ruptura "do isolamento mais fundamental que existe entre sistema operacional e aplicações", segundo o Google Project Zero.

Se forem pequenos demais, não poderão funcionar adequadamente. Os elétrons começariam a pular e a chegar a lugares onde não deveriam.

Por outro lado, se são colocados muitos elétrons para que o computador funcione mais rápido, há o risco de que o chip queime.

Os fabricantes de chips estão há muitos anos cientes destas dificuldades à vista. Tanto que tornou-se tão difícil e caro acompanhar o ritmo da Lei de Moore, que muitas empresas do ramo jogaram a toalha.

Isso não significa, no entanto, que a batalha esteja perdida.

Segue algumas inovações: 

A via quântica
Em vez de usar bits (na computação tradicional, trata-se da unidade que alterna "um" e "zero" em sequências longas), a tecnologia quântica trabalha com blocos chamados qubits, ou bits quânticos. Eles usam as propriedades quase mágicas das partículas subatômicas.

Elétrons ou fótons, por exemplo, podem estar em dois estados ao mesmo tempo - um fenômeno chamado superposição. Como resultado, um computador de qubit pode fazer cálculos muito mais rapidamente que um computador convencional.

Seria como se uma pessoa fosse capaz de percorrer cada um dos vários caminhos de um labirinto muito complexo ao mesmo tempo, como alguns cientistas preferem exemplificar a computação quântica.

Os qubits também podem influenciar uns aos outros, mesmo quando não estão fisicamente conectados, um processo chamado "entrelaçamento". Em termos computacionais, isso lhes dá a capacidade de fazer saltos lógicos que os computadores convencionais jamais conseguiriam.

Os processadores de grafeno
Materiais exóticos com potencial para serem usados na eletrônica têm sido progressivamente descobertos.

Um deles é o grafeno, composto por moléculas de carbono e 40 vezes mais resistente que o diamante. Este material é um forte candidato para substituir os chips de silício, porque é ótimo como condutor de eletricidade.

As universidades americanas já fizeram experimentos em que transistores de grafeno trabalharam mil vezes mais rápido que os transistores de silício usados hoje.

Tendo menos resistência elétrica, a velocidade dos processadores de grafeno pode ser aumentada na casa dos milhares e, mesmo assim, usar menos energia do que a tecnologia convencional.

O memristor
Trata-se de um componente eletrônico hipotético concebido por Leon Chua, um teórico dos circuitos, no início dos anos 70.

A lógica da proposta? Esse componente gravaria o fluxo de corrente elétrica que circulou, e a resistência se adaptaria a essa memória.

Se organizados da maneira correta, os memristors poderiam substituir os transistores.

E como mais memristors podem ser inseridos em um chip do que os transistores, o computador trabalharia mais rápido e teria mais capacidade de armazenamento com eles.

Os chips vivos
Muitos estão trabalhando na construção de computadores inspirados no funcionamento do cérebro.

O projeto Cérebro Humano, por exemplo, é financiado pela União Europeia e dedica-se à pesquisa de novos algoritmos que podem replicar o funcionamento do cérebro.

Mas há alguns que vão ainda mais longe.

É o caso da Koniku, a primeira empresa dedicada ao desenvolvimento de dispositivos eletrônicos usando neurônios de verdade.

Como? Eles modificam o DNA dos neurônios para que tenham certas peculiaridades e que se mantenham vivos por dois anos em um chip.

O objetivo da empresa é criar verdadeiros processadores biológicos que combinariam o poder matemático das máquinas às poderosas capacidades cognitivas do cérebro humano. Na prática, processadores do tipo poderiam ser usados por exemplo para detectar o cheiro de drogas ou explosivos.