Tendo os pontos supramencionados em vista podemos afirmar que a compra de um processador específico é muito mais complexa do que a compra de um computador já montado e pronto para uso. Consequentemente o estudo aprofundado do processador é inerente à busca pelo seu hardware ideal.

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.

3. 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.

4. 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.

O processador de segurança Microsof Pluton foi desenvolvido tendo em vista invasões hackers em sistemas TPM, no qual o canal de comunicação entre CPU e TPM fica vulnerável em ataques sofisticados,

Microsoft, AMD, Intel e Qualcomm anunciaram parceria para desenvolvimento e uso da arquitetura de processadores Pluton. Essa arquitetura coloca a área de processamento de dados seguros (como chaves de criptografia) dentro do processador. Nos sistemas anteriores, esse recurso ficava embutido na CPU, em um módulo separado chamado TPM. A nova arquitetura de processadores estará disponível para as próximas gerações de computadores que usem Windows, mas as empresas não informaram datas.

A segurança dentro do próprio núcleo vinha sendo usada no Xbox One e no Azure Sphere. Foi criada porque invasores começaram a inovar nos ataques, mirando o canal de comunicação entre a CPU e o TPM, que geralmente é uma interface de barramento. Por meio dela, hackers conseguem roubar ou alterar as informações em trânsito com um ataque físico.

Assim, o processador Pluton visa melhorar a capacidade de proteção do sistema contra ataques físicos, evitar o roubo de credenciais e chaves de criptografia e fornecer a capacidade de se recuperar de bugs de software, além de dificultar que atacantes se escondam no sistema operacional por eliminar esse canal de comunicação entre o TPM e o processador.

Os computadores Windows que usarem a arquitetura Pluton emularão primeiro um TPM que funcione com as especificações e APIs de TPM existentes. Isso permitirá que os clientes tenham acesso imediato a arquitetura Pluton  em recursos do Windows que dependem de TPMs, como o BitLocker e o System Guard. A partir da tecnologia SHACK (Secure Hardware Cryptography Key), o sistema não permite que as chaves sejam expostas fora do hardware protegido, mesmo para o próprio firmware do Pluton.

Por fim, o Pluton manterá o firmware do sistema atualizado em todo o ecossistema do computador. O que significa que clientes não vão receber a atualização do firmware de diferentes fontes. O Pluton para computadores Windows será integrado ao processo do Windows Update da mesma forma que o Serviço de Segurança do Azure Sphere se conecta a dispositivos IoT.

A DRAM é a mais veloz das duas e, como seu nome sugere, é o tipo utilizado como RAM de computadores e smartphones, sendo acessada constantemente para que CPU, GPU e outros componentes tenham acesso aos dados que precisam para realizar cálculos, característica pela qual traz "acesso randômico" no nome. Além disso, por precisarem ser atualizadas constantemente, a cada ciclo de funcionamento, são chamadas de dinâmicas.

Apesar da velocidade, o que seria benéfico também para armazenamento, as DRAM só conseguem manter as informações enquanto estiverem recebendo eletricidade — assim que o computador é desligado, todos os dados registrados são perdidos, inviabilizando dessa forma sua aplicação em armazenamento. Também por esse motivo, são identificadas como memórias voláteis.

As memórias Flash seguem o caminho oposto, ao conseguirem manter os dados mesmo quando não estão recebendo eletricidade, sendo ideais para o armazenamento de dados importantes e que precisam ficar registrados por períodos indeterminados, e portanto conhecidas como não-voláteis. Em contrapartida, essas memórias são significativamente mais lentas que as DRAM, por mais que já consigam alcançar taxas consideráveis de transmissão atualmente.

Intel Optane foi tentativa de união mais popular.

Em parceria com a Micron, a Intel anunciou em 2015 a marca Optane, que utilizaria um novo tipo de memória, a 3D XPoint, para unir os benefícios da DRAM e das memórias Flash. Além de latências baixíssimas, a 3D XPoint, cujo nome vem da estrutura agrupada em múltiplas camadas de linhas, teve como principais destaques a não volatilidade e o método pelo qual os dados eram armazenados.

Em vez de exigir o registro de blocos de dados, caso da Flash, essas memórias possibilitavam o armazenamento de bytes, ao substituir o processo de registro de carga ou capacitância pela resistência elétrica, que define então o valor do bit armazenado. A linha Intel Optane era oferecida nos formatos DIMM, que atuavam como um híbrido de RAM e armazenamento, sendo compatíveis com slots DDR4 apesar de exigir suporte do chipset e da CPU, bem como em SSDs.