Durante los últimos años, la industria ha tratado por todos los medios de encontrar un alternativa al tradicional cableado de aluminio y el aislamiento de dióxido de silicio. La solución ha llegado con el cobre, que permite una reducción de la resistencia hasta en un 45 por ciento, lo que deriva en una mejora del rendimiento muy considerable, así como de la densidad y la fiabilidad. En este tránsito hacia los procesadores de cobre, la creciente necesidad de dispositivos más potentes, con menor consumo de energía y menor generación de calor, así como una incremento de la velocidad, han jugado un papel crucial como impulsadores del proceso. Sin embargo, con el cobre no todo son ventajas, puesto que éste, dentro de los circuitos de silicio, puede provocar disfuncionalidades en algunos dispositivos si no se encuentra lo suficientemente aislado. En este sentido, IBM -una de las compañías que mejor tecnología de procesador posee-, ha desarrollado la tecnología SOI (Silicon On Insultator), esto es, la colocación de una segunda capa de óxido de silicio o cristal sobre la capa de silicio que sostiene los transistores, para aumentar el aislamiento. Según cifras de diversos expertos, esta tecnología puede optimizar el rendimiento hasta en un 35 por ciento, pudiendo dar lugar a que un microprocesador diseñado para operar a 400 MHz consiga alcanzar los 500 MHz. En cuanto al consumo de energía, SOI permite reducirlo hasta en dos terceras partes, lo que se traduce en una aumento del período de vida de las baterías de equipos portátiles. IBM también es artífice de IPCMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) que distribuye la frecuencia de reloj a través de toda la circuitería, multiplicando notablemente la velocidad de proceso.
Los entornos de 64-bit prometen ser el futuro más inmediato en el mundo de los procesadores y, sobre todo, en los equipos de gama alta. Así, la arquitectura EPIC (Explicity Parallel Instruction Computing) es uno de los trampolines que impulsarán el advenimiento de este tipo de chips. EPIC toma lo mejor de sus predecesoras, RISC (Reduced Instruction Set Computing) y CISC (Complex Instruction Set Computing). Mientras que CISC utiliza un complejo de instrucciones que con frecuencia precisan diferentes ciclos de reloj internos, RISC emplea un reducido conjunto de instrucciones para que cada una de ellas pueda ser ejecutada en un ciclo o, incluso, menos. No obstante, estas dos tecnologías presentan elementos comunes, como sus cinco capas de metal, procesamiento especulativo (también denominado predictivo), un gran número de registros y un bus de memoria caché independiente. En este entorno de ejecución de instrucciones, la reciente tecnología Pipeline permite que el procesador ejecute la próxima instrucción del programa antes de que se haya completado totalmente la anterior.
Por otro lado, el objetivo de la arquitectura EPIC es mejorar el nivel de paralelismo de instrucciones a través de un compilador que transmite al procesador qué instrucciones pueden ser ejecutadas en paralelo y cuáles dependen de otras. Con esta arquitectura, la determinación del paralelismo recae directamente en el compilador, que es quien ordena al procesador.
Otra tecnología es SOC (System On a Chip), muy útil en el diseño de los dispositivos para equipos móviles o de consumo. El objetivo es la integración de memorias, procesadores, sistema operativos y aplicaciones de software, entre otros, de tal modo que el resultado sea la creación de un diseño unificado de sistema sobre procesador con capacidad de verificación. Esto quiere decir que áreas tan dispares como el hardware y el software convergerían en un único entorno, lo que permitiría que en lugar de inventar una nueva plataforma de implementación para cada uno de los sistemas, los diseñadores podrían aprovechar plataformas predefinidas disponibles en el mercado. La tecnología de Transmeta, Code Morphing viene a ser una capa intermedia de software denominado programa de emulación que permite traducir instrucciones de Intel a las del chip Crusoe.
El problema de la reducción de las dimensiones de un procesador es que se está llevando a cabo sin renunciar a la incorporación de un mayor número de transistores, con lo que la distancia entre ellos cada vez ha de ser menor. Tradicionalmente, la distancia entre los componentes del microprocesador era de 0,25 micras, pero ya existen desarrollos con 0,18 y 0,15 micras, teniendo en el punto de mira las 0,13 micras (aunque los procesadores Cu-11 de IBM se fabrican a medida, con 0,11 micras y hasta 40 millones de circuitos).
Sin embargo, al estar tan próximos los componentes se producen interferencias entre ellos. Con el fin de solucionar este problema ha surgido la tecnología low-K dialectric, cuya técnica de fabricación es de IBM, y que permite una reducción de estas interferencias. Paralelamente, otro obstáculo a salvar es la generación de calor por parte de los procesadores, que se ha convertido en otro de los fantasmas de los fabricantes de chips. El primer paso para reducir el aumento de temperatura es conseguir reducir el voltaje al que corre el procesador, lo que choca frontalmente con la tendencia a integrar cada vez mayor número de transistores (Intel ha desarrollado la tecnología SpeedStep que facilita la conmutación dinámica de la frecuencia de reloj y del voltaje, en función de si el equipo está conectado a la red alterna o con baterías). En ese sentido, una compañía conocida en círculos no masivos y que responde por el nombre de KryoTech, ha desarrollado un proceso de refrigeración por vapor, esto es, el mismo sistema que utiliza un frigorífico doméstico convencional. En un sistema que emplee este tipo de refrigeración, la disminución de la temperatura se produce mediante un líquido que pasa a estado gaseoso, aplaca la acumulación de calor y regresa a un compresor, en el que vuelve a un estado semilíquido. Además, esta técnica puede aumentar la velocidad del procesador hasta en un 35 por ciento, ya que consigue alcanzar una temperatura de -40 grados centígrados, lo que permite que los electrones dentro del semiconductor puedan moverse más rápidamente.
