У вас в вопросе какое-то странное сочетание выражений "абсолютно новые технологии" и "тактовая частота процессора". Второе предполагает, что мы говорим о полупроводниковых процессорах, правильно? Т.е. ни о каких "принципиально новых" технологиях типа оптических компьютеров или, например, химических речь не идет так? Но для полупроводниковых процессоров рецепт давно известен…
Для начала надо понимать что именно мешает поднимать тактовую частоту полупроводниковых процессоров. Главный тормоз, как ни странно, это время исполнения критических стадий в инструкциях для процессора. Критические стадии - это части инструкций, которые уже нельзя поделить на более мелкие части и выполнение которых самое продолжительное по времени. Дело в том, что такие стадии должны выполняться за один такт процессора. Поэтому мы не можем просто поднять частоту, поскольку это уменьшит время такта, а значит сделает невозможным выполнение критических стадий. Т.е. чтобы поднять тактовую частоту, нам надо уменьшить время выполнения критической стадии. Это обычно делается либо засчет уменьшения структуры процессора (переход на технологии с более мелкими элементами), либо засчет улучшения архитектуры процессора, либо засчет повышения напряжения на процессоре.
Суть первого способа в том, что при уменьшении структуры процессора падают затраты времени на передачу сигналов от одного элемента к другому и есть некоторые другие эффекты, которые также приводят к сокращению времени обработки критической стадии, в результате чего можно поднимать тактовую частоту. Как мы знаем, уменьшение структуры идет постоянно, но это связано со все большими технологическими проблемами, а также с некоторыми физическими пределами. В данный момент технология производства процессоров постепенно переходит на литографические процессы с использованием источников света в области экстремального ультрафиолета (EUV). Микросхемы памяти уже производятся с применением этой технологии, но процессоры, насколько я знаю, пока еще нет. Это очень непростая технология, с использованием в ней ряда новых методов на уровне новых физических принципов. Эта технология долгое время была в разработке (и продолжает улучшаться до сих пор), в основном из-за сложности производства источников света для нее и проблем с точными измерениями поверхностей оптических элементов (для этой технологии измерения поверхностей проводятся с точностью до величины размеров атомов и даже лучше, речь идет о величинах порядка 10 пикометров). Основной проблемой в настоящий момент является достаточно низкая производительность литографического оборудования и, соответственно, низкая эффективность для производителей. Для решения этой проблемы требуется увеличить мощность источников EUV света, используемых в данной технологии. Этим занимаются и очень серьезно, но есть существенные физические и инженерные сложности. Альтернативой являются технологические процессы с использованием литографии с меньшим разрешением многократно со смещением, что позволяет достигать в результате большего разрешения. Этот метод также широко применяется, но он очень дорогой в сравнении с первым из-за многократного использования технологических процессов, а также из-за более высокого процента брака, вероятность которого возрастает с каждым следующим процессом. Есть еще экзотические (по крайней мере пока что) наработки типа рисования электронным лучом, штамповки или, например, применения технологии т.н. самосборки… Но все эти темы также имеют сложности и существенные ограничения. Хотя метод самосборки, возможно, будет применяться в будущих системах, но также в комбинации с обычной оптической литографией… В общем, тут все прогрессирует, но требует значительных усилий по развитию технологии и, главное, времени на разработку нового оборудования. Что-то принципиально новое здесь предложить сложно. Изобретений и открытий по этой теме и так выше крыши.
Второй способ увеличения тактовой частоты процессора, т.е. улучшение архитектуры, может привести к возможности разбивать критические стадии инструкций на более мелкие и, тем самым уменьшать необходимое время такта, т.е. увеличивать частоту. Само собой разработкой новых улучшенных архитектур процессоров тоже постоянно занимаются. Но это тоже очень непростая задача.
Наконец, третий способ, т.е. повышение напряжения на процессоре, позволяет учеличить токи между элементами и соответственно сократить время на приобретение ими необходимого для работы заряда. Тем самым можно сократить время критической стадии инструкций процессора, а значит поднять тактовую частоту. Это теоретически можно делать и делают на практике те, кто разгоняет свои процессоры. Проблема здесь только в том, что в результате этого метода очень сильно растет нагрев процессора. Не просто сильно, а… В общем, выделямая тепловая мощность зависит от куба напряжения на процессоре, а тактовая частота процессора растет линейно с увеличением напряжения… Вот и получается, что при применении этого способа, во-первых, нужны очень мощные системы охлаждения процессора, а, во-вторых, потребляется огромная мощность, которая, в основном, уходит просто в тепло… Неэффективно как-то.
На самом деле, все эти три подхода, также как и их комбинации применяются на практике и постоянно развиваются. Что-то принципиально новое здесь придумать очень сложно.
Думаю, что решение поставленного вами вопроса, лежит в применении технологий производства вычислительной техники, отличных от полупроводниковых. Однако там, тактовая частота может не являться таким определяющим параметром для производительности как для полупроводниковой техники. Речь идет об оптических процессорах, химических, квантовых и т.д. Впрочем, не исключена комбинация этих технологий… Например, квантовые полупроводниковые процессоры уже существуют, а, комбинация полупроводниковых элементов с оптическими вполне вероятна…