Qu'est-ce que l'échelle de fréquence?
Le "cerveau" d'un ordinateur est son unité centrale (CPU). En fonctionnement normal, la CPU traite toutes les opérations de l'ordinateur, permettant ainsi aux programmes de s'exécuter et au système d'exploitation de fonctionner. Les processeurs varient en vitesse et en efficacité. Le facteur déterminant pour les performances de la CPU d'un ordinateur est la vitesse d'horloge de cette dernière, qui mesure le nombre d'opérations arithmétiques de base (addition, soustraction, multiplication ou division) qu'elle peut effectuer chaque seconde. La mise à l'échelle des fréquences est le moyen le plus simple d'accroître les performances d'un processeur. en augmentant la fréquence d'horloge, qui correspond à la vitesse à laquelle le processeur s'exécute, les performances de l'ordinateur augmentent également.
Jusqu'à récemment, avec l'avènement des processeurs multicœurs, la mise à l'échelle des fréquences était le moyen le plus élémentaire d'obtenir des performances supplémentaires pour les nouveaux modèles de processeurs. Les anciens processeurs fonctionnaient à une vitesse inférieure à 1,0 GHz. Désormais, les processeurs fonctionnent généralement à des vitesses supérieures à 2,0 GHz, certains dépassant même la barre des 3,0 GHz. Sur le papier, un processeur 3,0 GHz "semble" plus rapide qu'un processeur 2,0 GHz, mais dans le monde réel, les performances globales de l'ordinateur sont déterminées par l'ensemble de ses composants. En d’autres termes, si les ordinateurs 2.0GHz et 3.0GHz contiennent tous deux le même type de mémoire, la même carte mère, etc., le maillon le plus faible de la chaîne peut "embouteiller" l’ordinateur, l’empêchant d’optimiser la totalité de la fréquence 3,0GHz.
Bien que l’on puisse penser que l’échelle de fréquence n’a pas de plafond, ce n’est pas le cas. L'augmentation de la vitesse d'horloge d'un processeur augmente la production de chaleur dans l'unité; au fil du temps, cette chaleur supplémentaire dégrade le circuit et provoque un dysfonctionnement ou une défaillance du processeur. Cela limite réellement la vitesse maximale des processeurs commerciaux, limitant les vitesses auxquelles les processeurs peuvent être construits.
L'augmentation des performances du processeur en l'absence d'échelle de fréquence nécessite des solutions plus innovantes; Les fabricants de processeurs ne peuvent plus simplement "augmenter le volume" pour obtenir plus de performances. Pour contourner ces limites, les fabricants d'UC ont conçu des solutions d'UC multicœurs. En plaçant plus d'un cœur de processeur sur une puce, la vitesse effective du processeur est doublée. Toutefois, contrairement à l’échelle de fréquence, dont les améliorations de performances s’appliquent de manière uniforme, cette tâche incombe aux concepteurs de logiciels. À moins que les concepteurs de logiciels adaptent spécifiquement un programme pour utiliser deux cœurs de processeur ou plus, l'avantage supplémentaire est perdu, ce qui fait de la variation de fréquence l'un des moyens les plus purs d'accroître les performances sur une puce de processeur.