Wat is frequentie schaling?
Het 'brein' van een computer is de centrale verwerkingseenheid (CPU). Bij normaal gebruik verwerkt de CPU alle bewerkingen voor de computer, waardoor programma's kunnen worden uitgevoerd en het besturingssysteem kan functioneren. CPU's variëren in snelheid en efficiëntie. De primaire bepalende factor voor de prestaties van de CPU van een computer is de kloksnelheid van de CPU-eenheid, die het aantal elementaire rekenkundige bewerkingen meet - optellen, aftrekken, vermenigvuldigen of delen - het kan elke seconde uitvoeren. Frequentie schalen is de meest basale manier om meer prestaties van een processor te krijgen; door de klokfrequentie te verhogen, wat de snelheid is waarmee de CPU draait, zullen de prestaties van de computer ook toenemen.
Tot voor kort was frequentieschaling met de komst van multi-coreprocessors de meest elementaire manier om extra prestaties op te halen voor nieuwe processormodellen. Oudere processors liepen vroeger met een snelheid van minder dan 1,0 GHz. Nu werken processoren meestal met snelheden hoger dan 2,0 GHz, met enkele boven de 3,0 GHz. Op papier ziet een 3,0 GHz CPU er "sneller" uit dan een 2,0 GHz CPU, maar in de echte wereld worden de algehele prestaties van de computer bepaald door een verzameling van alle onderdelen. Met andere woorden, als zowel de 2.0GHz- als 3.0GHz-computers hetzelfde type geheugen, hetzelfde moederbord, enzovoort bevatten, kan de zwakste schakel in de keten de computer "bottlenecken", waardoor wordt voorkomen dat deze alle 3.0GHz optimaliseert.
Hoewel het lijkt alsof frequentieschalen geen plafond heeft, is dat niet het geval. Het verhogen van de kloksnelheid van een CPU verhoogt de warmteproductie in de eenheid; na verloop van tijd verslechtert deze extra warmte de schakelingen, waardoor de processor defect raakt of uitvalt. Dit legt een zeer reëel plafond op de maximale snelheid van commerciële processors, waardoor de snelheid wordt beperkt waarmee processors kunnen worden gebouwd.
Verbetering van de CPU-prestaties in afwezigheid van frequentieschaling vereist meer innovatieve oplossingen; CPU-fabrikanten kunnen niet langer eenvoudigweg "het volume hoger zetten" om meer prestaties te genereren. Om deze limieten te omzeilen, hebben CPU-fabrikanten multi-core CPU-oplossingen ontworpen. Door meer dan één CPU-kern op een chip te plaatsen, wordt de effectieve snelheid van de processor verdubbeld. In tegenstelling tot frequentieschaling, waarvan de prestaties over de hele linie gelijk zijn, ligt dit echter bij de softwareontwerpers. Tenzij softwareontwerpers specifiek een programma op maat maken om twee of meer CPU-kernen te gebruiken, gaat het extra voordeel verloren, waardoor frequentieschaling een van de puurste manieren is om de prestaties op een CPU-chip te verbeteren.