Hva er frekvensskala?
En datamaskes "hjerne" er dens sentrale prosesseringsenhet (CPU). I vanlig drift behandler CPU all operasjon for datamaskinen, slik at programmer kan kjøres og operativsystemet skal fungere. CPU-er varierer i hastighet og effektivitet. Den viktigste determinanten for ytelsen til datamaskinens CPU er klokkehastigheten til CPU-enheten, som måler antall grunnleggende aritmetiske operasjoner - tillegg, subtraksjon, multiplikasjon eller deling - den kan utføre hvert sekund. Frekvensskalering er den mest grunnleggende måten å få mer ytelse fra en prosessor; ved å øke klokkefrekvensen, som er hastigheten som CPU kjører, vil datamaskinens ytelse også øke.
Inntil nylig, med ankomsten av flerkjerneprosessorer, var frekvensskalering den mest elementære måten å skaffe seg ekstra ytelse for nye prosessormodeller. Eldre prosessorer pleide å kjøre med en hastighet under 1,0 GHz. Nå kjører prosessorer ofte i hastigheter som er større enn 2,0 GHz, med noen på topp 3,0 GHz-merket. På papiret ser en 3,0 GHz CPU raskere ut enn en 2,0 GHz CPU, men i den virkelige verden bestemmes datamaskinens samlede ytelse av et aggregat av alle delene. Med andre ord, hvis både 2.0GHz- og 3.0GHz-datamaskinene inneholder samme type minne, samme hovedkort, og så videre, kan den svakeste lenken i kjeden "flaskehalsen" datamaskinen, og forhindre at den optimaliserer alle 3.0GHz.
Selv om det kan virke som om frekvensskalering ikke har noe tak, er det ikke tilfelle. Å øke klokkehastigheten til en CPU øker varmeproduksjonen i enheten; over tid virker denne ekstra varmen for å ødelegge kretsløpet, noe som får prosessoren til å fungere eller mislykkes. Dette legger et veldig reelt tak på maksimal hastighet for kommersielle prosessorer, og begrenser hastighetene som prosessorer kan bygges på.
Å øke CPU-ytelsen i fravær av frekvensskalering krever mer innovative løsninger; CPU-produsenter kan ikke lenger bare "skru opp volumet" for å få mer ytelse. For å omgå disse grensene, har CPU-produsenter designet flerkjernede CPU-løsninger. Ved å plassere mer enn en CPU-kjerne på en brikke, blir prosessorens effektive hastighet doblet. I motsetning til frekvensskalering, hvis ytelsesforhøyelser gjelder like over hele linjen, plasserer dette imidlertid plikten til designere av datamaskinprogramvare. Med mindre programvareutviklere spesifikt skreddersyr et program for å bruke to eller flere CPU-kjerner, går den ekstra fordelen tapt, noe som gjør frekvensskalering til en av de reneste måtene å øke ytelsen på en CPU-brikke.