Vad är frekvensskalning?
En dators "hjärna" är dess centrala processorenhet (CPU). Vid vanlig drift bearbetar CPU alla funktioner för datorn, vilket gör att program kan köras och operativsystemet fungerar. CPU: er varierar i hastighet och effektivitet. Den primära bestämningen för prestanda för en dators CPU är klockhastigheten för CPU-enheten, som mäter antalet grundläggande aritmetiska operationer - tillägg, subtraktion, multiplikation eller division - den kan utföra varje sekund. Frekvensskalning är det mest grundläggande sättet att få mer prestanda från en processor; genom att öka klockfrekvensen, som är hastigheten som CPU: n kör, kommer datorns prestanda att öka.
Tills nyligen, med tillkomsten av flerkärniga processorer, var frekvensskalning det mest elementära sättet att få extra prestanda för nya processormodeller. Äldre processorer kördes med en hastighet under 1,0 GHz. Nu kör processorer vanligtvis med hastigheter större än 2,0 GHz, med en del över 3.0GHz-märket. På papper ser en 3.0GHz-CPU "snabbare" ut än en 2,0 GHz-CPU, men i den verkliga världen bestäms datorns totala prestanda av ett aggregat av alla dess delar. Med andra ord, om både 2.0GHz- och 3.0GHz-datorerna innehåller samma typ av minne, samma moderkort, och så vidare, kan den svagaste länken i kedjan "flaskhalsa" datorn och hindra den från att optimera alla 3.0GHz.
Även om det kan verka som om frekvensskalning inte har något tak, så är det inte fallet. Genom att öka klockhastigheten för en CPU ökar värmeproduktionen i enheten; över tid verkar denna extra värme för att förstöra kretsarna, vilket gör att processorn fungerar eller misslyckas. Detta lägger ett mycket verkligt tak på den maximala hastigheten för kommersiella processorer, vilket begränsar hastigheterna för vilka processorer kan byggas.
Att öka CPU-prestanda i frånvaro av frekvensskalning kräver mer innovativa lösningar; CPU-tillverkare kan inte längre bara "öka volymen" för att få mer prestanda. För att arbeta runt dessa gränser har CPU-tillverkare utformat flerkärniga CPU-lösningar. Genom att placera mer än en CPU-kärna på ett chip fördubblas processorns effektiva hastighet. Till skillnad från frekvensskalning, vars prestandaökningar gäller lika över hela linjen, placerar detta onus på datorprogramvarudesigners. Om inte programvarudesigners specifikt skräddarsyr ett program för att använda två eller flera CPU-kärnor går den extra fördelen förlorad, vilket gör frekvensskalning till ett av de renaste sätten att öka prestanda på ett CPU-chip.