Skalowanie częstotliwości
W architekturze komputerów skalowanie częstotliwości (znane również jako rampowanie częstotliwości ) to technika zwiększania częstotliwości procesora w celu zwiększenia wydajności systemu zawierającego dany procesor. Rampa częstotliwości była dominującą siłą we wzroście wydajności procesorów towarowych od połowy lat 80. do mniej więcej końca 2004 r.
Wpływ częstotliwości procesora na szybkość komputera można zobaczyć, patrząc na równanie czasu działania programu komputerowego:
gdzie instrukcje na program to wszystkie instrukcje wykonywane w danym programie, cykle na instrukcję to zależna od programu, zależna od architektury wartość średnia, a czas na cykl jest z definicji odwrotnością częstotliwości procesora. Zwiększenie częstotliwości skraca zatem czas pracy.
Jednak zużycie energii w chipie jest określone przez równanie
gdzie P to zużycie energii, C to pojemność przełączana na cykl zegara, V to napięcie , a F to częstotliwość procesora (liczba cykli na sekundę). Wzrost częstotliwości zwiększa w ten sposób ilość energii zużywanej przez procesor. Rosnące zużycie energii przez procesory doprowadziło ostatecznie do wycofania przez firmę Intel w maju 2004 r. procesorów Tejas i Jayhawk , co jest ogólnie cytowane jako koniec skalowania częstotliwości jako dominującego paradygmatu architektury komputerów.
Prawo Moore'a nadal obowiązywało, gdy skończyło się skalowanie częstotliwości. Pomimo problemów z zasilaniem gęstość tranzystorów nadal podwajała się co 18 do 24 miesięcy. Wraz z zakończeniem skalowania częstotliwości nowe tranzystory (które nie są już potrzebne do skalowania częstotliwości) są używane do dodawania dodatkowego sprzętu, takiego jak dodatkowe rdzenie, w celu ułatwienia obliczeń równoległych - technika, którą określa się mianem skalowania równoległego.
Koniec skalowania częstotliwości jako dominującej przyczyny wzrostu wydajności procesorów spowodował w całej branży przejście na przetwarzanie równoległe w postaci procesorów wielordzeniowych .