В компьютерной архитектуре масштабирование частоты (также известное как линейное изменение частоты ) — это метод увеличения частоты процессора с целью повышения производительности системы, содержащей рассматриваемый процессор. Увеличение частоты было доминирующим фактором повышения производительности обычных процессоров с середины 1980-х годов примерно до конца 2004 года.
Влияние частоты процессора на скорость компьютера можно увидеть, взглянув на уравнение времени выполнения компьютерной программы:
где количество инструкций на программу — это общее количество инструкций, выполняемых в данной программе, количество циклов на инструкцию — это среднее значение, зависящее от программы и архитектуры, а время на цикл по определению является обратной частотой процессора. [1] Таким образом, увеличение частоты уменьшает время работы.
Однако энергопотребление чипа определяется уравнением
где P — потребляемая мощность, C — емкость , переключаемая за такт, V — напряжение , а F — частота процессора (циклов в секунду). [2] Увеличение частоты увеличивает количество энергии, потребляемой процессором. Увеличение энергопотребления процессоров в конечном итоге привело к отказу Intel от процессоров Tejas и Jayhawk в мае 2004 года , что обычно называют концом масштабирования частоты как доминирующей парадигмы компьютерной архитектуры. [3]
Закон Мура [4] все еще действовал , когда масштабирование частоты закончилось. Несмотря на проблемы с питанием, плотность транзисторов по-прежнему удваивалась каждые 18–24 месяца. С прекращением масштабирования частоты новые транзисторы (которые больше не нужны для облегчения масштабирования частоты) используются для добавления дополнительного оборудования, такого как дополнительные ядра, для облегчения параллельных вычислений — метод, который называется параллельным масштабированием.
Прекращение масштабирования частоты как основной причины повышения производительности процессоров привело к повсеместному переходу к параллельным вычислениям в виде многоядерных процессоров .
