Vad är frekvensskalning?

En datorhjärna är dess centrala bearbetningsenhet (CPU).I vanlig operation bearbetar CPU alla operationer för datorn, vilket gör att program kan köras och operativsystemet kan fungera.CPU: er varierar i deras hastighet och effektivitet.Den primära determinanten för prestanda för en dator CPU är klockhastigheten för CPU -enheten, som mäter antalet grundläggande aritmetiska operationer mdash;tillägg, subtraktion, multiplikation eller division mdash;det kan utföra varje sekund.Frekvensskalning är det mest grundläggande sättet att få mer prestanda från en processor;Genom att öka klockfrekvensen, som är hastigheten med vilken CPU körs, kommer datorprestandan också att öka.

Fram till nyligen, med tillkomsten av multi-core-processorer, var frekvensskalning det mest elementära sättet att få ytterligare prestanda för nyaProcessormodeller.Äldre processorer brukade köra med en hastighet under 1,0 GHz.Nu körs processorer vanligtvis med hastigheter större än 2,0 GHz, med vissa som toppar 3,0 GHz -märket.På papper ser en 3,0 GHz 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 2,0 GHz- och 3.0 GHz -datorer innehåller samma typ av minne, samma moderkort, och så vidare, kan den svagaste länken i kedjan flaskhalsen, förhindra att den optimerar alla 3.0 GHz.Det kan verka som om frekvensskalning inte har något tak, det är inte fallet.Att öka klockhastigheten för en CPU ökar värmeproduktionen i enheten;Med tiden verkar denna extra värme försämra kretsarna, vilket får processorn att fungera eller misslyckas.Detta placerar ett mycket verkligt tak på den maximala hastigheten för kommersiella processorer och begränsar hastigheterna vid vilka processorer kan byggas.

Ökande CPU -prestanda i frånvaro av frekvensskalning kräver mer innovativa lösningar;CPU -tillverkare kan inte längre bara vända volymen för att få mer prestanda.För att arbeta runt dessa gränser har CPU-tillverkare utformat CPU-lösningar med flera kärnor.Genom att placera mer än en CPU -kärna på ett chip fördubblas processorns effektiva hastighet.Till skillnad från frekvensskalning, vars prestanda ökar gäller lika över hela linjen, placerar detta onus på datorprogramvarudesigners.Om inte mjukvarudesigners specifikt skräddarsyr ett program för att använda två eller flera CPU -kärnor, går den extra fördelen förlorade, vilket gör frekvensskalning till ett av de renaste sätten att öka prestandan på ett CPU -chip.