Frekvencijsko skaliranje

U arhihekturi računara, frekvencijsko skaliranje (poznato je i kao frekvencijsko pojačavanje) je tehnika pojačavanja frekvencije procesora kako bi se ostvarilo poboljšanje performansi. Frekvencijsko pojačavanje je bilo dominantna snaga u povećavanju performansi procesora od sredine 1980-ih do otprilike kraja 2004. godine.

Efekat frekvencije procesora na brzinu računara može se videti posmatrajući jednačine za računarski program u toku izvršavanja:

$\mathrm {Runtime} ={\frac {\mathrm {Instructions} }{\mathrm {Program} }}\times {\frac {\mathrm {Cycles} }{\mathrm {Instruction} }}\times {\frac {\mathrm {Time} }{\mathrm {Cycle} }}$

gde su instrukcije po programu ukupne izvršene instrukcije u datom programu, ciklusi po instrukciji su programski-zavisni, zavisnost arhitekture je prosečna vrednost, a sekunde po ciklusima su po definiciji suprotne frekvencije. Povećanje u frekvencije smanjuje vreme izvršavanja ((engl. runtime)).

Kako god, potrošnja energije u čipu je data jednačinom:

$P=C\times V^{2}\times F$

gde je P snaga, C je električni kapacitet koji se uključi po ciklusu takta, V je napon, i F je frekvencija procesora (ciklus po sekundi). Povećanjem frekvencije se povećava količina energije koja se koristi u procesoru. Povećanje potrošnje energije procesora na kraju dovodi do otkazivanja Intelovih Tejas and Jayhawk procesora (maja 2004. godine), što se obično navodi kao kraj frekvencijskog skaliranja kao dominantne paradigme arhitekture računara.

Murov zakon, uprkos predviđanjima njegove propasti, i dalje je na snazi. Uprkos problemima napajanja, tranzistor gustine se i dalje udvostručuje na svakih 18-24 meseca. Sa završetkom frekvencijskog skaliranja, ovi novi tranzistori (koji više nisu potrebni da bi se olakšalo frekvencijsko skaliranje) mogu da se koriste za dodavanje dodatnog hardvera, poput dodatnih jezgara, da bi se olakšala paralelna obrada - tehnika koja se naziva paralelno skaliranje.

Kraj frekvencijskog skaliranja kao dominantnog uzroka poboljšanja brzine procesora je uzrokovalo da industrije širom sveta pređu na paralelne računarske sisteme u obliku višejezgarnih procesora.