Масштабирование частоты

Для масштабирования электрических сетей см. Прототип фильтра § масштабирование частоты. Для метода энергосбережения см. Динамическое масштабирование частоты.

В компьютерной архитектуре, масштабирование частоты (также известное как частоты линейное изменение) является методом увеличения процессора частоты таким образом, чтобы повысить производительность системы, содержащей процессор в вопросе. Наращивание частоты было доминирующей силой в увеличении производительности обычных процессоров с середины 1980-х до примерно конца 2004 года.

Влияние частоты процессора на скорость компьютера можно увидеть, посмотрев на уравнение для времени выполнения компьютерной программы:

${\ displaystyle \ mathrm {Runtime} = {\ frac {\ mathrm {Instructions}} {\ mathrm {Program}}} \ times {\ frac {\ mathrm {Cycles}} {\ mathrm {Instruction}}} \ times { \ frac {\ mathrm {Время}} {\ mathrm {Цикл}}},}$

где количество инструкций на программу - это общее количество инструкций, выполняемых в данной программе, количество циклов на инструкцию является программно-зависимым, зависящим от архитектуры средним значением, а время на цикл по определению является обратной частотой процессора. Таким образом, увеличение частоты сокращает время работы.

Однако энергопотребление в микросхеме определяется уравнением

${\ Displaystyle Р = С \ раз V ^ {2} \ раз F,}$

где P - потребляемая мощность, C - емкость, переключаемая за такт, V - напряжение, F - частота процессора (циклов в секунду). Увеличение частоты, таким образом, увеличивает количество энергии, потребляемой процессором. Повышение энергопотребления процессоров в конечном итоге привело к отмене Intel в мае 2004 года своих процессоров Tejas и Jayhawk, которые обычно называют концом масштабирования частоты как доминирующей парадигмы компьютерной архитектуры.

Закон Мура все еще действовал, когда масштабирование частоты закончилось. Несмотря на проблемы с питанием, плотность транзисторов по-прежнему удваивалась каждые 18–24 месяца. С окончанием 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 увеличения производительности процессоров привело к переходу всей отрасли к параллельным вычислениям в форме многоядерных процессоров.

• Динамическое масштабирование частоты
• Разгон
• Разгон
• Масштабирование напряжения