¿Qué es el escalado de frecuencia?

El "cerebro" de una computadora es su unidad central de procesamiento (CPU). En la operación ordinaria, la CPU procesa todas las operaciones para la computadora, permitiendo que los programas se ejecuten y que el sistema operativo funcione. Las CPU varían en su velocidad y eficiencia. El principal determinante para el rendimiento de la CPU de una computadora es la velocidad del reloj de la unidad de la CPU, que mide el número de operaciones aritméticas básicas (suma, resta, multiplicación o división) que puede realizar cada segundo. El escalado de frecuencia es la forma más básica de obtener más rendimiento de un procesador; Al aumentar la frecuencia del reloj, que es la velocidad a la que se ejecuta la CPU, el rendimiento de la computadora también aumentará.

Hasta hace poco, con la llegada de los procesadores multinúcleo, el escalado de frecuencia era la forma más elemental de obtener un rendimiento adicional para los nuevos modelos de procesadores. Los procesadores más antiguos solían funcionar a una velocidad inferior a 1,0 GHz. Ahora, los procesadores suelen funcionar a velocidades superiores a 2.0GHz, y algunos superan la marca de 3.0GHz. En teoría, una CPU de 3.0 GHz "se ve" más rápido que una CPU de 2.0 GHz, pero en el mundo real, el rendimiento general de la computadora está determinado por un agregado de todas sus partes. En otras palabras, si las computadoras de 2.0GHz y 3.0GHz contienen el mismo tipo de memoria, la misma placa base, etc., el eslabón más débil de la cadena puede "obstruir" la computadora, evitando que optimice todos los 3.0GHz.

Aunque parezca que el escalado de frecuencia no tiene límite, ese no es el caso. Aumentar la velocidad del reloj de una CPU aumenta la producción de calor en la unidad; Con el tiempo, este calor adicional actúa para degradar los circuitos, haciendo que el procesador funcione mal o falle. Esto coloca un techo muy real en la velocidad máxima de los procesadores comerciales, limitando las velocidades a las que se pueden construir los procesadores.

El aumento del rendimiento de la CPU en ausencia de escalado de frecuencia requiere soluciones más innovadoras; Los fabricantes de CPU ya no pueden simplemente "subir el volumen" para obtener más rendimiento. Para evitar estos límites, los fabricantes de CPU han diseñado soluciones de CPU multinúcleo. Al colocar más de un núcleo de CPU en un chip, la velocidad efectiva del procesador se duplica. Sin embargo, a diferencia de la escala de frecuencia, cuyos aumentos de rendimiento se aplican por igual en todos los ámbitos, esto incumbe a los diseñadores de software. A menos que los diseñadores de software adapten específicamente un programa para usar dos o más núcleos de CPU, se pierde el beneficio adicional, lo que hace que la escala de frecuencia sea una de las formas más puras de aumentar el rendimiento en un chip de CPU.