En arquitectura informática , el escalado de frecuencia (también conocido como rampa de frecuencia ) es la técnica de aumentar la frecuencia de un procesador para mejorar el rendimiento del sistema que contiene el procesador en cuestión. La rampa de frecuencia fue la fuerza dominante en los aumentos de rendimiento de los procesadores básicos desde mediados de la década de 1980 hasta aproximadamente fines de 2004.
El efecto de la frecuencia del procesador en la velocidad de la computadora se puede ver observando la ecuación del tiempo de ejecución del programa de computadora:
donde las instrucciones por programa son la cantidad total de instrucciones que se ejecutan en un programa determinado, los ciclos por instrucción son un valor promedio que depende del programa y de la arquitectura, y el tiempo por ciclo es, por definición, la inversa de la frecuencia del procesador. [1] Por lo tanto, un aumento en la frecuencia disminuye el tiempo de ejecución.
Sin embargo, el consumo de energía en un chip viene dado por la ecuación
donde P es el consumo de energía, C es la capacitancia que se conmuta por ciclo de reloj, V es el voltaje y F es la frecuencia del procesador (ciclos por segundo). [2] Por lo tanto, los aumentos en la frecuencia aumentan la cantidad de energía utilizada en un procesador. El aumento del consumo de energía del procesador llevó finalmente a la cancelación por parte de Intel en mayo de 2004 de sus procesadores Tejas y Jayhawk , lo que generalmente se cita como el fin del escalamiento de frecuencia como paradigma dominante de la arquitectura informática. [3]
La Ley de Moore [4] todavía estaba vigente cuando terminó el escalamiento de frecuencia. A pesar de los problemas de potencia, las densidades de transistores todavía se duplicaban cada 18 a 24 meses. Con el fin del escalamiento de frecuencia, se utilizan nuevos transistores (que ya no son necesarios para facilitar el escalamiento de frecuencia) para agregar hardware adicional, como núcleos adicionales, para facilitar la computación paralela, una técnica que se conoce como escalamiento paralelo.
El fin del escalamiento de frecuencia como causa dominante de las ganancias en el rendimiento del procesador ha provocado un cambio en toda la industria hacia la computación paralela en forma de procesadores multinúcleo .
