주파수 스케일링

컴퓨터 아키텍처에서 주파수 스케일링(주파수 램프링이라고도 함)은 해당 프로세서가 포함된 시스템의 성능을 향상시키기 위해 프로세서의 주파수를 증가시키는 기술이다.1980년대 중반부터 2004년 말까지 범용 프로세서 성능 증가가 주파수 램핑을 주도했다.null

프로세서 주파수가 컴퓨터 속도에 미치는 영향은 컴퓨터 프로그램 런타임에 대한 방정식을 보면 알 수 있다.

${\displaystyle \mathrm {Runtime} ={\frac {\mathrm {Instruction}{\mathrm {Cycle}}}}}}}{\mathrm {Cycle}}}}}}}}}}$

여기서 프로그램별 지침은 특정 프로그램에서 실행 중인 총 지침이며, 명령당 사이클은 프로그램-프로그래밍, 아키텍처-프로그래밍 평균값이며, 사이클당 시간은 정의상 프로세서 주파수의 역순이다.^[1]따라서 빈도의 증가는 런타임을 감소시킨다.null

그러나 칩의 전력 소비량은 다음 방정식에 의해 주어진다.

${\displaystyle P=C\time V^{2}\time F,}$

여기서 P는 전력 소비량, C는 클록 사이클당 스위칭되는 캐패시턴스, V는 전압, F는 프로세서 주파수(초당 사이클)이다.^[2]따라서 주파수의 증가는 프로세서에서 사용되는 전력의 양을 증가시킨다.프로세서 전력 소비량 증가는 결국 인텔이 2004년 5월 테하스와 제이호크 프로세서를 취소하는 결과로 이어졌으며, 이는 일반적으로 지배적인 컴퓨터 아키텍처 패러다임으로 주파수 확대의 종말로 언급되고 있다.^[3]null

주파수 스케일링이 끝났을 때 무어의 법칙은 여전히 유효했다^[4].전력 문제에도 불구하고 트랜지스터 밀도는 여전히 18개월에서 24개월마다 두 배씩 증가하고 있었다.주파수 스케일링의 종료와 함께 새로운 트랜지스터(주파수 스케일링을 용이하게 하는 데 더 이상 필요하지 않음)를 사용하여 병렬 컴퓨팅을 용이하게 하기 위해 추가 코어(core)와 같은 추가 하드웨어를 추가하는데 사용되는데, 이는 병렬 스케일링이라고 일컬어지고 있는 기법이다.null

프로세서 성능 향상의 주요 원인으로 주파수 확장이 종료됨에 따라 산업 전반이 멀티코어 프로세서의 형태로 병렬 컴퓨팅으로 전환되었다.null

참고 항목

• 동적 주파수 스케일링
• 오버클록
• 언더클럭킹
• 전압 스케일링

참조