Under väldigt lång tid kunde frekvensen automatisk ökas, är frekvenshöjningen som i princip helt stod för prestandaökningen under väldigt långt tid, vid krympningar tack vare Dennard scaling. Tyvärr havererade denna "lag" runt 65 nm.
Utan Dennard scaling går det inte att kompensera för att effekten skenar vid väldigt hög frekvens. Numera betyder faktiskt krympningar sämre energieffektivitet om man inte kompenserar för ökad läckström med andra tekniker. FinFET är ett sådan exempel, 20 nm processen hos foundries blev rätt mycket en flopp just då man inte hade något likt FinFET (TSMC "16 nm" är rätt mycket deras 20 nm process + FinFET).
En av de saker Intel ska ha problem med i deras 10 nm är valet av kobolt i stället för koppar för ledningsbanor. Orsaken till denna ändring är just för att kompensera för att koppar börjar uppföra sig på ett icke önskvärt sätt vid dessa storlekar, klassiskt mekaniskt är koppar ett bättre material men det gäller inte längre när kvanteffekter börjar göra sig påminda.
För att lite få en känsla för effekten av "breakdown of Dennard scaling" kan man notera att
IBM Power6 hade 5,0 GHz som högsta frekvens redan på 65 nm
AMD nådde 5,0 GHz på 32 nm (Piledriver)
IBM Power8 nådde 5,0 GHz på 22 nm
Oracle har nått 5,0 GHz på 20 nm (SPARC M8)
Intel har nått 5,0 GHz på 14 nm (i7-8086)
Slump? Kanske, men känns väl ändå lite väl? Kanske är något med kisel, effekt och ~5 GHz?
Förr ökade klockfrekvenserna relativt stadigt från datorer med tiotals MHz upp till datorer med frekvenser runt 2GHz.
Men sen började det en kräftgång i frekvenser.
Exempelvis AMD Athlon XP 2200+ körs i 1.8GHz.
Athlon XP 2500+ körs också i 1.8GHz.
Athlon XP 3200+ körs i 2.2GHz vilket inte är mycket högre.
Sen kommer Athlon 64 och en Athlon 64 3000+ körs i 1.8GHz.
Från 1.8GHz upp till runt 3.6GHz har det släppts väldigt många CPUer.
Visst, det är ett relativt brett intervall.
Men ändå...
Det fanns väl några som extrem överklockat Pentium 4:or till lite över 8GHz.
Hade utvecklingen fortsatt mer stadigt uppåt i frekvens så hade vi haft processorer med basfrekvens över 8GHz idag.
Istället för att alla processorer under 15 års tid hamnar någonstans i intervallet 1.8 - 3.6GHz.
Jag hade en gång en Pentium MMX 233MHz och uppgraderade sen till AMD K6-3 450MHz.
Det var i närheten av en dubblering i frekvens.
Hade jag istället haft Pentium 200MHz (med eller utan MMX) att uppgradera ifrån, eller om jag köpt en K6-2 500MHz istället så hade det varit mer än en dubblering i frekvens.
(500MHz var snabbaste K6-2 och 450MHz snabbaste K6-3 när jag köpte)
1.8GHz till 3.6GHz är en dubblering. Men det har släppts processorer inom det intervallet under mycket längre tid än det tog för mig att göra min Pentium -> K6-3 (nästan) dubblering.
Som tur är har det hänt en hel del annat under tiden. Så det finns processorer under 3.6GHz som ändå är mycket kraftfullare än Pentium 4 som hade dålig ipc och antingen 1C/1T eller 1C/2T beroende på om man hade en modell med Hyperthreading eller inte.
