Velocidad de reloj

Una CPU no puede funcionar sola cuando le damos una gran cantidad de datos e instrucciones simultáneamente. Necesita que otros componentes funcionen para él y para ello requiere de un reloj que sincronice todos los componentes del sistema. La velocidad a la que un procesador completa su ciclo de procesamiento total en un segundo se denomina «velocidad de reloj». También se conoce como frecuencia de reloj. El rendimiento de la CPU tiene un gran impacto en la velocidad a la que se carga y ejecuta un programa. Suele medirse en megahercios o gigahercios. En las CPU modernas, medimos la velocidad del reloj en gigahercios.

1 Megahertz = 1, 000, 000 cycles / sec
1 Gigahertz = 1, 000, 000, 000 cycles / sec 

Ejemplos:

• Una CPU con una velocidad de reloj de 4,2 MHz ejecuta 4,2 millones de ciclos por segundo.
• Una CPU con una velocidad de reloj de 4,2 GHz ejecuta 4,2 mil millones de ciclos por segundo.

En general, se dice que cuanto mayor sea la velocidad del reloj, más rápida será la CPU. Pero esta puede no ser la única razón para una CPU más rápida. Hay muchos factores detrás de esto, como la cantidad de procesadores, la velocidad de la RAM, la velocidad del bus, el tamaño de la memoria caché, etc. Algunas instrucciones requieren más ciclos de la CPU para completarse. Dependiendo de la arquitectura de la CPU, la velocidad del reloj puede ser más o menos importante. Algunas CPU en realidad pueden funcionar más rápido a una velocidad de reloj más lenta, mientras que la arquitectura de algunos procesadores se enfoca más en una alta velocidad de reloj con pocas instrucciones por ciclo.  

La velocidad de la CPU determina el número de cálculos que puede realizar en un segundo de tiempo. Sin embargo, la velocidad del reloj de la CPU para la potencia de procesamiento se puede aumentar mediante el ‘overclocking’. Pero a medida que aumenta la velocidad del reloj, puede haber problemas de estabilidad y su sistema puede bloquearse. Las velocidades de reloj más altas pueden generar más calor, por lo que, para evitar un sobrecalentamiento peligroso, los procesadores se estrangularán a una frecuencia más baja cuando se sobrecalienten. Esto puede suceder cuando no le das suficiente energía a tu CPU. El overclocking también puede conducir a una sobretensión. El sobrevoltaje es cuando aumenta el voltaje que se le da al chip para aumentar la velocidad del reloj. Altair 8800, la primera PC comercial usó una CPU Intel 8080 con una frecuencia de reloj de 2 MHz (2 millones de ciclos / seg) y el Intel P5 Pentium tiene una frecuencia de reloj de 100 MHz (100 millones de ciclos / seg). En 2000, AMD fue el primer procesador que alcanzó 1 GHz (1 billón de ciclos/seg). En 2002, Intel Premium 4 fue la primera CPU con una velocidad de reloj de 3 GHz (3 mil millones de ciclos/seg). En 2012, el récord mundial de velocidad de reloj más alta es 8.794 GHz logrado por AMD FX-8350 usando 2 núcleos. La velocidad de reloj base más alta en producción es el IBM zEC12, con una frecuencia de 5,5 GHz,