Die Weiterentwicklung von Prozessoren wird wesentlich durch den stetig steigenden Bedarf der Software an immer mehr Rechenleistung getrieben. Die zusätzliche Leistung wird benötigt, um sowohl mehr Funktionen als auch eine höhere Performance des Systems zu realisieren. Seit den 70er Jahren spiegelt sich diese Entwicklung in einer Verdoppelung der Komplexität der Schaltkreise von Prozessoren alle zwei Jahre wider. Mit Hilfe einer gleichzeitig erhöhten Taktfrequenz konnte bisher auch alle zwei Jahre die Leistung eines Prozessors verdoppelt werden.

Bremser Leistungsaufnahme

Die letzten Jahre zeigen jedoch, dass die Taktfrequenz nicht weiter erhöht werden kann. Die Ursache dieser Stagnation liegt in der stark steigenden Leistungsaufnahme begründet: eine ein Prozent höhere Taktrate führt zu drei Prozent mehr Leistungsaufnahme. Zusammen mit einer weiteren Verringerung der Dicke von Leiterbahnen auf dem Schaltkreis, der so genannten Strukturbreite eines Fertigungsprozesses von Prozessoren, führt die überproportionale Erhöhung der Leistungsaufnahme mittlerweile zu Leistungsdichten, die nicht weit von denen eines Nuklearreaktors entfernt sind.

Die dabei entstehende Abwärme kann nur noch mit großem Aufwand abgeführt werden. Vor allem bei eingebetteten Systemen verbietet sich daher, wenn die Leistung noch gesteigert werden soll, eine weitere Erhöhung der Taktfrequenzen.