动态频率缩放和动态电压缩放

在本文中，“频率”是指时钟频率或CPU的操作频率。因此，术语“动态频率缩放”是指运行期间CPU时钟频率的变化。

现在，上面的定义将立即引起一个问题，为什么我们需要这样做?

该问题的答案在于性能与功耗之间的权衡。我们知道处理器的性能取决于两个指标，它们是：

1. CPU响应时间
2. CPU的吞吐量

性能度量用于确定计算机的性能，具体取决于计算机系统的应用程序。

例如，在个人计算系统的情况下，响应时间非常重要，通常是确定计算机性能的唯一基础。
而对于服务器而言，吞吐量(即在给定时间内完成的工作量)更为重要。

但是，出于本文的目的，当我们说“性能”时，我们将只关注响应时间。

一方面，我们可以增加CPU的时钟频率以减少其响应时间并改善其性能，但是在达到一定限制后，我们还需要增加输入到CPU的电压以维持其在高时钟频率下的稳定性，这反过来会增加CPU的功耗和散热，从而缩短了其使用寿命。

另一方面，我们可以将CPU的时钟频率降低到低于标准值，从而使我们能够降低CPU的电压，从而减少CPU的功耗量，但这对CPU性能产生了负面影响。

表现${\propto}$时钟频率功耗${\propto}$时钟频率

现在，动态频率缩放是一种在性能和功耗之间取得平衡的技术。它是指时钟频率的连续变化，以优化CPU的性能和功耗。

现在，通过使用的频率缩放算法和当前的CPU负载来确定缩放CPU频率的方式。这些频率缩放算法是内核代码的一部分。

Linux内核中使用的一些最常见的频率缩放算法是：

• 表现：
  该频率缩放算法将CPU的频率静态地固定为可能的最高值。这会增加CPU的功耗
• 节能：
  该频率缩放算法将CPU的频率静态地固定为可能的最低值。这会损害系统的性能。
• 保守的：
  此频率缩放算法将CPU的频率调整为某个最小可能值，以将CPU负载保持在一定百分比以下。该算法尝试在保持功耗的同时优化功耗。