خفض تردد التشغيل

بالنسبة للمعالجات الدقيقة، يهدف خفض تردد المعالج عمومًا إلى تقليل الحاجة إلى أجهزة تبديد الحرارة أو خفض استهلاك الطاقة الكهربائية . وهذا بدوره يُحسّن استقرار النظام في البيئات ذات الحرارة العالية، أو يسمح بتشغيل النظام بمروحة تبريد ذات تدفق هواء أقل (وبالتالي أكثر هدوءًا  ) أو حتى بدون مروحة على الإطلاق. على سبيل المثال، يمكن خفض تردد معالج بنتيوم 4، الذي يعمل عادةً بتردد 3.4 جيجاهرتز، إلى 2  جيجاهرتز، وبالتالي يمكن تشغيله بأمان مع سرعات مروحة منخفضة. ويؤدي هذا حتمًا إلى انخفاض طفيف في أداء النظام. ومع ذلك، يكون الانخفاض النسبي في الأداء عادةً أقل من الانخفاض النسبي في سرعة المعالج، لأن الأداء غالبًا ما يكون محدودًا بعوامل أخرى: القرص الصلب ، ووحدة معالجة الرسومات ، ووحدة تحكم القرص ، والشبكة ، وما إلى ذلك. يشير خفض تردد المعالج إلى تعديل توقيت دائرة متزامنة لتقليل احتياجات الجهاز من الطاقة. ويتضمن خفض التردد المتعمد الحد من سرعة المعالج، مما قد يؤثر على سرعة العمليات، ولكنه قد لا يجعل الجهاز أقل كفاءة بشكل ملحوظ، وذلك اعتمادًا على المكونات الأخرى والاستخدام المطلوب.

تتيح العديد من أجهزة الكمبيوتر والأجهزة الأخرى إمكانية خفض تردد المعالج. ويضيف المصنّعون خيارات خفض تردد المعالج لأسباب عديدة. فخفض تردد المعالج يُساعد في تقليل تراكم الحرارة الزائدة، لأن الأداء المنخفض يُقلل من توليد الحرارة داخل الجهاز. كما يُقلل من كمية الطاقة اللازمة لتشغيل الجهاز. غالبًا ما تحتوي أجهزة الكمبيوتر المحمولة والأجهزة الأخرى التي تعمل بالبطاريات على إعدادات لخفض تردد المعالج، مما يُطيل عمر البطاريات دون الحاجة إلى إعادة شحنها.

إضافةً إلى توفير ميزات خفض تردد التشغيل، يمكن للمصنّعين اختيار تقييد قدرات الجهاز لزيادة كفاءته. وتساعد نماذج الحواسيب ذات مجموعة التعليمات المختصرة (RISC) المصنّعين على بناء أجهزة تعمل باستهلاك طاقة أقل.

Underclocking can also be performed on graphics card processor's GPUs, usually with the aim of reducing heat output. For instance, it is possible to set a GPU to run at lower clock rates when performing everyday tasks (e.g. internet browsing and word processing), thus allowing the card to operate at lower temperature and thus lower, quieter fan speeds. The GPU can then be overclocked for more graphically intense applications, such as games. Underclocking a GPU will reduce performance, but this decrease will probably not be noticeable except in graphically intensive applications.

Newer and faster RAM may be underclocked to match older systems as an inexpensive way to replace rare or discontinued memory. This might also be necessary if stability problems are encountered at higher settings, especially in a PC with several memory modules of different clock speed. If a PC processor is underclocked, and the clock factor or multiplier (the ratio between the processor and the memory clock speed) is unchanged, the memory will also be underclocked.

يدعم نظام لينكس تعديل تردد المعالج. في المعالجات المدعومة، يتيح استخدام الأمر cpufreq للوصول إلى هذه الميزة لمدير النظام التحكم بمستوى تردد المعالج . يتضمن النظام ستة مُنظِّمات افتراضية: المُحافظ، وعند الطلب، والأداء، وتوفير الطاقة، ومساحة المستخدم، وSchedutil. ^{[ 5 ]} يُعدِّل مُنظِّما المُحافظ وعند الطلب تردد المعالج بناءً على حمل المعالج، ولكن لكل منهما خوارزمية مختلفة. ينتقل مُنظِّم عند الطلب إلى أقصى تردد عند زيادة حمل المعالج، ثم يُخفِّض التردد تدريجيًا عند خمول المعالج، بينما يزيد مُنظِّم المُحافظ التردد تدريجيًا عند زيادة حمل المعالج، ثم ينتقل إلى أدنى تردد عند خمول المعالج. أما مُنظِّمات الأداء وتوفير الطاقة ومساحة المستخدم، فتُحدِّد تردد المعالج بشكل ثابت: الأداء إلى أعلى تردد مُتاح، وتوفير الطاقة إلى أدنى تردد مُتاح، ومساحة المستخدم إلى تردد يُحدِّده المستخدم ويتحكَّم فيه. يُقدِّر مُنظِّم Schedutil الحمل من خلال آلية تتبُّع الحمل لكل كيان (PELT) الخاصة بالمُجدوِل .

يمكن خفض تردد المعالج يدويًا من خلال نظام الإدخال والإخراج الأساسي (BIOS) أو باستخدام تطبيقات ويندوز ، أو ديناميكيًا باستخدام ميزات مثل تقنية SpeedStep من إنتل أو تقنية Cool'n'Quiet من AMD . في نظامي التشغيل ويندوز 7 و10، يمكن ضبط خفض تردد المعالج ضمن الإعدادات "المتقدمة" لخطة إدارة الطاقة. ^{[ 6 ] [ 7 ]}

استخدمت الطرازات السابقة من جهاز Asus Eee PC معالج Intel Celeron M بسرعة 900  ميجاهرتز تم تخفيض تردده إلى 630 ميجاهرتز. 

يمكن إجراء عملية خفض تردد المعالج في واجهة EFI.

تستخدم معظم الهواتف الذكية وأجهزة المساعد الرقمي الشخصي ، مثل موتورولا درويد وبالم بري وآبل آيفون ، تقنية خفض تردد المعالج الأقوى، بدلاً من استخدام تردده الكامل، لزيادة عمر البطارية. غالباً ما يكتشف مصممو هذه الأجهزة المحمولة أن المعالج الأبطأ يُنتج عمر بطارية أسوأ من المعالج الأقوى عند تردد أقل . لذا، يختارون المعالج بناءً على كفاءته في استهلاك الطاقة لكل واط . ^{[ 8 ]}

غالبًا ما يكون أداء الجهاز الذي يعمل بتردد منخفض أفضل مما هو متوقع. في الاستخدام العادي لأجهزة سطح المكتب، نادرًا ما تكون هناك حاجة إلى كامل طاقة المعالج. حتى عندما يكون النظام مشغولًا، يُقضى وقت طويل عادةً في انتظار البيانات من الذاكرة أو القرص أو الأجهزة الأخرى. تتواصل هذه الأجهزة مع المعالج عبر ناقل يعمل بنطاق ترددي أقل بكثير. عمومًا، كلما انخفض مُضاعِف المعالج (وبالتالي تردد الساعة)، اقترب أداؤه من أداء الناقل، وقلّ وقت الانتظار.