هنگامیکه شما برای کامپیوتر خود cpu تهیه می کنید، بر روی جعبه ی آن حداکثر سرعت cpu نوشته شده است. مثلا ممکن است بر روی جعبه عدد 3 گیگاهرتز (GHz) چاپ شده باشد... این عدد نشان دهنده ی این است که cpu شما قادر است تا این سرعت ( فرکانس ) به درستی و بدون مشکلی برای cpu و دیگر اجزا، فعالیت کند. دو دلیل برای وجود محدودیت در سرعت یک تراشه وجود دارد :
- تاخیرهای ارسال (transmission delays) در تراشه
- افزایش دما در تراشه .
تاخیرهای ارسال (یا تاخیرهای عبور)، در سیم هایی که اجزای یک تراشه را به هم متصل می کنند، رخ می دهد. سیم ها در یک تراشه ، رشته های فوق العاده کوچک و ریز آلومینیوم یا مس هستند. یک تراشه چیزی بیش از مجموعه ای از ترانزیستورها و سیم هایی که آن ها را به یکدیگر متصل کرده اند نیست. و ترانزیستور نیز چیزی بیش از یک سوئیچ قطع و وصل نیست.
هنگامیکه یک سوئیچ، عمل قطع و وصل را انجام می دهد ( از حالت قطع یا off به حالت وصل یا on می رود) بایستی سیمی را که ترانزیستور را به ترانزیستتور بعدی متصل می کند را از جریان تخلیه کند یا به آن جریان ( یا بار الکتریکی ) بدهد. تصور کنید که ترانزیستور در حال حاضر در حالت on است، یعنی در سیم جریانی از الکترون ها وجود دارد. هنگامی که سوئیچ به حالت off می رود ، بایستی آن الکترون ها را در سیم تخلیه کند که همین مساله زمان می برد. هر چه سیم بزرگتر باشد ، این زمان بیشتر می شود. در طول سال ها که سایز سیم ها با فناوری جدید تر ، کوچکتر شده اند، زمان تاخیر نیز کمتر شده است ولی هنوز محدودیت هایی بر سرعت یک تراشه ایجاد می کند. همچنین تاخیر زمانی کوچکی برای عملکرد ترانزیستور وجود دارد. ترانزیستورها در رشته هایی به صورت زنجیر وار به یکدیگر متصل هستند، به همین دلیل، به تاخیر ترانزیستورها نیز افزوده می شود. در یک تراشه ی پیچیده که رشته های ترانزیستور بیشتر و طویل تر می شوند، طولانی ترین رشته باعث محدودیت تمام تراشه می شود.... و عوامل بعدی : گرما :
هر بار که ترانزیستورها در یک ورودی تغییر حالت می دهند، مقدار کمی الکتریسیته آزاد می کنند ( نشت می کنند )، این الکتریسیته گرما تولید می کند. هر چه قدر که اندازه ی یک ترانزیستور کوچکتر می شود ، مقدار این جریان تلف شده ( به عبارتی مقدار گرمای تولید شده ) کاهش می یابد ، اما هنوز مقداری گرما تولید می شود... هر چه قدر که تراشه با سرعت بیشتری کار کند ، مقدار گرمای تولیدی نیز افزایش می یابد. افزایش دمای تراشه عامل محدود کننده ی دیگری برای سرعت تراشه است. شما می توانید تراشه ی (cpu) خود را با سرعت بیشتری از مقدار معمول و استاندارد آن استفاده کنید . به این عمل "overclocking" می گویند. البته این کار نیز محدودیت هایی دارد که بستگی به پردازنده ی شما دارد. در "اورکلاک" بایستی مراقب دمای تراشه خود باشید و حتی ممکن است لازم باشد از خنک کننده های اضافی برای کاهش دمای آن استفاده کنید.