功率牆（power wall）
數十年來，每一代新晶片只要用更高的時脈速度跑，軟體就免費變快——1 兆赫變成 100，再到 1000，再到數千。然後，大約在 2005 年，這個攀升戛然而止。時脈速度進入高原，此後幾乎沒再動過。它們撞到天花板的原因就是功率牆：你不能一直往晶片裡灌更多功率，因為你沒辦法夠快地把熱帶出來，否則它會熔掉。
這道牆由熱訂出。動態功耗隨頻率增長，而推高頻率又需要更高的電壓，功率在那裡隨電壓平方增長——所以追逐時脈速度會讓功率和熱以超過線性的速度攀升。一顆晶片透過它的封裝和散熱器只能散掉那麼多瓦，超過矽就會過熱；典型桌機的上限大約是一百多瓦的等級。過了那一點，更快的時脈會把晶片烤熟。所以頻率停止上升，不是因為我們忘了怎麼讓電晶體切換得更快，而是因為我們再也付不起讓它們全部火力全開的功率。
功率牆是重塑整個運算界的兩大轉捩點之一（另一個是 Dennard 微縮的終結），把因果關係搞對很重要。因為單一核心在功率預算內無法再被調得更快，設計者轉向在一顆晶片上放很多核心（多核心），以及每焦耳做更多工作的專用加速器（領域專用架構、GPU、TPU）。序列程式自動變快的免費午餐結束了；從此以後，更多效能必須來自平行和專用化，而軟體必須重寫才能利用它們。功率牆就是為什麼你的筆電有八個核心，而不是一個跑 30 GHz 的核心。
想像你想要一個 30 GHz 的單核心。要衝到那麼高的時脈，你得拉高電壓；功率隨電壓^2 乘以頻率增長，散熱會飆到數百甚至數千瓦——遠超任何氣冷甚至水冷所能移除。所以廠商不出一個 30 GHz 核心，而是出八個約 3 GHz、能塞進同一個功率預算的核心。
功率牆靠限制熱來限制時脈速度——這正是多核心與加速器取代「越來越快的單核心」的原因。
功率牆並沒有讓電晶體在原理上無法變快；它是讓我們無法替它們全部全速供電與散熱。這才是「免費」時脈速度時代在 2005 年前後終結的真實、物理上的原因。