Den praktiske grænse for moderne CPU-clockhastigheder bestemmes primært af flere faktorer:

Transistorlækage: Efterhånden som transistorer bliver mindre, oplever de øget lækstrøm, hvilket fører til højere strømforbrug og varmeafledning. Dette begrænser de maksimale clockhastigheder, der kan opnås uden at overskride termiske begrænsninger.

Strømforbrug og termisk tæthed: Højere urhastigheder kræver mere strøm, hvilket resulterer i øget varmeudvikling. Køleløsninger bliver mere og mere komplekse og dyre, efterhånden som varmetætheden stiger, og når til sidst et punkt, hvor det bliver upraktisk eller uoverkommeligt at opretholde pålidelig drift.

Forsinkelse af signaludbredelse: I højtydende CPU'er bliver hastigheden af ​​signaludbredelsen mellem transistorer en begrænsende faktor. Den tid, der kræves for signaler at bevæge sig over chippen, giver udfordringer med at synkronisere operationer og opretholde stabilitet ved ekstremt høje frekvenser.

Afvejninger i ydeevne og effektivitet: Mens højere clockhastigheder kan forbedre ydeevnen i visse scenarier, kan de også resultere i faldende afkast på grund af andre flaskehalse i ydeevnen eller øget strømforbrug. CPU'er opnår ofte bedre samlet effektivitet ved at balancere clockhastigheder med andre optimeringer såsom arkitektoniske forbedringer, parallelisering og forbedrede hukommelseshierarkier.

Produktionsudfordringer: At producere chips med ekstremt høje clockhastigheder kan blive stadig sværere og dyrere på grund af komplekse fremstillingsprocesser, strenge testkrav og lavere udbytte.

Strømlevering: At levere tilstrækkelig strøm til en højhastigheds-CPU kræver effektive strømkredsløb og omhyggeligt borddesign. Dette bliver mere og mere udfordrende, efterhånden som clockhastighederne stiger, især i kompakte formfaktorer.

Samlet systemsaldo: I moderne computersystemer interagerer CPU'en med andre komponenter såsom hukommelse, lager og periferiudstyr. Opnåelse af optimal ydeevne kræver afbalancering af CPU-clockhastigheden med disse andre komponenters muligheder og begrænsninger.

I betragtning af disse faktorer fungerer moderne CPU'er typisk ved clockhastigheder, der spænder fra nogle få gigahertz (GHz) til et par snesevis af GHz. Specialiserede processorer designet til specifikke højtydende applikationer kan skubbe ud over dette område, men opretholdelse af stabilitet, pålidelighed og strømeffektivitet giver betydelige tekniske udfordringer.