Не буду голословным, сошлюсь, например, на Hennessy J. L., Patterson D. A. Computer architecture: a quantitative approach. – Elsevier, 2011.
После недолгого чтения выясняется, что энергопотребление имеет кубическую зависимость от частоты.
Мощность цифровой полупроводниковой схемы оценивается следующим образом:
P ~= 0.5 C V^2 F, где С - емкость схемы, V - напряжение питания, F - частота.
Но по закону Ома скорость перезарядки конденсаторов (ток) зависит от напряжения, а период тактовой частоты не может быть меньше времени полной перезарядки, иначе схема будет неустойчивой, так что
P ~ F^3
На данный момент кремниевые технологии уперлись в предел частоты 6ГГц при фактически неприемлемом тепловыделении. Это называется специальным термином Power Wall.
Так что основное направление повышения производительности - увеличение количества процессоров и увеличение параллелизма вычислений. При этом те, кто не использует количество ГГц в маркетинге, пытаются достичь необходимой производительности на минимальной частоте, поскольку это уменьшает необходимость теплоотвода (вес) и энергопотребление (автономность). Поэтому и тактовые частоты 1.6 - 2.4 ГГц в мобильных устройствах и, кстати, в серверах.