L’esecuzione di un processore ad alte velocità di clock consente prestazioni migliori. Tuttavia, quando lo stesso processore viene eseguito a una frequenza inferiore (velocità), genera meno calore e consuma meno energia. In molti casi, la tensione del nucleo può anche essere ridotta, riducendo ulteriormente il consumo energetico e la generazione di calore. Utilizzando SpeedStep, gli utenti possono selezionare l’equilibrio di risparmio energetico e prestazioni che meglio si adatta loro, o anche cambiare la velocità di clock in modo dinamico come il carico del processore cambia.
La potenza consumata da una CPU con una capacità C, in esecuzione alla frequenza f e alla tensione V è approssimativamente:
P = C V 2 f {\displaystyle P=CV^{2}f}
Per un determinato processore, C è un valore fisso. Tuttavia, V e f possono variare considerevolmente. Ad esempio, per un 1.6 GHz Pentium M, la frequenza di clock può essere fatto un passo verso il basso in 200 MHz decrementi nel range da 1.6 a 0.6 GHz. Allo stesso tempo, il requisito di tensione diminuisce da 1,484 a 0,956 V. Il risultato è che il consumo energetico teoricamente diminuisce di un fattore di 6,4. In pratica, l’effetto potrebbe essere più piccolo perché alcune istruzioni della CPU utilizzano meno energia per tick dell’orologio della CPU rispetto ad altre. Ad esempio, quando un sistema operativo non è occupato, tende a emettere istruzioni x86 halt (HLT), che sospendono il funzionamento di parti della CPU per un periodo di tempo, quindi utilizza meno energia per tick dell’orologio della CPU rispetto all’esecuzione di istruzioni produttive nel suo stato normale. Per una data velocità di lavoro, una CPU in esecuzione a una frequenza di clock più elevata eseguirà una percentuale maggiore di istruzioni HLT. La semplice equazione che mette in relazione potenza, tensione e frequenza di cui sopra, inoltre, non tiene conto del consumo di energia statica della CPU. Questo tende a non cambiare con la frequenza, ma cambia con la temperatura e la tensione. Gli elettroni caldi e gli elettroni esposti a un campo elettrico più forte hanno maggiori probabilità di migrare attraverso un cancello come corrente di “perdita di gate”, portando ad un aumento del consumo di energia statica.
I processori più vecchi come il Pentium 4-M, che utilizzano versioni precedenti di SpeedStep, hanno meno incrementi di velocità di clock. La tecnologia SpeedStep è in parte responsabile del ridotto consumo energetico del processore Intel Pentium M, parte del marchio Centrino.