クロック周波数とは
クロック周波数（クロックしゅうはすう）とは、CPUなどの電子部品が処理を行う際のテンポ（同期信号）の速さを示す数値のことです。コンピュータ内部の各部品は、「クロック」と呼ばれるメトロノームのような規則正しいテンポに合わせて一斉に動作します。このテンポが1秒間に何回繰り返されるかを表したものがクロック周波数で、単位には「Hz（ヘルツ）」や「GHz（ギガヘルツ）」が使われます。一般的に、他の条件が同じであれば、クロック周波数の数値が大きいほど、1秒間により多くの計算命令を実行できるため、動作が高速な高性能コンピュータであると言えます。
具体例
例えば、クロック周波数が「3.0GHz」と表記されているCPUの場合、1秒間に約30億回のテンポを刻んで計算を行っています。これは、メトロノームのテンポが非常に速い音楽家のように、超高速で次々と楽譜（計算命令）を演奏（処理）している状態を表しています。
もう少し詳しく
クロック周波数は、CPUやメモリなどのデジタル電子回路が、タイミングを合わせて規則正しく動作するために発生させる「クロック信号」の速さを表す指標です。コンピュータの内部では、マザーボード上にある水晶発振器と呼ばれる部品が、一定の間隔で電気的な波（パルス信号）を絶え間なく生み出しています。この波の1回の周期を「1クロック」と呼び、コンピュータを構成するすべての部品は、このクロックのタイミング（波が立ち上がる瞬間など）に合わせて、一斉に足並みを揃えて次の動作へと移行します。
クロック周波数の単位には、1秒間における波の回数を示す「Hz（ヘルツ）」が用いられます。例えば、初期のパソコンでは数MHz（メガヘルツ：1秒間に数百万回）程度でしたが、現代のパソコンやスマートフォンのCPUでは数GHz（ギガヘルツ：1秒間に数十億回）という極めて高い周波数が一般的となっています。クロック周波数が3.0GHzであれば、1秒間に30億回のテンポで回路が駆動していることを意味します。
基本的には、同じ設計のCPUであれば、このクロック周波数の数値が高いほど、1秒間に処理できる命令の数が多くなるため、コンピュータ全体の動作は高速になります。しかし、クロック周波数をむやみに高くすると、回路を流れる電流の切り替え回数が増えるため、消費電力が激増し、それに伴って発生する熱（発熱量）も極端に大きくなってしまうという深刻な物理的課題に直面します。過度な熱は熱暴走によるシステムダウンや部品の破損を引き起こすため、単純にクロック周波数だけを上げ続けることは現代の技術では限界に達しています。
そのため、近年のCPU開発では、クロック周波数を一定に抑えて発熱を防ぎつつ、1つのCPUチップの中に計算の核となる「コア」を複数搭載する「マルチコア」化や、1クロックあたりに実行できる命令数を増やすアーキテクチャの改良によって、総合的な処理性能（パフォーマンス）を向上させるアプローチが主流となっています。
試験でのポイント
試験においてクロック周波数は、CPUの性能を測るための基本的な指標として頻出します。計算問題が出題されることが多く、「クロック周波数が1GHzのCPUの、1クロックあたりの時間は何秒か？」といった問題の解き方をマスターしておく必要があります。1GHzは「1秒間に10億（10の9乗）回」なので、1クロックの時間はその逆数である 1÷10億 秒、つまり1ナノ秒（1ns）となります。周波数（回数/秒）と周期（秒/回）は逆数の関係にあるという公式を確実に覚えておきましょう。
また、クロック周波数とあわせて「CPI（Cycles Per Instruction）」という用語が登場することがあります。これは「1つの命令を実行するために何クロック必要か」を示す値です。クロック周波数が高くても、このCPIの値が大きい（1回の命令に時間がかかる）と、結果的に全体の処理速度は速くなりません。CPUの実際の性能は、「クロック周波数」と「CPI（または1クロックあたりの実行命令数）」の組み合わせで決まる、という総合的な視点を持っていると、高度な問題にも対応しやすくなります。
さらに、内部クロック（CPU内部の動作周波数）と外部クロック（CPUとメモリなどを結ぶバスの動作周波数）の違いについて問われることもあるため、両者の違いも軽く押さえておくと安心です。
関連する用語
関連する用語として、1つの命令を実行するのに必要なクロック数を表す「CPI」、CPUが1秒間に実行できる命令数を数百万単位で表した性能指標である「MIPS」、CPUが処理を行う速度を指す「処理速度」などが挙げられます。