Avant l’apparition des processeurs multicœurs, les constructeurs de processeurs augmentaient la puissance de leurs produits en élevant la fréquence de calcul de leurs processeurs monocœurs. Mais cette méthode a fini par atteindre ses limites. L’augmentation de fréquence d’un processeur nécessite l’augmentation de la puissance électrique fournie, et donc de l’énergie thermique générée, qu’il faut dissiper. Le besoin croissant en énergie était notamment problématique pour les ordinateurs portables. Les processeurs monocœurs les plus puissants utilisés dans les ordinateurs de grande distribution ont des puissances ne dépassant en général pas les 3 ou 4 GHz, car au-delà les problèmes cités plus haut deviennent trop contraignants. On a pu observer dans certains salons de technologie des processeurs de fréquence bien plus élevée, mais ils étaient équipés de refroidissement à l'azote liquide et autres.
C’est pour contourner cette limite que les constructeurs se sont tournés vers la fragmentation des puces. Il existait déjà des ordinateurs fonctionnant avec plusieurs processeurs distincts (par exemple, les supercalculateurs). L’idée ici est de reproduire ce parallélisme au sein d’un unique processeur : en bref, introduire plusieurs unités de calcul dans un même processeur. Le principe est simple : plutôt que d’avoir un processeur « simple » à fréquence élevée, on utilise par exemple deux cœurs, de fréquence moitié moindre. On obtient alors un processeur théoriquement de même puissance, mais de fréquence d’horloge beaucoup plus basse, et une moindre consommation électrique. Le processeur ne rencontre pas les problèmes d’alimentation et de surchauffe de son homologue monocœur.