CPU消耗的所有功率都流向何处？

CPU的所有功耗都流向何处？PC的CPU消耗的所有功率是否都转化为热量？还是转化为一部分热量和一部分其他能源？

在CPU中都是热量。从0变到1再变回（这最终是计算机所做的）会消耗能量，因为电荷必须从一个位置移动到另一个位置，而电流（移动的电荷）通过电阻产生热量。$P = I^2 \times R$

理想情况下，一台不执行任何任务的计算机不消耗任何能量，但是总是存在微小的电荷泄漏，在像奔腾这样的10亿晶体管处理器中，小泄漏的组合仍然会造成很多功率损耗。

通过其VCC和GND引脚发送到几乎（*）任何基于CMOS的CPU的电能到达3个地方：

• 电源通过其输出引脚离开CPU，以驱动外部设备的“实际功率”要求。LED，LED镇流器电阻器，传输线，传输线偏置电阻器，传输线终端电阻器等是示例。这些外部设备从未达到100％的效率，因此部分或大部分功率会转化为热量，从而使这些外部设备变热。（有很多电流流过I / O垫环中的晶体管，但这些晶体管上的电压相对较小）。在驱动大量LED的低功率CPU中，这通常是功率的最大部分。

• 在I / O垫环中的晶体管中，电能被转换成热量，从而驱动（充电和放电）外部电容。PCB走线的寄生电容，RAM和其他CMOS芯片的输入引脚的小栅极电容，大分立FET的大栅极电容等都是此类外部电容的示例。在每个充电/放电周期中，临时存储在该电容中的所有能量都以热量的形式散发到CPU的I / O焊盘晶体管的通道中。（有关该周期内电源去向的即时详细信息更加复杂）。

• （类似地，CPU的输入引脚通常由某些外部芯片的I / O垫环中的晶体管驱动。在每个充电/放电周期中，临时存储在CPU内部电容中的所有能量都作为热量散发到CPU中。外部芯片的I / O焊盘晶体管的通道（换句话说，没有净功率通过CPU的输入引脚进入或流出）。

• 电力在内部核心晶体管中转换为热量，从而驱动（充电和放电）其他内部晶体管的栅极电容。同样，在每个充电/放电周期中，暂时存储在该电容中的所有能量都作为热量散失到内部核心晶体管的沟道中。这是大功率台式机CPU中最大的功率部分。

（*）一些研究人员已经构建了能量回收逻辑设备（包括Tick，FlatTop和Pendulum CPU），它们不会将所有临时存储在内部和外部电容中的能量作为热量散发，而是将大部分能量返回给电源。