Depois de muita depuração, consegui chegar à conclusão de que meu caso específico estava relacionado a um bug no software Oculus Rift. Como o Rift, um headset de realidade virtual, requer baixa latência, seu software parece definir a configuração de energia IDLEDISABLE como "1". Em certos casos, depois de retirar o fone de ouvido, a configuração não é alterada novamente para o padrão "0".
IDLEDISABLE impede que a CPU se auto estrangule, causando calor e o ruído da ventoinha que eu observei. Além disso, isso se manifesta no Gerenciador de Tarefas como "100% de uso da CPU". O Process Explorer parece sempre descontar o processo ocioso do sistema e não incluí-lo no uso total da CPU, e é por isso que ele exibe um uso total de CPU mais baixo do que o gerenciador de tarefas.
Para corrigir isso, você pode executar os dois comandos a seguir, que definem a configuração IDLEDISABLE de volta para "0" e, em seguida, aplica novamente a configuração de gerenciamento de energia.
C:\WINDOWS\system32>PowerCfg /SETACVALUEINDEX SCHEME_CURRENT SUB_PROCESSOR IDLEDISABLE 000
C:\WINDOWS\system32>PowerCfg /SETACTIVE SCHEME_CURRENT
Mais informações podem ser encontradas no meu post-mortem .