Alguém pode explicar o que causa calor extra em uma CPU?

Question

Eu tenho uma questão de hardware sobre CPU e chips em geral: o que está causando o aquecimento extra quando as CPUs estão ocupadas fazendo cálculos?

Eu achava que os processadores teriam um jeito de se acalmar quando não estivessem ocupados, mas parece que isso se aplica apenas a algumas CPUs, então minha pergunta é como os processadores conseguem gerar menos calor quando realizam menos cálculos e o que causa o calor no hardware quando a carga de trabalho aumenta?

EDIT: de acordo com o comentário abaixo, parece que a maioria das CPUs modernas pode reduzir de modo que não esteja limitada às edições mobile.

    

Answer 1

Você pode pensar em um CPU moderno como uma série de centenas de milhões de switches. À medida que a CPU opera, os switches abrem e fecham uns aos outros em padrões complexos.

O calor é causado pela corrente elétrica passando por uma resistência. Quando um interruptor é fechado, ele quase não tem resistência, então quase não é gerado calor. Quando um comutador está aberto, quase nenhuma corrente flui através dele, de forma que quase nenhum calor é gerado. Mas se você tentar abrir e fechar rapidamente, você passa por um estado no qual a corrente está fluindo, mas ainda há resistência. Isso é o que gera o calor.

Quanto mais interruptores estão abrindo e fechando, mais rápido eles tentam abrir ou fechar, e quanto mais eles abrem e fecham, mais calor é gerado.