A resposta dependerá de qual CPU você está falando. Onde e quantos sensores são necessários depende do fabricante.
Com os chips x86 da Intel, eles tendem a ter um sensor térmico por núcleo e um para o pacote inteiro, no mínimo. Então, um quad core tem pelo menos cinco. Eles estão embutidos no próprio wafer, então você não conseguirá praticamente localizá-los, mesmo após o delidding, mas você pode usar o valor SHC do silício dopado como uma aproximação da capacidade de calor da unidade.