CPUによって消費されるすべての電力はどこに行きますか？

CPUのすべての電力消費はどこに行きますか？PCのCPUが消費するすべての電力は熱に変換されますか？それとも、一部は熱に、一部は他の種類のエネルギーに変換されますか？

CPUではそれはすべて熱です。エネルギーを消費するのは0から1への変化であり（最終的にはコンピューターが行うことです）、電荷がある場所から別の場所に移動する必要があるため、熱を引き起こすのはこの電流（電荷の移動）です。$P = I^2 \times R$

理想的には、タスクを実行しないコンピューターはエネルギーを消費しませんが、小さな電荷リークが常にあり、Pentiumのような10億のトランジスタプロセッサでは、小さなリークの組み合わせが依然として多くの電力損失を引き起こします。

ほとんどの（*）CMOSベースのCPUに、そのVCCピンとGNDピンを介して送られる電力は、3つの場所に送られます。

• 電力は、その出力ピンを介してCPUから出て、外部デバイスの「実際の電力」要件を駆動します。LED、LEDバラスト抵抗、伝送線路、伝送線路バイアス抵抗、伝送線路終端抵抗などがその例です。これらの外部デバイスは100％効率的ではないため、その電力の一部または多くの場合、熱に変換され、これらの外部デバイスが暖かくなります。（多くの電流がI / Oパッドリングのトランジスタを流れますが、それらのトランジスタの両端の電圧は比較的小さいです）。多くの場合、これは多くのLEDを駆動する低電力CPUの最大電力です。

• 電力は、I / Oパッドリングのトランジスターで熱に変換され、外部容量を駆動（充電および放電）します。PCBトレースの寄生容量、RAMやその他のCMOSチップの入力ピンの小さなゲート容量、大きなディスクリートFETの大きなゲート容量などは、このような外部容量の例です。各充電/放電サイクルで、その容量に一時的に保存されたエネルギーはすべて、CPUのI / Oパッドトランジスタのチャネルで熱として放散されます。（そのサイクル中に電力がどこに行くかについての瞬時の詳細はより複雑です）。

• （同様に、CPUの入力ピンは通常、一部の外部チップのI / Oパッドリング内のトランジスタによって駆動されます。各充電/放電サイクルで、CPU内のキャパシタンスに一時的に保存されたすべてのエネルギーは、つまり、その外部チップのI / Oパッドトランジスタのチャネル、つまり、CPUの入力ピンを通じて正味電力が出入りすることはありません。

• 電力は、他の内部トランジスタのゲート容量を駆動（充電および放電）する内部コアトランジスタで熱に変換されます。繰り返しますが、各充電/放電サイクルで、その容量に一時的に保存されたすべてのエネルギーは、内部コアトランジスタのチャネルで熱として放散されます。これは、ハイパワーデスクトップCPUの最大のパワーです。

（*）一部の研究者は、内蔵されているロジックリサイクルエネルギーをそれは、むしろ、すべて一時的に内部および外部の容量に蓄積されたエネルギーの熱として放散させるよりも、代わりにそのエネルギーのほとんどを返す（ティック、フラットトップ、および振り子CPUを含む）デバイスへのバックを電源。