中央處理器（CPU，Central Processing Unit）是一塊超大規(guī)模的集成電路，是一臺計算機的運算核心（Core）和控制核心（ Control Unit）。它的功能主要是解釋計算機指令以及處理計算機軟件中的數(shù)據(jù)。

中央處理器主要包括運算器（算術邏輯運算單元，ALU，Arithmetic Logic Unit）和高速緩沖存儲器（Cache）及實現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)（Data）、控制及狀態(tài)的總線（Bus）。它與內(nèi)部存儲器（Memory）和輸入/輸出（I/O）設備合稱為電子計算機三大核心部件。

物理結構

CPU包括運算邏輯部件、寄存器部件和控制部件等。

邏輯部件

英文Logic components；運算邏輯部件。可以執(zhí)行定點或浮點算術運算操作、移位操作以及邏輯操作，也可執(zhí)行地址運算和轉換。

寄存器

寄存器部件，包括寄存器、專用寄存器和控制寄存器。 通用寄存器又可分定點數(shù)和浮點數(shù)兩類，它們用來保存指令執(zhí)行過程中臨時存放的寄存器操作數(shù)和中間（或最終）的操作結果。 通用寄存器是中央處理器的重要部件之一。

控制部件

英文Control unit；控制部件，主要是負責對指令譯碼，并且發(fā)出為完成每條指令所要執(zhí)行的各個操作的控制信號。

其結構有兩種：一種是以微存儲為核心的微程序控制方式；一種是以邏輯硬布線結構為主的控制方式。

微存儲中保持微碼，每一個微碼對應于一個最基本的微操作，又稱微指令；各條指令是由不同序列的微碼組成，這種微碼序列構成微程序。中央處理器在對指令譯碼以后，即發(fā)出一定時序的控制信號，按給定序列的順序以微周期為節(jié)拍執(zhí)行由這些微碼確定的若干個微操作，即可完成某條指令的執(zhí)行。

簡單指令是由（3～5）個微操作組成，復雜指令則要由幾十個微操作甚至幾百個微操作組成。

cpu的功耗和發(fā)熱量關系

我們不難發(fā)現(xiàn)，很多高功耗處理器往往它的發(fā)熱量也較高，所以在談及CPU的功耗問題時，與其聯(lián)系最緊密的自然就是處理器發(fā)熱。然而，在實際應用中CPU功耗的提升是否帶來明顯的發(fā)熱量增加？而兩者的增長趨勢是否呈現(xiàn)1：1的線性態(tài)勢？

欲探究CPU的實時功耗與溫度的關系，通過下面這個小測試就可以證明。筆者使用酷睿i7 3770K平臺，將CPU未進行超頻，針對空載、游戲、滿載三種環(huán)境，來測試實時功耗與CPU溫度。

空載環(huán)境實時功耗

在空載環(huán)境下，酷睿i7 3770K的CPU溫度為32度，核心溫度為31度，CPU核芯顯卡分度為32度。而在功耗方面，空載環(huán)境下的酷睿i7 3770K實時功耗僅有6.93W。

中負載環(huán)境實時功耗

而在運行3D游戲時，測試平臺CPU溫度為49度，核心溫度分別為38度、48度、44度、35度，核芯顯卡溫度為43度?？犷7 3770K在運行游戲時，實時功耗達到了40.93W。

滿載實時功耗

使用SP 2004將所有CPU核心進行滿載，在此時的處理器功耗與溫度都達到了最高值?？犷7 3770K在滿載環(huán)境下的實時溫度達到了62度，CPU核心溫度分別為59度、62度、58度、51度，核芯顯卡溫度為62度。而在功耗方面，酷睿i7 3770K的滿載實時功耗為53.09W。

CPU溫度與功耗存在何種關系？

首先可以肯定的是，CPU的溫度確實是隨著功耗的增加而增加，而且其提升幅度也比較明顯。根據(jù)實時數(shù)據(jù)可以總結到，酷睿i7 3770K在中負載環(huán)境下增長了17度，而滿載環(huán)境則又增長了13度。

酷睿i7 3770K實時功耗溫度匯總

但是在實時功耗方面，中負載比空載功耗要提升了34W，而滿載功耗更是提高了12.16W。由此可見，中負載環(huán)境下CPU的功耗提升要比滿載還要明顯。

CPU功耗與溫度關系示意圖

從功耗與溫度增長趨勢可以看出，從空載進入到中負載環(huán)境下CPU功耗提升十分明顯，而從中負載進入滿載環(huán)境時功耗增長幅度明顯放緩。由此可以證明，CPU的功耗與溫度的提升曲線并不是一個直線，而是更加類似于曲線，即達到一定峰值之后CPU功耗提升放緩。