CPU 空闲时消耗的电量是否较少？
现在，我知道我的 CPU 能够进行加速，并且可以在 800MHz 和 4.0GHz 之间进行加速。
我做知道当以 800MHz 运行时，CPU 消耗的电量比全速运行时要少；
我的问题是，如果我禁用速度步进，并让我的时钟始终以 4.0GHz 运行；
当 CPU 周期用于应用程序和空闲周期时，功耗是否存在差异？
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在我的系统上 - 运行 CPU-Z，我可以看到当以静止的4.0GHz，我的CPU的核心电压是.512V，如果我禁用速度步进，我就永远不会看到电压下降；
我手边没有仪表可以真正地测试这一点，这就是我提出这个问题的原因。
以下是最终的改写版本，可能会更好
以静态 4.0GHz 运行且用户使用率为 100% 的 CPU 是否会比空闲周期用于系统空闲过程的 CPU 消耗更多电量？
如果这对 SE 来说太技术性，迁移请求电气工程 SE请。
答案1
CPU 空闲时消耗的电量是否较少？
任何现代 CPU：是的。而那个时代的 980KHz 的旧 6502 或类似产品可能不会。它总是以相同的电压消耗大致相同的电流，如果它无事可做，它就会进入忙等待状态。本质上它总是很忙，即使只做这些：1.“我有工作吗？”2.“没有，那么让我们回到第 1 点。”
但是，您提到的速度（800MHz 和 4.0GHz）指向现代设置，SpeedStep 这个术语也是如此，我记得它主要来自笔记本电脑早期的英特尔 CPU。
CPU 上的工作通常遵循以下模式：
- 读取核心上的指令计数器，并增加一。
- 从该位置读取指令。
- 该指令被解码（如果需要）并被执行。
- 通常，回到开始处。
这意味着 CPU 一直在忙于处理事务。它们处理事务意味着晶体管的状态变化，这会消耗电力。速度越高意味着变化越多，因此消耗的电力也就越多。
现在，如果我们可以使用HLT 指令 当它无事可做时，它就不会消耗（或消耗更少）电量。这意味着，使用更快的 CPU 在更短的时间内完成相同的操作，你不会获得任何好处。
例如
- CPU 速度很慢，完成一项任务需要 20 秒，并且一直消耗 35 瓦的电量。
- 快速 CPU 在 10 秒内完成相同的工作，但在此期间需要 70 瓦。
两种情况下使用的功率（仅就 CPU 而言）是相同的。
不过，还有一个问题，更快的 CPU 通常需要更高的电压才能更快地改变其状态。这意味着它可能消耗相同的电流，但使用的功率会增加。
因此，降低 CPU 频率是有意义的（和当设备有相当长的一段时间没有执行生产性任务时，电压会降低。
回答这部分：
如果我禁用速度步进，并让我的时钟始终以 4.0GHz 运行；当 CPU 周期用于应用程序和空闲周期时，功耗是否会有所不同？
是的，会。如果时钟速度始终为 4.0GHz，电压应该始终足以满足该速度下的运行。不降低电压，就不会节省电量。
至于SpeedStep：
首先，我听说这是奔腾移动时代（P-2、P3、奔腾移动 CPU，...）。那个时代的 Windows/Intel 平台附带了一种称为 SpeedStep 的技术，它允许操作系统降低 CPU 的速度并降低为 CPU 提供的电压。
如今，这种功能更多地存在于硬件中或借助 ACPI，CPU 不仅速度降低，还可以处于几种低功率状态 (C 状态) 之一。其中一些只是停止执行指令，一些关闭芯片的一部分。这部分要复杂得多，因为关闭整个核心、在此之前刷新其缓存并关闭其内存接口也需要时间 (和功率)。将其重新上线也是如此。现代调度程序与多个核心、核心速度、热量预算和功率状态进行复杂的协调。他们这样做并不是因为制作更复杂的芯片很有趣。他们这样做是因为他们可以暂时提高速度 (涡轮增压) 并节省电量。
禁用所有这些功能并始终以相同速度运行会抵消这些优势。只有当您要将芯片推向极限（例如超频时）时，这样做才是明智的，因为它会导致更少的功率波动。
答案2
在相同的频率、电压和倍数下，如果 CPU 在负载下发热，则意味着有更多的功率耗散，这意味着在执行负载所需的指令时会消耗更多的功率。
因此，可以合理地假设，当两个 CPU 都处于空闲状态时，功耗与两个不同 CPU 速度的功耗差异呈线性相关。
例如：在 23C 室温下，同样的 CPU 1 GHZ 和 4 GHZ 之间的温度分别为 28 摄氏度和 32 摄氏度，但在负载下温度会上升到 70 摄氏度（假设风扇速度恒定），降低 CPU 速度将导致空闲时 TDP（热设计功率，单位为瓦）节省 10%。而且看起来在相同速度下负载的功耗相差 80%。
我个人认为，简单的思考比获取和使用信息（尤其是正式和学术信息）能让你事半功倍。建立知识库并加以利用更像是一项组织任务。