局域網SDN技術硬核內幕 - 前傳 CPU裏面有什麼？

大家都知道，計算機的核心是CPU。那麼，CPU裏面到底有什麼呢？
翻開厚厚的《深入理解計算機系統》(Computer Systems:A Programmer’s Perspective)，在第4章終於揭開了CPU的真面目。原來，它是由大量的觸發器和寄存器構成的。而構建寄存器和觸發器的基本單元，則是中學物理課學過的一個概念——晶體管。

這個傢伙內部有大量的觸發器和門電路：

組成觸發器和門電路的基本單元是MOSFET晶體管：

由於MOSFET晶體管工藝的原因，在實際中，它的控制極(柵極)等價於一個電阻和一個電容的串聯：

每當這個晶體管的狀態在0和1之間變化，都伴隨着對電容的充電和放電。放出來的電到哪去了呢？當然是在電阻中轉換爲熱能了。

大家都知道，當CPU的運算負載增加的時候，CPU的溫度也會隨之上升。這種現象的本質原因，就是由於隨着CPU每秒鐘執行運算指令的增加，CPU內部隨着時鐘，發生狀態翻轉的晶體管也在增加，因此造成了散熱的增加。
我們可以用這個公式來得到CPU的發熱量：

其中，P代表功耗(發熱量), f代表工作頻率，k是一個和CPU工作負載、CPU工藝等相關的常數。