前言：
一般电脑发热后，我们就听到了风扇呼呼的声音，这个是电脑的物理散热的机制。除了物理降温，我们当然还有软件降温，而软件降温就和CPU有关了。常见的电脑降温软件有：鲁大师呀，驱动精灵这类的。那么我们就一起来探索这些降温软件是如何实现降温的吧。
一、CPU运行原理
如果要探究降温软件是如何减少CPU能耗来降温的，那么我们应该要了解一些CPU工作的原理。当我们启动电脑时，CPU便开始工作了，怎么工作呢，冯诺依曼体系告诉我们，CPU一直在取指令和执行指令，只是抽象到我们的用户层时，我们就只是单纯的点击按键，然后来实现多种多样的功能。
计算机的底部运算都是二进制的运算（这个和电路的特性有关），然后利用矩阵和数学逻辑的知识将我们需要做的指令打包抽象，于是就有了下面这样CPU取指令和执行指令的图片：
这个图片要表达的两个值的加法操作，例如x=3,y=2,这个程序要实现y=x+y;如果你了解汇编语言，这个是很好理解的。我们一起来熟悉一下这个操作的流程：
（左边内存里面的数字其实是指令操作，例如1940中“1”代表load AC from memory就是从内存里面读取数据存到AC临时存储空间，其中的940我们可以认为是地址。依次类推，之后的5941 和 2941中的“5”和“2”表示的是从内存中读取数据加到AC上；将AC的数据存到内存中）
- 所以我们开始取指令，然后指向指令的操作“1”，得到了X=3的数据，计数器++，准备读取下一条指令；取指令“5”，将Y=2的数据加到AC中，实现了Y=5，计数器++；取指令“2”，执行指令，将AC中的数据存到内存中。就此完成上面的操作。
我要说的重点并不是CPU是如何工作的，而是想要大家知道，从开机一开始CPU就一直在取指令执行指令，从未停止，所以就会产生大量的热量。
二、进程
为什么要说进程呢？我们不是要了解如何让CPU减少耗能吗？这里我们再次的抽象，你可以打开任务管理器，例如，我的这一个（温馨提示，当你要打开任务管理器的时候，不要有大型的任务，不然占CPU过高，会卡顿，如果有腾讯管家也可以先关闭再打开任务管理器，不然也会有卡顿）：
其实我们的这些应用都是作为进程来管理的，当然，进程里面也有线程（这个我们之后博客探讨哦，这里只关注进程）。例如，我们打开一个记事本，此时你查看进程会发现多了一个进程。这些进程会进行抢夺CPU的资源，那么接下来我给出一个最简单的模型——五状态进程模型。
好的，我们看看这个模型，我会从操作系统的角度简单的说一下，首先我们创建一个进程，为它分配PCB数据结构（它就是进程的数据结构，可以先抽象理解），内存等资源，然后它进入就绪队列（这里的就绪态ready）。然后运行，如果超出给定的运行时间片，重新回到就绪态，如果需要读取IO硬盘等操作（因为CPU读取速度比外设的读取速度快了大概几万年左右，所以当程序要读取外设时，我们会把程序变成阻塞态去读取外设，而CPU继续运行下一个指令），那么进入阻塞态，准备好之后又进入就绪态。如果运行结束，那么我们退出，进程交出CPU等资源。
所以，我们可以概括为进程都是在就绪—–运行—–等待这个状态中循环，你会发现此时CPU一直在工作，那么如何实现降温呢？好吧，很简单，让CPU停下来，可是我们可以直接让CPU停下来吗？答案是否定的，我们需要使用指令来让CPU停下来，就像上面“1”“2”“5”这些指令一般，CPU会去执行它们。
三、降温软件原理
那么介绍一个指令HLT（处理器暂停指令），有了这个指令，那么我们可以直接让CPU执行它吗？如果直接这样做，是不妥当的，所以我们需要一个聪明的方法。
再看看上面的就绪队列，既然是队列，那么我们肯定是可以设置优先级别的对吧。如果你足够细心，你会发现CPU中的进程其实是有优先级别的（看看任务管理器就知道啦），这里我们暂不考虑如何去实现它，而是抽象来看，我们可以设置进程的优先级别。
是的，当我们打完一局游戏，电脑很热，而此时CPU依旧一直执行，从不停息，不断产热，风扇呼呼的转，除了物理降温（搬到冰箱里）等操作，我们当然希望有软件也可以实现这样的操作。所以我们可以将HLT这个指令设置为优先级最低的指令。这样，当我们打完游戏，又没什么需要做的，就可以让CPU处于暂停态。让它无限的循环与HLT指令中，除非有一个新的进程进入了就绪队列需要使用CPU而结束循环，其它时候一直让CPU休息。
所以，HLT唯唯诺诺，没有进程时让CPU休息降温，有进程时执行进程。这也就是降温软件的原理了。
四、总结
但是，经验告诉我，手机发热了，“打开鲁大师？不，直接放冰箱”。是的，这种让CPU减少耗能的操作其实我们直接感受到的不够迅速，毕竟没有物理降温快速。但是这个才是根源，我们可以改变电源性能，让CPU自动的调节，当电脑不需要进行游戏等操作时，可以处于低耗阶段，反之，进入游戏阶段（这个阶段就不要想着一边打游戏一边开降温软件降温了，看看上面的例子，你就知道HLT唯唯诺诺，此时物理降温才直接有用）。
温馨小提示，你的电脑清灰了么？
参考文献：
CPUCool是一款计算机程序，可以在Windows环境中让CPU降温，另外还包含支持在Windows环境中最佳化CPU功能。
百度百科地址：
https://baike.baidu.com/item/CPUCool/?fr=aladdin
百度百科：
CPU优化——CPUCool 随着CPU的频率不断加快，CPU的发热量也越来越高。不过，我们除了可以通过CPU风扇来降低CPU的温度，还可以通过一些降温软件来实现CPU的降温。这类软件可以随时监测CPU的使用情况，当CPU空闲时就向CPU发送HLT指令（CPU状态控制指令之一，使CPU不执行任何操作，处于暂停状态），使其进入暂停状态，有外来指令到达CPU时，该类软件再将CPU唤醒，从而减轻CPU的工作量，以达到降温的目的。
发布者：全栈程序员-站长，转载请注明出处：https://javaforall.net/232833.html原文链接：https://javaforall.net
