CPU工作电压

CPU 工作电压 (VCORE) 是提供给 CPU（数字电路）、GPU 或其他包含处理核心的设备的电源电压。 CPU 使用的功率量，以及它散发的热量，是这个电压和它消耗的电流的乘积。在现代 CPU 中，它们是 CMOS 电路，电流几乎与时钟速度成正比，CPU 在时钟周期之间几乎没有电流。 （但是，请参见亚阈值泄漏。）

为了节省电力和管理热量，许多笔记本电脑和台式机处理器都具有电源管理功能，软件（通常是操作系统）可以使用该功能动态调整时钟速度和核心电压。

通常，稳压器模块将 5V 或 12V 或其他电压转换为 CPU 所需的任何 CPU 工作电压。

趋势是降低核心电压，从而节省电力。 这给 CMOS 设计人员带来了挑战，因为在 CMOS 中，电压仅接地，电源电压、FET 的源极、栅极和漏极端子只有电源电压或零电压。

MOSFET 公式： I D = k ( ( V G S − V t n ) V D S − ( V D S / 2 ) 2 ) 表示 FET 提供的电流 I D {displaystyle I_{D}} 正比于栅极-源极电压减去阈值电压 V t n { displaystyle V_{tn}} ，这取决于 FET 的沟道和栅极的几何形状及其物理特性，尤其是电容。 要降低 V t n {displaystyle V_{tn}}（降低电源电压和增加电流所必需的），必须增加电容。 然而，被驱动的负载是另一个 FET 栅极，因此它所需的电流与电容成正比，因此需要设计人员将电容保持在较低水平。

因此，降低电源电压的趋势与高时钟速度的目标背道而驰。只有光刻技术的改进和阈值电压的降低才能同时提高两者。 另一方面，上面显示的公式适用于长沟道 MOSFET。 随着 MOSFET 的面积每 18-24 个月减半（摩尔定律），MOSFET 开关两端之间的距离（称为沟道长度）变得越来越小。 这改变了端电压和电流之间关系的性质。

对处理器进行超频会以系统稳定性为代价提高其时钟速度。 承受更高的时钟速度通常需要以功耗和散热为代价的更高核心电压。 这称为过电压。 过电压通常涉及运行处理器超出其规格，这可能会损坏它或缩短 CPU 寿命。

双电压 CPU 采用分轨设计，因此处理器核心可以使用较低的电压，而外部输入/输出 (I/O) 电压保持在 3.3 伏，以实现向后兼容性。

单电压CPU在整个芯片上使用单一电源电压，同时提供I/O电源和内部电源。截至2002年Microprocessor#Market统计，大多数CPU都是单电压CPU。Pentium MMX之前的所有CPU都是单电压 CPU。

当提高时钟速度和更精细的半导体制造工艺导致过热和电源问题（尤其是笔记本电脑）时，引入双电压 CPU 是为了提高性能。 使用电压调节器，外部 I/O 电压电平被转换为较低电压以降低功耗，从而减少热量，从而能够在更高频率下运行。

VRT 是旧版 Intel P5 奔腾处理器的一项功能，通常用于移动环境。 它指的是将核心电压电源与 I/O 电压分开。 VRT 处理器具有 3.3 V I/O 和 2.9 V 内核电压，与 I/O 和内核电压均为 3.3 V 的典型奔腾处理器相比可节省功耗。 所有 Pentium MMX 和更高版本的处理器都采用了这种所谓的分离轨电源。