当您正在享受自己最喜欢的游戏时，您发现了一些异常情况 – 系统上的风扇发出的噪音比平时更大。
为了了解当前的问题，您打开了值得信赖的温度监控应用程序，却发现 CPU 和 GPU 的温度失控。
但为什么你的系统上的计算单元如此活跃呢？是因为你的游戏对系统要求太高，还是与垂直同步有关？
为什么机器上的 CPU 和 GPU 发热？
现代游戏机上的 CPU 和 GPU 可以做很多事情。无论是运行具有逼真图形的游戏还是在几秒钟内渲染高分辨率视频，没有什么是现代计算机做不到的。也就是说，就像人类一样，计算机需要能量来执行这些任务，但与我们不同的是，计算机依靠电力来执行操作。
因此，为了以 60 FPS（每秒帧数）运行游戏，CPU 和 GPU 通过称为晶体管的电子开关来传输电力。这会导致开关根据 CPU 或 GPU 的时钟频率打开或关闭。正是 CPU 和 GPU 中晶体管的这种重复运行，才让您的计算机焕发活力。也就是说，正是这种电力导致您的系统升温。
但为什么为游戏提供动力的东西会导致机器发热呢？
嗯，你看，根据焦耳加热定律，导体中产生的热量与流过导体的电流的平方成正比。因此，随着计算单元的电流消耗增加，其产生的热量也会增加。
为什么游戏会让您系统上的粉丝疯狂？
现在我们对系统发热的原因有了基本的了解，我们可以看看为什么游戏对于您的机器来说是一项如此密集的任务。
您会看到，游戏表面上可能看起来很简单，但 CPU、GPU 和内存系统正在全速运行以提供高帧速率。要了解为什么游戏要求如此之高，让我们看看您的系统在渲染游戏时需要做什么。
当你打开游戏时，CPU就会出现，游戏的程序数据就会从硬盘移动到系统RAM中。之后，CPU处理数据并将其发送到VRAM（用于处理显示数据的专用存储器）。接下来，GPU 处理数据，根据您的游戏玩法创建场景，并将渲染信息存储在 VRAM 中。然后显示器根据其刷新率定期提取这些数据。
这看似微不足道，但 GPU 必须每秒处理数据 60 次并将其发送到显示器，才能提供流畅的 60 FPS 体验。此外，如果您有全高清显示器，您的 GPU 必须处理 200 万像素的渲染信息。另一方面，如果您有 4k 显示器，GPU 必须处理绘制超过 800 万像素的数据。
因此，总而言之，您的 GPU 必须每 16 毫秒处理 800 万个点的颜色、阴影和纹理信息，并将其传送到显示器，才能提供流畅的游戏体验。
现在需要进行大量的数字运算；毫无疑问，在玩要求较高的游戏时，您的 GPU 和 CPU 会变热。
了解帧速率、刷新率和屏幕撕裂
如前所述，GPU 生成图像并将其存储在 VRAM 中。GPU 执行此任务的速率称为帧速率，它与场景的复杂性成正比。
因此，如果您玩的游戏计算并不复杂，GPU 可以以更快的速度渲染图像，并每秒将数据发送到 VRAM 100 次，从而提供 100 FPS 的帧速率。也就是说，如果您正在玩启用光线追踪的游戏，GPU 将必须处理更多数据，从而降低 FPS。
另一方面，显示器的刷新率是指显示器从 VRAM 收集数据的速率。因此，如果您的面板提供 60 赫兹刷新率，显示器将每 16.6 毫秒（1/60 秒）访问 VRAM 中的信息。
所以，如果你观察一下，你的显示器的刷新率是恒定的，而 GPU 的帧速率是可变的。正是这种差异导致了屏幕撕裂；方法如下。
假设您的 GPU 正在处理数据以创建要在屏幕上显示的图像，并且由于视觉效果并不复杂，因此它会立即创建场景。现在，为了使一切正常工作，显示器应该从 VRAM 获取图像并同时显示图像，但由于 GPU 的工作速度比显示器快，因此不会从 VRAM 获取数据。
当屏幕上的图像未更新时，GPU 正在处理数据以创建显示器上显示的下一个图像并写入 VRAM。此时，显示器从VRAM中读取数据。
因此，显示屏上的图像中间会出现撕裂，因为这些图像来自两个不同的帧。为了解决这个问题，我们有了V-Sync。
启用垂直同步后会发生什么？
没有人喜欢屏幕撕裂，为了解决这个问题，游戏行业提出了垂直同步技术。V-Sync 是 Vertical Synchronization（垂直同步）的缩写，可同步显示器和 GPU，从而避免画面撕裂。
为此，垂直同步将 GPU 的帧速率限制为恒定速率。因此，显示器从 VRAM 收集数据的速率与 GPU 将数据推入 VRAM 的速率相同，从而防止屏幕撕裂。
此外，启用垂直同步后，您的 GPU 不会将自身推至极限，因为它会根据显示器的刷新率处理图像数据。
为什么禁用垂直同步后 CPU 和 GPU 温度会升高？
禁用垂直同步后，显示器的刷新率和 GPU 帧率不同步。因此，GPU 将自身推向极限，并根据场景的复杂性将数据发送到 VRAM。由于需要处理和管理更多数据，这会给 GPU 和 CPU 带来大量负载。
GPU 和 CPU 负载的增加会导致计算单元消耗更多电流，从而提高系统温度。
启用垂直同步来冷却您的 CPU 和 GPU
禁用垂直同步可能会导致系统变热，但系统温度过高可能有多种原因。因此，如果启用垂直同步无法降低 GPU 温度，您可以考虑其他可能导致系统升温的因素。
