Кристалл современного процессора может разогреться с 30 °C до 100 °C меньше чем за миллисекунду. Масса кристалла — доли грамма, тепловая ёмкость кремния небольшая, поэтому энергия, выделяемая транзисторами, очень быстро повышает температуру локальных участков.

Причина — высокая плотность мощности. Внутри ядра существуют «горячие зоны» площадью всего несколько квадратных миллиметров, где плотность тепловыделения может достигать десятков или даже сотен ватт на квадратный сантиметр. При этом тепло сначала концентрируется в тонком слое кремния толщиной порядка сотен микрометров.
Дальше тепло должно пройти длинную цепочку: кремний → подложка → припой или TIM → теплораспределительная крышка → термопаста → радиатор. На каждом этапе есть тепловое сопротивление и тепловая ёмкость, поэтому возникает заметная задержка. Радиатор может оставаться почти холодным, когда внутри кристалла уже формируется перегрев.

Поэтому современные процессоры используют не только реактивное, но и предиктивное управление температурой. Контроллер питания отслеживает активность блоков, токи и напряжения и заранее ограничивает частоту или напряжение, если ожидается рост мощности.

Получается, что троттлинг часто срабатывает ещё до того, как радиатор заметит изменение температуры. С точки зрения пользователя это выглядит как мгновенное ограничение частоты, но на самом деле это механизм защиты от очень быстрых локальных перегревов, которые физически невозможно отвести системой охлаждения в реальном времени.