La potencia disipada (y por tanto la temperatura) depende básicamente de la frecuencia del procesador y del voltaje al que esté funcionando, por eso, cuando están en reposo, los procesadores bajan la frecuencia de funcionamiento, lo que les permite también relajar los voltajes. La potencia se disipa en forma de calor, y ahí ya entra en juego la unión del procesador con el IHS (el problema de los Ivy y los Haswell) y el disipador que se encargue de disipar ese calor.
Cuando haces overclock, si es suave, suele bastar con subir el multiplicador de la CPU, lo que aumenta la frecuencia. La potencia disipada aumenta de forma lineal. Si el procesador se vuelve inestable al subir la frecuencia, será necesario subir el voltaje para poder subirlo más, pero el voltaje aumenta la potencia disipada de forma cuadrática, con lo que las temperaturas se dispara.
El hecho de que tenga un núcleo o 20, pues aumenta la potencia disipada linealmente (siempre que se usen todos los núcleos al máximo) pero es menos problemático, porque el calor se reparte en más superficie.