Как исследователь с опытом работы в области компьютерных наук и большим интересом к процессорным технологиям, я нахожу процессоры AMD 7800X3D и 7950X3D поистине захватывающими. Эти процессоры заняли первое место в играх не из-за большого количества ядер или тактовой частоты, а из-за впечатляющих размеров кэша. Но что такое кэш процессора?
Процессоры AMD 7800X3D и 7950X3D лидируют по производительности в играх не из-за наибольшего количества ядер или самых высоких тактовых частот, а скорее потому, что они могут похвастаться достаточным объемом кэш-памяти. И все же, что такое кеш процессора? По сути, это означает относительно небольшую, но быструю систему памяти, встроенную в сам процессор. Эта память облегчает быстрый поиск данных для ЦП для выполнения задач с поразительной скоростью.
Связь между количеством ядер процессора и объемом кэша не является простой. Например, 7950X3D по какой-то причине не имеет дополнительного кэша на всех своих ядрах. Хотя наличие достаточного объема кэша может повысить производительность в играх, у него также есть недостатки. Вот что вам следует знать о кеше процессора.
Что такое кэш процессора?
Как компьютерный энтузиаст, я бы описал кэш как крошечную, но мощную память, расположенную непосредственно в процессоре. Он существует в различных формах: либо интегрированный в отдельные ядра, либо общий для некоторых или всех из них. Эта память имеет решающее значение, поскольку она позволяет процессору быстро получать доступ к часто используемым данным без необходимости постоянного извлечения информации из оперативной памяти системы.
Кэш становится важным, несмотря на наличие быстрого SSD-накопителя и более быстрой оперативной памяти из соображений производительности. В 1990-х годах увеличение скорости процессора опережало рост оперативной памяти, что вызывало проблемы у разработчиков процессоров. Чтобы решить эту проблему, они внедрили локальный кэш непосредственно на чипах.
Несмотря на меньшую емкость, чем у оперативной памяти, быстродействие кэша компенсирует этот недостаток. Основным недостатком является высокая стоимость, связанная с плотной упаковкой памяти в небольшой чип, что исторически ограничивало ее широкое использование. Однако инновация AMD с технологией 3D V-Cache позволила увеличить объем кэша, что привело к созданию усовершенствованных игровых чипов.
Как работает кеш? L1, L2, L3 объяснение
Кэш стал широко использоваться, что привело к более совершенным конфигурациям кэша и оперативной памяти. В конечном итоге мы разработали многоуровневую систему памяти с кэшем наверху, за ним следует ОЗУ посередине и хранилище внизу. Эта настройка хранит важные данные рядом с процессором, уменьшая задержку и обеспечивая более быструю работу вашего ПК.
Кэш-память уровня 1 (L1), уровня 2 (L2) и уровня 3 (L3). Хотя все они служат кэшами памяти, каждый из них выполняет уникальную роль в хранении и извлечении данных.
Проще говоря, кэш L1 — это начальный и наименьший уровень кэша памяти в центральном процессоре (ЦП). Каждое ядро ЦП имеет свой собственный кэш L1, размер которого может варьироваться от нескольких килобайт. Данные, сохраненные в этом кэше, включают инструкции или данные, которые процессор недавно использовал или собирается использовать немедленно. Если необходимые данные отсутствуют в кеше L1, ЦП обращается к следующему уровню кеша, называемому кешем L2.
Подобно кешу L1, кеш L2 обычно предназначен только для одного ядра ЦП в большинстве систем, но некоторые процессоры допускают его совместное использование несколькими ядрами. Размер кэша L2 значительно больше; например, каждое P-ядро в Core i9-12900K имеет 80 КБ кэша L1 и 1,25 МБ кэша L2, что примерно в 16 раз больше. Однако кэши большего размера имеют более высокую задержку, а это означает, что обмен данными между ядром ЦП и кэшем занимает больше времени. Когда процессорам необходимо выполнить задачи за микросекунды или даже наносекунды, увеличенная задержка кэша L2 может иметь значение. В таких случаях, если ЦП не может найти нужные данные в кэше L2, он обращается за помощью к следующему уровню: L3.
Как наблюдатель, я бы сказал это так: Кэш L3 играет важную роль в производительности процессора: это общий ресурс для некоторых или всех ядер одного чипа, имеющий значительный размер. Например, AMD 7950X3D может похвастаться впечатляющим кэшем L3 объемом 128 МБ с подключенным 3D V-Cache, тогда как он имеет относительно небольшой кэш L2 объемом 16 МБ. Задержка кэша L3 больше, чем у L2; однако наличие большого кэша L3 имеет решающее значение для снижения зависимости ЦП от доступа к данным из более медленной и менее отзывчивой оперативной памяти. Без достаточного кэша L3 процессору часто приходится ждать, пока более медленная оперативная память предоставит необходимые данные, что приводит к значительной потере производительности.
Некоторые процессоры имеют кэши L4, которые работают аналогично встроенной оперативной памяти. Яркими примерами являются процессоры Intel с архитектурой Broadwell, которые включают 128 МБ встроенной памяти DRAM. В серверном секторе процессоры Intel Sapphire Rapids предлагают память HBM2, выполняющую функцию дополнительного уровня кэша.
Имеет ли значение кеш процессора для игр?
Как исследователь, изучающий производительность в играх, я пришел к выводу, что кэш процессора играет ключевую роль в конкуренции между процессорами AMD и Intel. Хотя однопоточная производительность, количество инструкций на такт (IPC) и тактовая частота долгое время считались ключевыми факторами, мои недавние исследования показывают, что кэш действительно может взять верх.
Современные игры сложны и непредсказуемы и требуют частого выполнения инструкций процессором. Достаточный кэш имеет решающее значение, поскольку он предотвращает задержку работы графического процессора (GPU) длинными строками инструкций, ожидающих обработки процессором. Технология AMD 3D V-Cache в процессорах демонстрирует такое улучшение игровой производительности, как показано на графике ниже.
В последнее время в игровых системах все чаще отдается предпочтение кэшам большего размера. На протяжении многих лет AMD последовательно увеличивала размеры кэша процессоров. В частности, они представили свою революционную технологию 3D V-Cache на Ryzen 7 5800X3D и последующих моделях серии Ryzen 7000.
Intel догоняет AMD, и ее новейшие процессоры оснащены кэшем большего размера, чем предыдущие версии. Это улучшение кэша имеет решающее значение для поддержания конкурентоспособности в играх. Ожидается, что в ближайшем будущем размеры кэша будут продолжать расти, тем самым устанавливая новые стандарты производительности в играх.
Смотрите также
- Обзор Disk Drill Pro: премиум-восстановление данных без подписки
- Как добавить тень в фотошопе
- Хакеры атакуют Microsoft Teams на Mac
- Как вставить видео в PowerPoint
- Эдгар Райт ставит Глена Пауэлла на стартовую площадку «Бегущего человека»
- Лучший процессор для редактирования видео 2024 года для всех бюджетов
- Почему Lair of Squid 1994 года была самой странной пакетной игрой всех времен
- AMD о Ryzen 7 9800X3D: «Нам есть что сказать»
- Эти 9 приложений Steam изменили мой игровой компьютер
- Приготовьтесь увидеть более мрачного и необычного Питера Пэна в «Кошмаре Питера Пэна в Неверленде».
2024-04-26 22:39