Procesory AMD 7800X3D i 7950X3D zajmują czołowe miejsca wśród procesorów do gier, nie dlatego, że mają najwięcej rdzeni lub najwyższe prędkości taktowania, ale dlatego, że mają najwięcej pamięci podręcznej. Ale czym właściwie jest pamięć podręczna procesora? To niewielka ilość superszybkiej pamięci o szybkim dostępie wbudowanej w sam układ, która pomaga mu uzyskać dane potrzebne do działania z błyskawiczną prędkością.
Zwroty nie są jednak liniowe — jest powód, dla którego 7950X3D nie ma dodatkowej pamięci podręcznej na wszystkich rdzeniach. W rzeczywistości posiadanie dużej ilości dodatkowej pamięci podręcznej ma pewne wady, nawet jeśli pomaga zwiększyć wydajność w grach. Oto wszystko, co musisz wiedzieć o pamięci podręcznej procesora.
Czym jest pamięć podręczna procesora?
Pamięć podręczna to ilość pamięci, która znajduje się w samym procesorze, zintegrowana w poszczególnych rdzeniach lub współdzielona przez niektóre lub wszystkie rdzenie. Jest to niewielki kawałek dedykowanej pamięci, która znajduje się bezpośrednio w procesorze, dzięki czemu procesor nie musi pobierać informacji z pamięci RAM za każdym razem, gdy chcesz coś zrobić na komputerze. Każdy procesor ma niewielką ilość pamięci podręcznej, przy czym mniejsze procesory otrzymują może tylko kilka kilobajtów, podczas gdy duże procesory mogą mieć wiele megabajtów pamięci podręcznej.
Otrzymaj cotygodniowy przegląd technologii gier komputerowych
Ale dlaczego pamięć podręczna jest konieczna, skoro mamy już szybką pamięć SSD i jeszcze szybszą pamięć RAM? Wszystko zależy od wydajności. W latach 90. prędkość pamięci RAM nie nadążała za potrzebami procesora, co stanowiło problem dla projektantów procesorów. Rozwiązaniem było dodanie lokalnej pamięci podręcznej do samych układów.
Chociaż pamięć podręczna ma ograniczoną pojemność w porównaniu do pamięci RAM, jej wysoka prędkość to rekompensuje. Jedynym minusem jest to, że pakowanie pamięci do małego układu jest drogie, więc zazwyczaj nie jest używane w większych ilościach. Jednak dzięki 3D V-Cache AMD znalazło sposób, aby to działało, a teraz mamy bardziej wydajne układy do gier, które mogą to pokazać.
Jak działa pamięć podręczna? Wyjaśnienie L1, L2, L3
Powszechne przyjęcie pamięci podręcznej doprowadziło do bardziej niuansowych implementacji pamięci podręcznej i RAM, aż w końcu otrzymaliśmy hierarchię pamięci, z pamięcią podręczną na górze, pamięcią RAM pośrodku i pamięcią masową na dole. To podejście warstwowe pozwala, aby krytyczne dane dla procesora znajdowały się fizycznie bliżej procesora, zmniejszając opóźnienia i pomagając komputerowi działać sprawnie.
Pamięć podręczna ma swoją własną hierarchię lub poziomy pamięci podręcznej, które są podzielone na pamięć podręczną L1, L2 i L3. Są to wszystkie rodzaje pamięci podręcznej, ale wykonują one nieco inne funkcje.
Pamięć podręczna L1 jest pierwszym poziomem pamięci podręcznej, a także najmniejszym, zwykle podzielonym na instrukcję L1 lub L1i i dane L1 lub L1d. Każde jądro w procesorze ma swój wyłączny fragment pamięci podręcznej L1, który zwykle ma tylko kilka kilobajtów. Rodzaj danych przechowywanych w pamięci podręcznej L1 to rzeczy, których procesor właśnie użył lub spodziewa się użyć w najbliższej przyszłości. Jeśli procesor potrzebuje danych, których nie ma w pamięci podręcznej L1, przechodzi do następnego poziomu: L2.
Podobnie jak pamięć podręczna L1, pamięć podręczna L2 jest często wyłączna dla pojedynczego rdzenia procesora, ale w niektórych procesorach jest współdzielona przez wiele rdzeni. Jest również o wiele, wiele większa; na przykład każdy rdzeń P w procesorze Core i9-12900K ma 80 kilobajtów pamięci podręcznej L1, a także 1,25 megabajta pamięci podręcznej L2, prawie 16 razy więcej. Jednak większe pamięci podręczne mają większe opóźnienie, co oznacza, że komunikacja między rdzeniem procesora a pamięcią podręczną zajmuje więcej czasu. Kiedy procesory chcą wykonać zadanie w ciągu mikrosekund lub nawet nanosekund, nieznacznie większe opóźnienie pamięci podręcznej L2 ma znaczenie. Jeśli procesor nie może znaleźć żądanych danych w pamięci podręcznej L2, prosi o następny poziom: L3.
Pamięć podręczna L3 to poważna sprawa: jest współdzielona przez niektóre lub wszystkie rdzenie procesora i jest duża. Na przykład 7950X3D ma 128 MB pamięci podręcznej L3 z przykręconą pamięcią podręczną 3D V-Cache, podczas gdy tylko ma 16 MB pamięci podręcznej L2. Opóźnienie pamięci podręcznej L3 jest jeszcze gorsze niż L2, ale posiadanie dużej pamięci podręcznej L3 jest naprawdę ważne, aby zapobiec konieczności proszenia RAM-u o potrzebne dane przez CPU. Poza pamięcią masową, RAM ma najgorszą prędkość i opóźnienie w hierarchii pamięci, a kiedykolwiek CPU potrzebuje dostępu do RAM-u w celu uzyskania wymaganych danych, wszystko może się zatrzymać.
Niektóre procesory mają nawet pamięć podręczną L4, ale zwykle działa ona jako pamięć RAM, która znajduje się w pakiecie procesora. Niektóre z pierwszych 14-nanometrowych procesorów Intela opartych na architekturze Broadwell zawierały 128 MB wbudowanej pamięci DRAM, a procesory serwerowe Sapphire Rapids tej firmy mogą być wyposażone w pamięć HBM2, która jest używana jako dodatkowy poziom pamięci podręcznej.
Czy pamięć podręczna procesora ma znaczenie w grach?
Pamięć podręczna procesora ma duże znaczenie dla gier. Chociaż wydajność pojedynczego wątku, liczba instrukcji na zegar (IPC) i prędkość zegara były tradycyjnie uważane za najważniejsze czynniki wydajności gier, stało się jasne, że pamięć podręczna jest prawdopodobnie najważniejszym czynnikiem w rywalizacji między AMD i Intel.
Pamięć podręczna jest tak ważna dla gier ze względu na sposób, w jaki gry są obecnie projektowane. Nowoczesne gry mają dużo losowości, co oznacza, że procesor stale musi wykonywać proste instrukcje. Bez wystarczającej ilości pamięci podręcznej karta graficzna jest zmuszona czekać na procesor, ponieważ instrukcje się kumulują i powodują wąskie gardło. Możesz zobaczyć przykład, jak dużą różnicę to robi dzięki technologii 3D V-Cache firmy AMD na poniższym wykresie wydajności procesora w grach.
W ostatnich latach zaobserwowaliśmy tendencję do zwiększania pamięci podręcznej w grach. AMD zwiększa ilość pamięci podręcznej procesora od lat i podwoiło ją dzięki technologii 3D V-Cache w procesorach Ryzen 7 5800X3D i ich następcach z generacji Ryzen 7000
Intel stara się dogonić AMD, a jego najnowsze generacje procesorów mają więcej pamięci podręcznej niż kiedykolwiek wcześniej, co pomaga im pozostać konkurencyjnymi w grach. Wydaje się prawdopodobne, że ilość pamięci podręcznej będzie nadal rosła w nadchodzących latach, jeszcze bardziej przesuwając granice wydajności gier.
Wesprzyj naszą pracę ❤️
Jeśli spodobał Ci się ten artykuł, rozważ pozostawienie napiwku, aby pomóc nam dalej publikować wartościowe treści.
