AMD’s 7800X3D og 7950X3D holder topplaceringen i CPU’er til spil, ikke fordi de har flest kerner eller de højeste clockhastigheder, men fordi de har mest cache. Men hvad er CPU-cache alligevel? Det er en lille mængde superhurtig hukommelse med hurtig adgang, der er indbygget i selve chippen, og hjælper den med at få de data, den har brug for til operationer, med lynende hastighed.
Afkastene er dog ikke lineære – der er en grund til, at 7950X3D ikke har yderligere cache på alle sine kerner. Faktisk er der nogle ulemper ved at have masser af ekstra cache at arbejde med, selvom det hjælper med at øge spilydelsen. Her er alt, hvad du behøver at vide om CPU-cache.
Hvad er CPU-cache?
Cache er mængden af hukommelse, der er i selve CPU’en, enten integreret i individuelle kerner eller delt mellem nogle eller alle kerner. Det er en lille smule dedikeret hukommelse, der bor direkte på processoren, så din CPU ikke behøver at hente information fra dit system RAM, hver gang du vil gøre noget på din pc. Hver processor har en lille mængde cache, med mindre CPU’er, der måske kun får et par kilobyte, mens store CPU’er kan have mange megabyte værd i cache.
Få din ugentlige nedtagning af teknologien bag pc-spil
Men hvorfor er cache nødvendig, hvis vi allerede har hurtig SSD-lagring og endnu hurtigere RAM? Det handler om ydeevne. I 1990’erne holdt RAM-hastigheden ikke trit med CPU-behovene, hvilket var et problem for CPU-designere. Løsningen var at tilføje lokal cache til selve chipsene.
Selvom cachen har begrænset kapacitet sammenlignet med RAM, gør dens høje hastighed op for det. Den eneste ulempe er, at det er dyrt at pakke hukommelse ind i en lille chip, så den er typisk ikke blevet brugt i større mængder. Med 3D V-Cache fandt AMD imidlertid en måde at få det til at fungere, og nu har vi mere ydende spilchips at vise til.
Hvordan fungerer cache? L1, L2, L3 forklaret
Den almindelige anvendelse af cache resulterede i mere nuancerede implementeringer af cache og RAM, indtil vi endte med hukommelseshierarkiet, med cache øverst, RAM i midten og lager i bunden. Denne trindelte tilgang tillader kritiske data for CPU’en at være fysisk tættere på processoren, hvilket reducerer latens og hjælper din pc til at føles hurtig.
Cache har sit eget hierarki eller cache-niveauer, som er opdelt i L1, L2 og L3 cache. Disse er alle slags cache, men de udfører lidt forskellige funktioner.
L1 cache er det første niveau af cache og også det mindste, normalt opdelt i L1 instruktion eller L1i og L1 data eller L1d. Hver kerne i en CPU har sin eksklusive del af L1-cache, som normalt kun er et par kilobyte stor. Den slags data, der er gemt i L1-cachen, er ting, som CPU’en lige har brugt eller forventer at bruge umiddelbart. Hvis CPU’en har brug for data, der ikke er i L1-cachen, går den til næste niveau: L2.
Ligesom L1-cache er L2-cache ofte eksklusiv for en enkelt CPU-kerne, men i nogle CPU’er er den delt mellem flere kerner. Det er også meget, meget større; for eksempel har hver P-kerne i Core i9-12900K 80 kilobyte L1-cache samt 1,25 megabyte L2-cache, næsten 16 gange så meget. Større caches har dog højere latency, hvilket betyder, at det tager længere tid for kommunikation at ske mellem CPU-kernen og cachen. Når CPU’er ønsker at udrette ting i løbet af mikrosekunder eller endda nanosekunder, betyder den lidt højere latenstid på L2-cachen. Hvis en CPU ikke kan finde anmodede data i L2-cachen, spørger den det næste niveau: L3.
L3-cache er en stor ting: Den deles mellem nogle eller alle kerner i en CPU, og den er stor. 7950X3D har for eksempel 128 MB L3-cache med sin påboltede 3D V-Cache, mens den kun har 16 MB L2-cache. Latenstiden for L3-cache er endnu værre end L2, men at have en stor L3-cache er virkelig vigtigt for at forhindre, at CPU’en behøver at bede RAM’en om nødvendige data. Bortset fra lagring har RAM den værste hastighed og latens i hukommelseshierarkiet, og hver gang CPU’en skal have adgang til RAM’en for nødvendige data, kan tingene gå i stå.
Nogle CPU’er har endda L4-cache, men det fungerer normalt som RAM, der er på CPU-pakken. Nogle af Intels første 14nm CPU’er baseret på Broadwell-arkitekturen inkluderede 128 MB indlejret DRAM, og virksomhedens Sapphire Rapids server-CPU’er kan komme med HBM2, som lidt bruges som et ekstra niveau af cache.
Betyder CPU-cache noget for spil?
CPU-cache gør en stor forskel for spil. Selvom single-threaded performance, instruktioner per clock (IPC) og clock-hastighed traditionelt er blevet sagt at være de vigtigste faktorer i gaming-ydeevne, er det blevet meget klart, at cache nok er den vigtigste faktor af alt i rivaliseringen mellem AMD og Intel.
Cache er så vigtig for spil på grund af, hvordan spil er designet i dag. Moderne spil har en masse tilfældigheder, hvilket betyder, at CPU’en konstant skal udføre simple instruktioner. Uden nok cache er dit grafikkort tvunget til at vente på din CPU, da instruktionerne hober sig op og forårsager en flaskehals. Du kan se et eksempel på, hvor stor en forskel det gør med AMDs 3D V-Cache-teknologi i CPU-ydeevnegrafen i gaming nedenfor.
Vi har set en tendens til mere cache til spil i de seneste år. AMD har øget sine CPU-cache-mængder i årevis og fordoblet med sin 3D V-Cache-teknologi på Ryzen 7 5800X3D og dens efterfølgere i Ryzen 7000-generationen
Intel har spillet efterhånden med AMD, og dens seneste generation af CPU’er har mere cache end nogensinde før, hvilket hjælper dem med at forblive konkurrencedygtige inden for spil. Det virker sandsynligt, at cache-mængderne vil fortsætte med at stige i de kommende år, hvilket yderligere skubber grænserne for spilydeevnen.
Støt vores arbejde ❤️
Hvis du kunne lide denne artikel, kan du overveje at give drikkepenge for at hjælpe os med fortsat at udgive kvalitetsindhold.
