ПК-геймерам пора считаться с кешем, и AMD лидирует

Кэш — это не то, о чем думают геймеры на ПК. По крайней мере, так думает AMD в последнее время.

Тем не менее, выпустив 3D V-Cache на Ryzen 7 5800X3D, AMD только что доказала свою правоту. 5800X3D — самый мощный игровой процессор , который вы можете купить, и 3D V-Cache должен быть благодарен за это. Но возникает один вопрос: почему?

Кэш всегда был важен, но AMD решила применить свою упаковку 3D Hybrid Bond для кэширования не просто так. Закончив обзор Ryzen 7 5800X3D , я встретился с Робертом Халлоком, директором по техническому маркетингу AMD, чтобы понять, что кэш делает в играх, почему он важен и почему игры были идеальной целью разработки самого уникального процессора 2022 года.

Какой кеш?

Прежде чем мы поговорим о чем-то еще, нам нужно поговорить о кеше — в частности, о том, что в мире делает кеш процессора, когда вы играете в игры. Кэш достаточно прост: это сверхбыстрый участок памяти вашего процессора, который может хранить инструкции. Халлок объяснил важность кэша следующим образом: «Чем больше инструкций вы можете хранить локально для ЦП, тем меньше времени вам придется потратить на их получение откуда-то еще».

Время (или, точнее, задержка) — это то, что Хэллок называет «великим регулятором производительности». Ваша средняя частота кадров — это просто абстракция задержки, сокращение, которое легче понять, чем количество времени, которое требуется для рендеринга каждого кадра. В этом-то и дело.

По словам Хэллока, «большой задачей» индустрии аппаратного обеспечения является либо скрытие, либо устранение задержки для повышения производительности.

Кэш ЦП содержит инструкции, которые определяют, что делают другие ваши компоненты, и в играх эти инструкции могут сильно меняться. Случайность — это то, что вызывает задержку, так как ваш процессор должен выдавать инструкции для графического процессора, чтобы получить текстуру или модель персонажа (среди десятков других вещей).

Больше кэша означает, что процессору не нужно извлекать данные из оперативной памяти вашей системы, что может увеличить задержку в 10 и более раз.

Это не означает, что больший объем кэш-памяти лучше для игр. Во многом это зависит от игры, но еще важнее от того, когда игра была сделана.

Три ведра

Когда дело доходит до определения целей разработки процессора, такого как Ryzen 7 5800X3D, Хэллок говорит, что игры делятся на три основных сегмента:

• Чувствительность к частоте — League of Legends, Civilization VI
• Чувствительность к задержке — Fortnite, Forza Horizon 4
• Чувствительность графического процессора — Dying Light 2, Red Dead Redemption 2

Сегодня игры очень требовательны, поэтому приведенные выше ведра не идеальны. Такая игра, как Assassin's Creed Valhalla , связана с графическим процессором, задержкой и частотой, но она больше ограничена мощностью вашего графического процессора, поэтому она не получит такой большой пользы от 3D V-Cache. Вы можете видеть это из некоторых моих тестов на диаграмме ниже.

Хэллок старался не делать громких заявлений, потому что то, к чему чувствительна игра, «на самом деле не соответствует жанровым линиям». Более важным показателем является возраст игры. Хэллок указал на более старые игры, такие как Counter-Strike: Global Offensive и Grand Theft Auto V , как на примеры старых игр, которые обычно более чувствительны к частоте. Более новые игры, такие как Far Cry 6 и Halo Infinite , как правило, получают больше преимуществ от большего объема кэш-памяти.

Вы можете видеть это на диаграмме ниже, где Ryzen 7 5800X3D предлагает значительный прирост производительности даже по сравнению с Ryzen 9 5950X в Far Cry 6.

Интерфейс прикладного программирования (API) игры также оказывает огромное влияние. Игры эпохи DirectX 9 обычно более чувствительны к частоте, в то время как более новые игры DirectX 11 и DirectX 12 лучше используют кэш. И такие API, как Vulkan, могут иметь огромное значение. В качестве примера Халлок указал на Dota 2 : «В результате смены API на Vulkan [ Dota 2 ] сильно зависит от производительности кеша».

В конечном счете, преимущество чего-то вроде 3D V-Cache в значительной степени сводится к типу игр, популярных сегодня. Новые API лучше оснащены для использования таких вещей, как 3D V-Cache, но это преимущество зависит от случайности игрока. Хорошим примером здесь являются многопользовательские игры, такие как Apex Legends , где вы можете «случайно столкнуться с врагом или перейти из одного места в другое, потому что только что началась перестрелка».

«Такое поведение игрока заставляет компьютер передумать», — говорит Хэллок. По мере того, как случайность становится все более глубокой в ​​играх, в которые мы играем, роль кеша заключается в перемещении инструкций в нужное место, чтобы максимально снизить задержку.

Это также не идея из левого поля. Глядя на процессоры Ryzen 5000, даже Ryzen 5 5600X имеет на 2 МБ больше кэш-памяти L3, чем Intel Core i9-12900K . Разные архитектуры обрабатывают кеш, ну, по-разному, но ясно, что AMD учла эту спецификацию. Учтите, что Ryzen 5 5600X за 300 долларов приближается к флагману Intel в играх, несмотря на то, что он вдвое дешевле и имеет на 10 ядер меньше.

Пост-частота

С Ryzen 7 5800X3D в комнате большой слон: частота. Он на 200 МГц медленнее, чем Ryzen 7 5800X, и его невозможно разогнать без серьезных обходных путей . Но Хэллок говорит, что мы вступаем во времена, когда частота менее важна, по крайней мере, в промежутке.

«Вся индустрия какое-то время колеблется в районе 5 ГГц. И мы признаем это. Идея изучения интересных упаковочных технологий — попытка выйти из этого тупика».

Частота важна, и Хэллок говорит, что наряду с упаковкой и процессом она является мощным инструментом в наборе инструментов. Тем не менее, это правда, что мы видим меньше пользы от увеличения частоты. Взгляните на Core i9-12900KS в качестве яркого примера, где даже повышение частоты на 300 МГц практически не дает пользы в играх.

Разгон — это другой вопрос, случай компромисса, учитывая, что многие современные игры не масштабируются с частотой так, как это делают старые игры. Все сводится к напряжению и тепловым характеристикам, а детали не обеспечивают достаточного запаса для безопасного и простого разгона. Хэллок говорит, что AMD «посчитала, что было бы неправильно не сделать этого».

Это компромисс, который признает Халлок, и со временем, по его словам, AMD «продолжит расширять границы возможного» и что компания намерена приносить такие преимущества, как разгон чипов с 3D-стеком в будущих выпусках.

С нетерпением жду

Ryzen 7 5800X3D — замечательный чип, разработанный с нуля для игр, в которые мы играем сегодня, вместо бесконечной погони за IPC (инструкций за такт), которая продолжается уже 30 лет. А 3D V-Cache — это лишь первое применение технологии AMD 3D Hybrid Bond, которая позволяет AMD исследовать размещение разных модулей на одном чипе.

Это интересный продукт, но он также показывает, что важно для компьютерных игр сегодня. Хэллок говорит, что это может помочь людям сделать паузу и взглянуть на то, как будет выглядеть высокопроизводительный игровой ПК в будущем, потому что, судя по производительности Ryzen 7 5800X3D, он начинает выглядеть совсем по-другому.

Эта статья является частью ReSpec — продолжающейся раз в две недели колонки, которая включает обсуждения, советы и подробные отчеты о технологиях, лежащих в основе компьютерных игр.