सीपीयू कैश क्या है और क्या यह महत्वपूर्ण है?

Ryzen 7 5800X3D जैसे उत्पादों के साथ ताज अर्जित किया गेमिंग के लिए सबसे अच्छा CPU, आप शायद सोच रहे होंगे कि सीपीयू कैश क्या है और यह पहली बार में इतनी बड़ी बात क्यों है। हम पहले से ही जानते हैं कि AMD के आगामी Ryzen 7000 CPU और Intel के 13वीं पीढ़ी के Raptor Lake प्रोसेसर अधिक कैश पर ध्यान केंद्रित करेंगे, यह संकेत देते हुए कि यह भविष्य में एक महत्वपूर्ण विशिष्टता होगी।

लेकिन क्या आपको सीपीयू कैश की परवाह करनी चाहिए? हम बताएंगे कि सीपीयू कैश क्या है, यह इतना महत्वपूर्ण क्यों है, और यदि आप गेमिंग कर रहे हैं तो यह कैसे बड़ा अंतर ला सकता है।

सीपीयू कैश क्या है?

कैश मेमोरी की वह मात्रा है जो भीतर होती है सीपीयू ही, या तो अलग-अलग कोर में एकीकृत किया गया है या कुछ या सभी कोर के बीच साझा किया गया है। यह समर्पित मेमोरी का एक छोटा सा टुकड़ा है जो सीधे प्रोसेसर पर रहता है ताकि आपके सीपीयू को हर बार आपके पीसी पर कुछ करने के लिए आपके सिस्टम रैम से जानकारी प्राप्त करने की आवश्यकता न हो। प्रत्येक प्रोसेसर में थोड़ी मात्रा में कैश होता है, छोटे सीपीयू में शायद केवल कुछ किलोबाइट होते हैं जबकि बड़े सीपीयू में कई मेगाबाइट का कैश हो सकता है।

लेकिन आप सोच रहे होंगे कि कैश आखिर क्यों जरूरी है जब हमारे पास RAM होती है, खासकर जब रैम की एक स्टिक में कई गीगाबाइट मेमोरी हो सकती है। यह सब प्रदर्शन के बारे में है। 1990 के दशक में, सीपीयू और रैम के बीच प्रदर्शन में सुधार की गति स्पष्ट होने लगी। आख़िरकार, सीपीयू डिज़ाइनर गति बढ़ाने पर ध्यान केंद्रित कर रहे थे, जबकि रैम डिज़ाइनर क्षमता बढ़ाना चाहते थे और गति की उपेक्षा कर रहे थे। सीपीयू डिजाइनरों के लिए, यह एक समस्या थी क्योंकि सीपीयू के प्रदर्शन में रैम की गति एक महत्वपूर्ण कारक है कई अनुप्रयोगों के लिए, और सीपीयू-रैम अंतर जितना बड़ा होगा, इसमें सुधार करना उतना ही कठिन होगा प्रदर्शन।

कैश समाधान था. हालाँकि RAM की तुलना में कैश की क्षमता कम होती है, लेकिन इसकी उच्च गति ज्यादातर मामलों में इसकी भरपाई कर देती है। हालाँकि, कैश सही नहीं है। इसकी मुख्य कमजोरी आकार है; कैश भौतिक रूप से बड़ा है क्योंकि वह कितना कम संग्रहित कर सकता है। कैश नोड सिकुड़न के प्रति भी लचीला है, इसलिए जबकि सीपीयू में कोर और अन्य घटक एक पीढ़ी से दूसरी पीढ़ी तक काफी आसानी से सिकुड़ सकते हैं, कैश बहुत कम सिकुड़ता है। यह कैश को सीपीयू का एक बहुत महंगा घटक बनाता है, जो मुख्य कारणों में से एक है कि कैश में आमतौर पर इतनी कम मात्रा में भंडारण होता है।

कैश कैसे काम करता है?

कैश को मुख्यधारा में अपनाने के परिणामस्वरूप हमारे समय तक कैश और रैम का अधिक सूक्ष्म कार्यान्वयन हुआ मेमोरी पदानुक्रम के साथ समाप्त हुआ, शीर्ष पर कैश, मध्य में रैम और सबसे नीचे स्टोरेज था तल। यह स्तरीय दृष्टिकोण सीपीयू के लिए महत्वपूर्ण डेटा को भौतिक रूप से प्रोसेसर के करीब रखने की अनुमति देता है, विलंबता को कम करता है और आपके पीसी को तेज़ महसूस करने में मदद करता है।

कैश का अपना पदानुक्रम या कैश स्तर होता है, जो L1, L2 और L3 कैश में विभाजित होता है। ये सभी प्रकार के कैश हैं, लेकिन ये थोड़े अलग कार्य करते हैं।

L1 कैश कैश का पहला स्तर है और सबसे छोटा भी है, जिसे आमतौर पर L1 निर्देश या L1i और L1 डेटा या L1d में विभाजित किया जाता है। सीपीयू के भीतर प्रत्येक कोर में L1 कैश का अपना विशिष्ट हिस्सा होता है, जो आमतौर पर केवल कुछ किलोबाइट बड़ा होता है। L1 कैश में संग्रहीत डेटा वह सामग्री है जिसे CPU ने अभी-अभी उपयोग किया है या आसन्न रूप से उपयोग करने की अपेक्षा करता है। यदि सीपीयू को ऐसे डेटा की आवश्यकता है जो L1 कैश में नहीं है, तो यह अगले स्तर पर जाता है: L2।

L1 कैश की तरह, L2 कैश अक्सर एकल CPU कोर के लिए विशिष्ट होता है, लेकिन कुछ CPU में, इसे कई कोर के बीच साझा किया जाता है। यह भी बहुत, बहुत बड़ा है; उदाहरण के लिए, कोर i9-12900K में प्रत्येक पी-कोर में 80 किलोबाइट L1 कैश है, साथ ही 1.25 मेगाबाइट L2 कैश है, जो लगभग 16 गुना अधिक है। हालाँकि, बड़े कैश में अधिक विलंबता होती है, जिसका अर्थ है कि सीपीयू कोर और कैश के बीच संचार होने में अधिक समय लगता है। जब सीपीयू माइक्रोसेकंड या यहां तक ​​कि नैनोसेकंड में चीजों को पूरा करना चाहते हैं, तो एल2 कैश की थोड़ी अधिक विलंबता मायने रखती है। यदि कोई सीपीयू L2 कैश के भीतर अनुरोधित डेटा नहीं ढूंढ पाता है, तो यह अगला स्तर पूछता है: L3।

L3 कैश एक बड़ी बात है: इसे सीपीयू के भीतर कुछ या सभी कोर के बीच साझा किया जाता है, और यह बड़ा है। 12900K में 30MB L3 कैश है, उदाहरण के लिए, L2 कैश की मात्रा का 24 गुना। L3 कैश की विलंबता L2 से भी बदतर है, लेकिन CPU को आवश्यक डेटा के लिए RAM से पूछने की आवश्यकता से बचाने के लिए एक बड़ा L3 कैश होना वास्तव में महत्वपूर्ण है। स्टोरेज को छोड़कर, मेमोरी पदानुक्रम में रैम की गति और विलंबता सबसे खराब है, और जब भी सीपीयू को आवश्यक डेटा के लिए रैम तक पहुंचने की आवश्यकता होती है, तो चीजें रुक जाती हैं। आदर्श रूप से, बड़े पैमाने पर मंदी को रोकने के लिए किसी भी महत्वपूर्ण चीज़ को कम से कम L3 कैश के भीतर संग्रहीत किया जाना चाहिए।

कुछ CPU में L4 कैश भी होता है, लेकिन यह आमतौर पर CPU पैकेज पर मौजूद RAM के रूप में कार्य करता है। ब्रॉडवेल आर्किटेक्चर पर आधारित इंटेल के कुछ पहले 14 एनएम सीपीयू में 128 एमबी एम्बेडेड डीआरएएम और शामिल थे कंपनी के आगामी सैफायर रैपिड्स सर्वर सीपीयू एचबीएम2 के साथ आ सकते हैं, जिसका उपयोग एक अतिरिक्त स्तर की तरह किया जाता है कैश.

क्या गेमिंग के लिए सीपीयू कैश मायने रखता है?

सीपीयू कैश एक बड़ा अंतर बनाता है गेमिंग के लिए. हालाँकि एकल-थ्रेडेड प्रदर्शन, निर्देश प्रति घड़ी (आईपीसी), और घड़ी की गति को पारंपरिक रूप से सबसे अधिक कहा गया है गेमिंग प्रदर्शन में महत्वपूर्ण कारक, यह बहुत स्पष्ट हो गया है कि प्रतिद्वंद्विता में कैश संभवतः सबसे महत्वपूर्ण कारक है बीच में एएमडी और इंटेल.

गेमिंग के लिए कैश बहुत महत्वपूर्ण है क्योंकि आजकल गेम कैसे डिज़ाइन किए जाते हैं। आधुनिक खेलों में बहुत अधिक यादृच्छिकता होती है, जिसका अर्थ है कि सीपीयू को लगातार सरल निर्देशों को निष्पादित करने की आवश्यकता होती है। पर्याप्त कैश के बिना, आपके ग्राफ़िक्स कार्ड को निर्देशों के ढेर लगने पर आपके सीपीयू पर प्रतीक्षा करने के लिए मजबूर होना पड़ता है रुकावट पैदा करो. इससे कितना फर्क पड़ता है इसका उदाहरण आप देख सकते हैं एएमडी का 3डी वी-कैश प्रौद्योगिकी में फ़ार क्राई 6 नीचे।

हमने हाल के वर्षों में गेमिंग के लिए अधिक कैश की ओर रुझान देखा है। AMD के Ryzen 3000 CPU में पिछली पीढ़ी की तुलना में दोगुना L3 कैश था और गेमिंग के लिए यह बहुत तेज़ था, लगभग Intel के बराबर। जब Ryzen 5000 लॉन्च हुआ, तो AMD ने अधिक कैश नहीं जोड़ा, लेकिन इसने CPU के भीतर L3 कैश के दो ब्लॉकों को एकीकृत कर दिया, जिससे विलंबता बहुत कम हो गई और गेमिंग प्रदर्शन के लिए AMD अग्रणी हो गया। एएमडी ने अपनी 3डी वी-कैश तकनीक को दोगुना कर दिया है रायज़ेन 7 5800X3D, जो कुल 96MB के लिए CPU के शीर्ष पर L3 कैश की 64MB चिप को स्टैक करता है, जो कि फ्लैगशिप Ryzen 9 5950X से भी अधिक है।

इंटेल एएमडी के साथ पकड़ बना रहा है, और इसकी वर्तमान पीढ़ी के एल्डर लेक सीपीयू में 30 एमबी तक की क्षमता है L3 कैश, जो अधिकांश Ryzen CPU से काफी कम है, लेकिन उनमें L1 और L2 भी बहुत अधिक हैं कैश. हालाँकि, L3 क्षमता में Intel की कमी का मतलब यह नहीं है कि Ryzen 5000 CPU गेमिंग के लिए बहुत तेज़ हैं। हमारी कोर i9-12900K समीक्षा में, हमने पाया कि गेमिंग प्रदर्शन के लिए 12900K को Ryzen 9 5950X के साथ जोड़ा गया था।

कैश की दौड़ लगभग निश्चित रूप से आगामी के साथ जारी रहेगी राइज़ेन 7000 और रैप्टर लेक सीपीयू. Ryzen 7000 में Ryzen 5000 के L2 कैश से दोगुना होने की पुष्टि की गई है, और हम संभवतः V-Cache का उपयोग करके अधिक CPU देखेंगे। इस बीच, इंटेल के पास वी-कैश का अपना संस्करण नहीं है, लेकिन अफवाह है कि रैप्टर लेक में सीपीयू में ही एल्डर लेक की तुलना में कहीं अधिक एल3 कैश है।

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