რა არის CPU ქეში და არის თუ არა ის მნიშვნელოვანი?

ისეთი პროდუქტებით, როგორიცაა Ryzen 7 5800X3D, გვირგვინს იმსახურებს საუკეთესო CPU სათამაშოდ, ალბათ გაინტერესებთ რა არის CPU-ის ქეში და რატომ არის ეს ასეთი დიდი საქმე პირველ რიგში. ჩვენ უკვე ვიცით, რომ AMD-ის მომავალი Ryzen 7000 პროცესორები და Intel-ის მე-13 თაობის Raptor Lake პროცესორები უფრო მეტ ქეშზე იქნება ფოკუსირებული, რაც მიუთითებს იმაზე, რომ ეს იქნება კრიტიკული სპეციფიკა მომავალში.

მაგრამ უნდა აინტერესებდეთ CPU ქეში? ჩვენ ვაპირებთ გავაანალიზოთ რა არის CPU-ის ქეში, რატომ არის ის ასე მნიშვნელოვანი და როგორ შეუძლია მას მნიშვნელოვანი ცვლილებების შეტანა, თუ თქვენ თამაშს აწარმოებთ.

რა არის CPU ქეში?

ქეში არის მეხსიერების რაოდენობა, რომელიც არის შიგნით თავად CPU, ან ინტეგრირებულია ცალკეულ ბირთვებში, ან გაზიარებულია ზოგიერთ ან ყველა ბირთვს შორის. ეს არის გამოყოფილი მეხსიერების მცირე ნაწილი, რომელიც ცხოვრობს პირდაპირ პროცესორზე, ასე რომ თქვენს პროცესორს არ სჭირდება ინფორმაციის მიღება თქვენი სისტემის ოპერატიული მეხსიერებიდან ყოველ ჯერზე, როდესაც გსურთ რაიმე გააკეთოთ თქვენს კომპიუტერზე. ყველა პროცესორს აქვს მცირე რაოდენობის ქეში, უფრო მცირე პროცესორებს შეუძლიათ მიიღონ მხოლოდ რამდენიმე კილობაიტი, ხოლო დიდ პროცესორებს შეიძლება ჰქონდეთ მრავალი მეგაბაიტი ქეში.

მაგრამ შეიძლება გაინტერესებთ, რატომ არის საჭირო ქეში საერთოდ როდესაც გვაქვს ოპერატიული მეხსიერებაგანსაკუთრებით მაშინ, როდესაც ოპერატიული მეხსიერების ერთი ჯოხი შეიძლება ჰქონდეს რამდენიმე გიგაბაიტი მეხსიერება. ეს ყველაფერი შესრულებაზეა. 1990-იან წლებში CPU-სა და RAM-ს შორის მუშაობის გაუმჯობესების ტემპი აშკარა გახდა. ყოველივე ამის შემდეგ, CPU დიზაინერები ორიენტირებული იყვნენ სიჩქარის გაზრდაზე, ხოლო RAM-ის დიზაინერებს სურდათ სიმძლავრის გაზრდა და უგულებელყოფდნენ სიჩქარეს. CPU-ს დიზაინერებისთვის ეს პრობლემა იყო, რადგან RAM-ის სიჩქარე გადამწყვეტი ფაქტორია CPU-ს მუშაობაში მრავალი აპლიკაციისთვის და რაც უფრო დიდია CPU-RAM უფსკრული, მით უფრო რთული იქნება მისი გაუმჯობესება შესრულება.

ქეში იყო გამოსავალი. მიუხედავად იმისა, რომ ქეშს RAM-თან შედარებით მცირე ტევადობა აქვს, მისი მაღალი სიჩქარე უმეტეს შემთხვევაში ანაზღაურებს მას. თუმცა, ქეში არ არის სრულყოფილი. მისი მთავარი სისუსტე ზომაა; ქეში ფიზიკურად დიდია იმისთვის, თუ რამდენის შენახვა შეუძლია. ქეში ასევე მდგრადია კვანძების შეკუმშვის მიმართ, ასე რომ, სანამ CPU-ის ბირთვები და სხვა კომპონენტები შეიძლება საკმაოდ ადვილად შემცირდეს ერთი თაობიდან მეორეზე, ქეში გაცილებით ნაკლებია. ეს ხდის ქეშს CPU-ის ძალიან ძვირადღირებულ კომპონენტად, რაც არის ერთ-ერთი მთავარი მიზეზი იმისა, რომ ქეშს ჩვეულებრივ აქვს ასეთი მცირე საცავი.

როგორ მუშაობს ქეში?

ქეშის ძირითადი მიღებამ განაპირობა ქეშის და ოპერატიული მეხსიერების უფრო ნიუანსური დანერგვა, სანამ ჩვენ დასრულდა მეხსიერების იერარქიით, ზედა ქეშით, შუაში ოპერატიული მეხსიერებით და მეხსიერებით ქვედა. ეს ეტაპობრივი მიდგომა საშუალებას აძლევს CPU-ს კრიტიკულ მონაცემებს ფიზიკურად უფრო ახლოს იყოს პროცესორთან, ამცირებს შეყოვნებას და ეხმარება თქვენს კომპიუტერს მოქნილობის შეგრძნებაში.

ქეშს აქვს საკუთარი იერარქია, ანუ ქეში დონეები, რომლებიც იყოფა L1, L2 და L3 ქეშად. ეს არის ყველა სახის ქეში, მაგრამ ისინი ასრულებენ ოდნავ განსხვავებულ ფუნქციებს.

L1 ქეში არის ქეშის პირველი დონე და ასევე ყველაზე პატარა, რომელიც ჩვეულებრივ იყოფა L1 ინსტრუქციად ან L1i და L1 მონაცემებად ან L1d. CPU-ის თითოეულ ბირთვს აქვს L1 ქეშის ექსკლუზიური ნაწილი, რომელიც ჩვეულებრივ მხოლოდ რამდენიმე კილობაიტია. L1 ქეშში შენახული მონაცემები არის ის, რაც CPU-მ ახლახან გამოიყენა ან ელოდება მის გამოყენებას. თუ პროცესორს სჭირდება მონაცემები, რომლებიც არ არის L1 ქეშში, ის გადადის შემდეგ დონეზე: L2.

L1 ქეშის მსგავსად, L2 ქეში ხშირად ექსკლუზიურია ერთი CPU ბირთვისთვის, მაგრამ ზოგიერთ CPU-ში ის გაზიარებულია მრავალ ბირთვს შორის. ის ასევე ბევრად, ბევრად უფრო დიდია; მაგალითად, Core i9-12900K-ის თითოეულ P ბირთვს აქვს 80 კილობაიტი L1 ქეში, ასევე 1.25 მეგაბაიტი L2 ქეში, თითქმის 16-ჯერ მეტი. ამასთან, უფრო დიდ ქეშებს აქვთ უფრო მაღალი შეყოვნება, რაც ნიშნავს, რომ მეტი დრო სჭირდება კომუნიკაციას CPU ბირთვსა და ქეშს შორის. როდესაც პროცესორებს სურთ რამის შესრულება რამდენიმე მიკროწამში ან თუნდაც ნანოწამში, L2 ქეშის ოდნავ უფრო მაღალი შეყოვნება მნიშვნელოვანია. თუ CPU ვერ პოულობს მოთხოვნილ მონაცემებს L2 ქეში, ის ითხოვს შემდეგ დონეს: L3.

L3 ქეში დიდი საქმეა: ის გაზიარებულია ზოგიერთ ან ყველა ბირთვს შორის CPU-ში და ის დიდია. 12900K-ს აქვს 30MB L3 ქეში, მაგალითად, 24-ჯერ მეტი L2 ქეში. L3 ქეშის შეყოვნება კიდევ უფრო უარესია, ვიდრე L2, მაგრამ დიდი L3 ქეშის ქონა მართლაც მნიშვნელოვანია, რომ CPU-ს არ დასჭირდეს RAM-ისგან საჭირო მონაცემების მოთხოვნა. მეხსიერების გარდა, RAM-ს აქვს ყველაზე ცუდი სიჩქარე და შეყოვნება მეხსიერების იერარქიაში და როდესაც პროცესორს სჭირდება RAM-ზე წვდომა საჭირო მონაცემებისთვის, ყველაფერი ჩერდება. იდეალურ შემთხვევაში, ყველაფერი მნიშვნელოვანი იქნება შენახული L3 ქეში მაინც, რათა თავიდან აიცილოს მასიური შენელება.

ზოგიერთ პროცესორს აქვს L4 ქეში, მაგრამ ის ჩვეულებრივ ფუნქციონირებს როგორც ოპერატიული მეხსიერება, რომელიც არის CPU პაკეტში. Intel-ის ზოგიერთი პირველი 14nm CPU, რომელიც დაფუძნებულია Broadwell-ის არქიტექტურაზე, მოიცავდა 128MB ჩაშენებულ DRAM-ს და კომპანიის მომავალი Sapphire Rapids სერვერის პროცესორები შეიძლება მოყვეს HBM2, რომელიც გამოიყენება როგორც დამატებითი დონე ქეში.

აქვს თუ არა მნიშვნელობა CPU-ს ქეშს თამაშებისთვის?

CPU ქეში დიდ განსხვავებას ქმნის სათამაშოდ. მიუხედავად იმისა, რომ ერთი ძაფიანი შესრულება, ინსტრუქციები ერთ საათზე (IPC) და საათის სიჩქარე ტრადიციულად ყველაზე მეტია. მნიშვნელოვანი ფაქტორები თამაშების შესრულებაში, ცხადი გახდა, რომ ქეში, ალბათ, ყველაზე მნიშვნელოვანი ფაქტორია მეტოქეობაში შორის AMD და Intel.

ქეში ძალიან მნიშვნელოვანია თამაშებისთვის იმის გამო, თუ როგორ არის შექმნილი თამაშები დღეს. თანამედროვე თამაშებს ბევრი შემთხვევითობა აქვთ, რაც იმას ნიშნავს, რომ პროცესორს მუდმივად სჭირდება მარტივი ინსტრუქციების შესრულება. საკმარისი ქეშის გარეშე, თქვენი გრაფიკული ბარათი იძულებულია დაელოდოს თქვენს CPU-ს, რადგან ინსტრუქციები გროვდება და გამოიწვიოს შეფერხება. თქვენ შეგიძლიათ ნახოთ მაგალითი იმისა, თუ რამხელა განსხვავებაა AMD-ის 3D V-ქეში ტექნოლოგიაში Far Cry 6 ქვევით.

ბოლო წლებში ჩვენ ვნახეთ ტენდენცია უფრო მეტი ქეშისკენ სათამაშოებისთვის. AMD-ის Ryzen 3000 CPU-ებს ჰქონდათ ორჯერ მეტი L3 ქეში, ვიდრე წინა თაობას და ბევრად უფრო სწრაფი იყო თამაშებისთვის, თითქმის ეწეოდა Intel-ს. როდესაც Ryzen 5000 ამოქმედდა, AMD-მ არ დაამატა მეტი ქეში, მაგრამ მან გააერთიანა CPU-ში L3 ქეშის ორი ბლოკი, რამაც მნიშვნელოვნად შეამცირა შეყოვნება და AMD-ს ლიდერობდა თამაშების შესრულებაში. AMD გაორმაგდა თავისი 3D V-Cache ტექნოლოგიით Ryzen 7 5800X3D, რომელიც ათავსებს 64 მბ L3 ქეშის ჩიპს CPU-ს თავზე სულ 96 მბ-ით, რაც უფრო მეტია ვიდრე თუნდაც ფლაგმანი Ryzen 9 5950X.

Intel-ი თამაშობს AMD-თან დაახლოებას და მისი ამჟამინდელი თაობის Alder Lake CPU-ს აქვს 30MB-მდე. L3 ქეში, რომელიც მნიშვნელოვნად ნაკლებია Ryzen CPU-ების უმეტესობაზე, მაგრამ მათ ასევე აქვთ ბევრად მეტი L1 და L2 ქეში. თუმცა, Intel-ის მინუსი L3 სიმძლავრეში არ ნიშნავს იმას, რომ Ryzen 5000 CPU უფრო სწრაფია თამაშებისთვის. ჩვენს Core i9-12900K მიმოხილვაში, ჩვენ აღმოვაჩინეთ, რომ 12900K დაკავშირებული იყო Ryzen 9 5950X-თან სათამაშო შესრულებისთვის.

ქეშისთვის რბოლა თითქმის აუცილებლად გაგრძელდება მომავალთან ერთად Ryzen 7000 და Raptor Lake CPU. დადასტურებულია, რომ Ryzen 7000-ს აქვს ორჯერ მეტი L2 ქეში ვიდრე Ryzen 5000, და ჩვენ ალბათ ვიხილავთ მეტ CPU-ს V-Cache-ის გამოყენებით. იმავდროულად, Intel-ს არ აქვს V-Cache-ის საკუთარი ვერსია, მაგრამ როგორც ამბობენ, Raptor Lake-ს აქვს ბევრად მეტი L3 ქეში ვიდრე Alder Lake, მხოლოდ თავად პროცესორში.

რედაქტორების რეკომენდაციები

• AMD-ის უახლესი V-Cache ჩიპი იაფი, სწრაფი და იდეალურია თამაშებისთვის
• როგორ ვამოწმებთ კომპიუტერის კომპონენტებს და აპარატურას
• აი, რატომ არიან ადამიანები ასე განაწყენებული Starfield PC-ის დღევანდელი ამბების გამო
• საუკეთესო კომპიუტერის კონსტრუქციები: ბიუჯეტი, თამაშები, ვიდეო რედაქტირება და სხვა
• AMD-მ შესაძლოა ახლახან ჩართო MacBook-ის მსგავსი სათამაშო ლეპტოპები, მაგრამ მე მაინც სკეპტიკურად ვარ განწყობილი