CPU 캐시는 무엇이며 중요합니까?

Ryzen 7 5800X3D와 같은 제품으로 왕관을 획득했습니다. 게임을 위한 최고의 CPU, CPU 캐시가 무엇인지, 애초에 왜 그렇게 중요한지 궁금할 것입니다. 우리는 이미 AMD의 곧 출시될 Ryzen 7000 CPU와 Intel의 13세대 Raptor Lake 프로세서가 더 많은 캐시에 집중할 것이라는 것을 알고 있으며, 이것이 미래에 중요한 사양이 될 것이라는 신호입니다.

하지만 CPU 캐시에 신경을 써야 할까요? 우리는 CPU 캐시가 무엇인지, 왜 그렇게 중요한지, 그리고 게임을 할 때 어떻게 큰 차이를 만들 수 있는지 분석할 것입니다.

CPU 캐시란?

캐시는 내부에 있는 메모리의 양입니다. CPU 자체, 개별 코어에 통합되거나 일부 또는 모든 코어 간에 공유됩니다. PC에서 작업을 수행할 때마다 CPU가 시스템 RAM에서 정보를 가져올 필요가 없도록 프로세서에 직접 상주하는 약간의 전용 메모리입니다. 모든 프로세서에는 적은 양의 캐시가 있습니다. 작은 CPU는 몇 킬로바이트에 불과하지만 큰 CPU는 많은 메가바이트의 캐시를 가질 수 있습니다.

하지만 왜 캐시가 필요한지 궁금할 수 있습니다. RAM이 있을 때, 특히 단일 RAM 스틱이 몇 기가바이트의 메모리를 가질 수 있는 경우. 성능에 관한 모든 것입니다. 1990년대에는 CPU와 RAM 간의 성능 향상 속도가 뚜렷해지기 시작했습니다. 결국 CPU 설계자들은 속도를 높이는 데 초점을 맞추었고, RAM 설계자들은 용량을 늘리고 속도를 무시했습니다. CPU 설계자에게는 RAM 속도가 CPU 성능의 중요한 요소이기 때문에 이것이 문제였습니다. 많은 응용 프로그램에서 CPU-RAM 격차가 클수록 개선하기가 더 어려워집니다. 성능.

캐시가 해결책이었습니다. 캐시는 RAM에 비해 용량이 적지만 빠른 속도가 대부분의 경우 이를 보완합니다. 그러나 캐시는 완벽하지 않습니다. 주요 약점은 크기입니다. 캐시는 얼마나 적게 저장할 수 있는지에 비해 물리적으로 큽니다. 캐시는 또한 노드 축소에 탄력적이므로 CPU의 코어 및 기타 구성 요소는 한 세대에서 다른 세대로 매우 쉽게 축소될 수 있지만 캐시는 훨씬 덜 축소됩니다. 이로 인해 캐시는 매우 비싼 CPU 구성 요소가 되며, 이는 일반적으로 캐시에 저장 공간이 적은 주된 이유 중 하나입니다.

캐시는 어떻게 작동합니까?

캐시의 주류 채택으로 인해 우리가 결국 캐시가 맨 위에, RAM이 중간에, 저장소가 맨 위에 있는 메모리 계층 구조로 끝났습니다. 맨 아래. 이 계층화된 접근 방식을 통해 CPU의 중요한 데이터가 물리적으로 프로세서에 더 가까워지므로 대기 시간이 줄어들고 PC가 빠르게 느껴질 수 있습니다.

캐시에는 L1, L2 및 L3 캐시로 분할되는 자체 계층 또는 캐시 수준이 있습니다. 이들은 모든 종류의 캐시이지만 약간 다른 기능을 수행합니다.

L1 캐시는 캐시의 첫 번째 수준이자 가장 작으며 일반적으로 L1 명령 또는 L1i 및 L1 데이터 또는 L1d로 나뉩니다. CPU 내의 각 코어에는 일반적으로 크기가 몇 킬로바이트에 불과한 전용 L1 캐시 청크가 있습니다. L1 캐시에 저장되는 데이터 종류는 CPU가 방금 사용했거나 곧 사용할 것으로 예상되는 것입니다. CPU가 L1 캐시에 없는 데이터를 필요로 하면 다음 레벨인 L2로 이동합니다.

L1 캐시와 마찬가지로 L2 캐시는 종종 단일 CPU 코어 전용이지만 일부 CPU에서는 여러 코어 간에 공유됩니다. 또한 훨씬 더 큽니다. 예를 들어, Core i9-12900K의 각 P-코어에는 거의 16배인 80KB의 L1 캐시와 1.25MB의 L2 캐시가 있습니다. 그러나 캐시가 클수록 대기 시간이 길어 CPU 코어와 캐시 간에 통신하는 데 더 많은 시간이 걸립니다. CPU가 마이크로초 또는 심지어 나노초 내에 작업을 수행하려는 경우 L2 캐시의 약간 더 높은 대기 시간이 중요합니다. CPU가 L2 캐시 내에서 요청된 데이터를 찾을 수 없으면 다음 레벨인 L3에 묻습니다.

L3 캐시는 큰 문제입니다. CPU 내의 일부 또는 모든 코어 간에 공유되며 큰 문제입니다. 12900K에는 예를 들어 L2 캐시 양의 24배인 30MB의 L3 캐시가 있습니다. L3 캐시의 대기 시간은 L2보다 훨씬 나쁘지만 CPU가 RAM에 필요한 데이터를 요청할 필요가 없도록 큰 L3 캐시를 갖는 것이 정말 중요합니다. 스토리지를 제외하고 RAM은 메모리 계층 구조에서 속도와 대기 시간이 가장 낮고 CPU가 필요한 데이터를 위해 RAM에 액세스해야 할 때마다 모든 것이 중단됩니다. 이상적으로 중요한 것은 엄청난 속도 저하를 방지하기 위해 적어도 L3 캐시 내에 저장됩니다.

일부 CPU에는 L4 캐시도 있지만 일반적으로 CPU 패키지에 있는 RAM으로 작동합니다. Broadwell 아키텍처를 기반으로 한 Intel의 첫 번째 14nm CPU 중 일부에는 128MB의 내장 DRAM이 포함되었으며 회사의 곧 출시될 Sapphire Rapids 서버 CPU는 HBM2와 함께 제공될 수 있습니다. 은닉처.

CPU 캐시가 게임에 중요합니까?

CPU 캐시는 큰 차이를 만듭니다 게임용. 단일 스레드 성능, 클럭당 명령(IPC) 및 클럭 속도는 전통적으로 가장 게임 성능에 중요한 요소인 만큼 캐시가 아마도 경쟁에서 가장 중요한 요소라는 것이 매우 분명해졌습니다. ~ 사이 AMD와 인텔.

캐시는 오늘날 게임이 설계되는 방식 때문에 게임에 매우 중요합니다. 최신 게임에는 무작위성이 많기 때문에 CPU가 간단한 명령을 지속적으로 실행해야 합니다. 캐시가 충분하지 않으면 명령이 쌓이면서 그래픽 카드가 CPU에서 기다려야 합니다. 병목 현상을 일으키다. 얼마나 많은 차이가 있는지에 대한 예를 볼 수 있습니다. AMD의 3D V-캐시 기술 파크라이 6 아래에.

우리는 최근 몇 년 동안 게임을 위해 더 많은 캐시를 사용하는 추세를 보았습니다. AMD의 Ryzen 3000 CPU는 이전 세대보다 L3 캐시가 2배 더 많았고 게임 속도도 훨씬 빨라 Intel을 거의 따라잡았습니다. Ryzen 5000이 출시되었을 때 AMD는 더 많은 캐시를 추가하지 않았지만 CPU 내에서 L3 캐시의 두 블록을 통합하여 대기 시간을 크게 줄이고 게임 성능에서 AMD를 선두에 두었습니다. AMD는 3D V-Cache 기술로 두 배로 성장했습니다. 라이젠 7 5800X3D64MB 칩의 L3 캐시를 CPU 위에 쌓아 총 96MB로, 플래그십 Ryzen 9 5950X보다 더 많습니다.

Intel은 AMD를 따라잡아 왔으며 현재 세대 Alder Lake CPU는 최대 30MB의 대부분의 Ryzen CPU보다 훨씬 적지만 L1 및 L2가 더 많은 L3 캐시 은닉처. 그러나 L3 용량에서 Intel의 단점이 Ryzen 5000 CPU가 게임용으로 훨씬 빠르다는 의미는 아닙니다. Core i9-12900K 검토에서, 우리는 12900K가 게임 성능에 대해 Ryzen 9 5950X와 동점이라는 것을 발견했습니다.

캐시 경쟁은 거의 확실하게 다음에도 계속될 것입니다. Ryzen 7000 및 Raptor Lake CPU. Ryzen 7000은 Ryzen 5000의 L2 캐시가 두 배인 것으로 확인되었으며 V-Cache를 사용하는 더 많은 CPU를 보게 될 것입니다. 한편, Intel에는 자체 버전의 V-Cache가 없지만 Raptor Lake는 CPU 자체에만 Alder Lake보다 훨씬 더 많은 L3 캐시가 있다는 소문이 있습니다.

편집자 추천

• AMD의 최신 V-Cache 칩은 저렴하고 빠르며 게임에 적합합니다.
• PC 구성 요소 및 하드웨어를 테스트하는 방법
• 사람들이 오늘의 Starfield PC 뉴스에 대해 그렇게 화를 내는 이유는 다음과 같습니다.
• 최고의 PC 빌드: 예산, 게임, 비디오 편집 등
• AMD가 MacBook과 같은 게임용 노트북을 활성화했을 수도 있지만 여전히 회의적입니다.