CPU önbelleği nedir ve önemli midir?

Ryzen 7 5800X3D gibi ürünlerle tacı kazanan oyun için en iyi CPU, muhtemelen CPU önbelleğinin ne olduğunu ve bunun neden bu kadar önemli olduğunu merak ediyorsunuz. AMD'nin yaklaşmakta olan Ryzen 7000 CPU'ları ve Intel'in 13. nesil Raptor Lake işlemcilerinin daha fazla önbelleğe odaklanacağını zaten biliyoruz, bu da bunun gelecekte kritik bir özellik olacağını gösteriyor.

Ancak CPU önbelleğini önemsemeli misiniz? CPU önbelleğinin ne olduğunu, neden bu kadar önemli olduğunu ve oyun oynuyorsanız nasıl büyük bir fark yaratabileceğini inceleyeceğiz.

CPU önbelleği nedir?

Önbellek, içindeki bellek miktarıdır. CPU'nun kendisi, ya bireysel çekirdeklere entegre edilir ya da çekirdeklerin bazıları ya da tümü arasında paylaşılır. Bu, doğrudan işlemci üzerinde yaşayan küçük bir ayrılmış bellek parçasıdır, böylece PC'nizde her işlem yapmak istediğinizde CPU'nuzun sistem RAM'inizden bilgi almasına gerek kalmaz. Her işlemcinin az miktarda önbelleği vardır; daha küçük CPU'lar belki sadece birkaç kilobayt alırken, büyük CPU'lar birçok megabayt değerinde önbelleğe sahip olabilir.

Ancak önbelleğin neden gerekli olduğunu merak ediyor olabilirsiniz. RAM'imiz olduğunda, özellikle tek bir RAM çubuğunun birkaç gigabayt belleğe sahip olabileceği durumlarda. Her şey performansla ilgili. 1990'larda, CPU'lar ve RAM arasındaki performans iyileştirmelerinin hızı belirginleşmeye başladı. Ne de olsa CPU tasarımcıları hızı artırmaya odaklanırken, RAM tasarımcıları kapasiteyi artırmak isteyip hızı ihmal ettiler. CPU tasarımcıları için bu bir problemdi çünkü RAM hızı CPU performansında çok önemli bir faktördür. birçok uygulama için ve CPU-RAM boşluğu ne kadar büyük olursa, iyileştirme o kadar zor olur verim.

Önbellek çözümdü. Önbellek, RAM'e kıyasla küçük bir kapasiteye sahip olsa da, yüksek hızı çoğu durumda bunu telafi eder. Ancak önbellek mükemmel değil. Ana zayıflığı boyutudur; önbellek, ne kadar az depolayabileceğine göre fiziksel olarak büyüktür. Önbellek ayrıca düğüm küçülmelerine karşı dirençlidir, bu nedenle bir CPU'daki çekirdekler ve diğer bileşenler bir nesilden diğerine kolayca küçülürken, önbellek çok daha az küçülür. Bu, önbelleği bir CPU'nun çok pahalı bir bileşeni haline getirir ve bu, önbelleğin genellikle bu kadar küçük bir depolama alanına sahip olmasının ana nedenlerinden biridir.

Önbellek nasıl çalışır?

Önbelleğin ana akım olarak benimsenmesi, önbellek ve RAM'in daha incelikli uygulamalarıyla sonuçlandı. en üstte önbellek, ortada RAM ve en altta depolama olmak üzere bellek hiyerarşisi ile sona erdi. alt. Bu kademeli yaklaşım, CPU için kritik verilerin işlemciye fiziksel olarak daha yakın olmasını sağlayarak gecikmeyi azaltır ve PC'nizin hızlı çalışmasına yardımcı olur.

Önbelleğin kendi hiyerarşisi veya L1, L2 ve L3 önbelleğine bölünmüş önbellek seviyeleri vardır. Bunların hepsi önbellek türleridir, ancak biraz farklı işlevleri yerine getirirler.

L1 önbelleği, önbelleğin ilk düzeyidir ve aynı zamanda en küçüğüdür, genellikle L1 talimatına veya L1i ve L1 verilerine veya L1d'ye bölünür. Bir CPU içindeki her çekirdek, genellikle yalnızca birkaç kilobayt büyüklüğünde olan özel L1 önbellek öbeğine sahiptir. L1 önbelleğinde saklanan veri türü, CPU'nun az önce kullandığı veya yakında kullanmayı beklediği şeylerdir. CPU, L1 önbelleğinde olmayan verilere ihtiyaç duyarsa, bir sonraki seviyeye geçer: L2.

L1 önbelleği gibi, L2 önbelleği de genellikle tek bir CPU çekirdeğine özeldir, ancak bazı CPU'larda birden çok çekirdek arasında paylaşılır. Aynı zamanda çok, çok daha büyük; örneğin, Core i9-12900K'deki her bir P-çekirdeği, 80 kilobayt L1 önbelleğe ve ayrıca 1,25 megabayt L2 önbelleğe sahiptir; bu, yaklaşık 16 kat daha fazladır. Ancak, daha büyük önbelleklerin gecikme süresi daha yüksektir, bu da CPU çekirdeği ile önbellek arasında iletişimin gerçekleşmesinin daha fazla zaman aldığı anlamına gelir. CPU'lar işleri mikrosaniyeler hatta nanosaniyeler içinde gerçekleştirmek istediğinde, L2 önbelleğinin biraz daha yüksek gecikme süresi önemlidir. Bir CPU, istenen verileri L2 önbelleğinde bulamazsa, bir sonraki seviye olan L3'ü sorar.

L3 önbelleği çok önemlidir: bir CPU içindeki çekirdeklerin bazıları veya tümü arasında paylaşılır ve büyüktür. 12900K, 30MB L3 önbelleğe sahiptir, örneğin L2 önbellek miktarının 24 katı. L3 önbelleğinin gecikmesi, L2'den bile daha kötüdür, ancak büyük bir L3 önbelleğine sahip olmak, CPU'nun gerekli verileri RAM'den istemesini önlemek için gerçekten önemlidir. Depolama dışında RAM, bellek hiyerarşisinde en kötü hıza ve gecikmeye sahiptir ve CPU'nun gerekli veriler için RAM'e erişmesi gerektiğinde işler durma noktasına gelir. İdeal olarak, büyük bir yavaşlamayı önlemek için önemli olan her şey en azından L3 önbelleğinde saklanacaktır.

Hatta bazı CPU'larda L4 önbellek bulunur, ancak genellikle CPU paketinde bulunan RAM olarak işlev görür. Intel'in Broadwell mimarisine dayalı ilk 14nm CPU'larından bazıları 128MB yerleşik DRAM içeriyordu ve Şirketin yaklaşan Sapphire Rapids sunucu CPU'ları, ekstra bir seviye gibi kullanılan HBM2 ile gelebilir. önbellek.

CPU önbelleği oyun oynamak için önemli mi?

CPU önbelleği büyük bir fark yaratıyor oyun için. Tek iş parçacıklı performans, saat başına yönergeler (IPC) ve saat hızının geleneksel olarak en çok performans gösterdiği söylenmesine rağmen Oyun performansındaki önemli faktörler, önbelleğin muhtemelen rekabette en önemli faktör olduğu çok açık hale geldi. arasında AMD ve Intel.

Önbellek, oyunların günümüzde tasarlanma biçiminden dolayı oyun oynamak için çok önemlidir. Modern oyunlar çok fazla rastgeleliğe sahiptir, bu da CPU'nun sürekli olarak basit talimatları yürütmesi gerektiği anlamına gelir. Yeterli önbellek olmadan, talimatlar biriktikçe grafik kartınız CPU'nuzda beklemek zorunda kalır ve darboğaza neden olmak. ile ne kadar fark yarattığına dair bir örnek görebilirsiniz. AMD'nin 3D V-Cache'i teknoloji Uzak Ağlama 6 altında.

Son yıllarda oyunlar için daha fazla önbelleğe doğru bir eğilim gördük. AMD'nin Ryzen 3000 CPU'ları önceki nesle göre iki kat daha fazla L3 önbelleğe sahipti ve oyun oynamak için çok daha hızlıydı, neredeyse Intel'i yakalıyordu. Ryzen 5000 piyasaya sürüldüğünde, AMD daha fazla önbellek eklemedi, ancak CPU içindeki iki L3 önbellek bloğunu birleştirerek gecikmeyi büyük ölçüde azalttı ve AMD'yi oyun performansında lider konuma getirdi. AMD, 3D V-Cache teknolojisi ile performansını ikiye katladı. Ryzen 7 5800X3Damiral gemisi Ryzen 9 5950X'ten bile daha fazla olmak üzere toplam 96 MB olmak üzere CPU'nun üzerine 64 MB'lık bir L3 önbellek yongası yerleştirir.

Intel, AMD'yi yakalamaya çalışıyor ve mevcut nesil Alder Lake CPU'ları 30 MB'a kadar Çoğu Ryzen CPU'dan önemli ölçüde daha az olan L3 önbelleği, ancak aynı zamanda çok daha fazla L1 ve L2'ye sahiptir. önbellek. Ancak Intel'in L3 kapasitesindeki dezavantajı, Ryzen 5000 CPU'ların oyun oynamak için çok daha hızlı olduğu anlamına gelmiyor. Core i9-12900K incelememizde12900K'nın oyun performansı açısından Ryzen 9 5950X ile eşit olduğunu bulduk.

Önbellek yarışı neredeyse kesin olarak yaklaşan Ryzen 7000 ve Raptor Lake CPU'lar. Ryzen 7000'in Ryzen 5000'den iki kat daha fazla L2 önbelleğe sahip olduğu doğrulandı ve muhtemelen V-Cache kullanan daha fazla CPU göreceğiz. Bu arada, Intel'in kendi V-Cache sürümü yok, ancak Raptor Lake'in sadece CPU'nun kendisinde Alder Lake'den çok daha fazla L3 önbelleğe sahip olduğu söyleniyor.

Editörlerin Önerileri

• AMD'nin en yeni V-Cache yongası ucuz, hızlı ve oyun oynamak için mükemmel olduğunu kanıtladı
• PC bileşenlerini ve donanımını nasıl test ediyoruz?
• İnsanların bugünün Starfield PC haberlerine bu kadar üzülmesinin nedeni bu.
• En iyi bilgisayar yapıları: bütçe, oyun, video düzenleme ve daha fazlası
• AMD, MacBook benzeri oyun dizüstü bilgisayarlarını etkinleştirmiş olabilir, ancak yine de şüpheliyim