Покупая новый процессор, вы, скорее всего, столкнетесь с множеством различных характеристик процессора, таких как ядра, тактовая частота, TDP и производственный процесс. Еще одним важным аспектом аппаратного обеспечения ЦП является кэш-память, которая отвечает за повышение производительности ЦП за счет хранения часто используемых данных на самом ЦП.
Кэш-память ЦП была разработана для удовлетворения потребностей процессоров, когда они опережали скорость системной памяти (ОЗУ) в 1980-х годах. Сегодняшние процессоры имеют огромный объем кэш-памяти по сравнению с ранними компьютерами, и это жизненно важный аспект того, что делает современные вычисления эффективными. Давайте разберемся в иерархии кэш-памяти ЦП и в том, как она влияет на производительность ЦП.
Связанный
Помимо очевидного, вот 6 вещей, которые следует помнить при покупке процессора
Прежде чем покупать следующий процессор, не забудьте изучить базовые характеристики и совместимость.
В чем разница между кэшем L1, L2 и L3?
Зачем процессорам нужны все три?
До 1980-х годов скорость процессора и оперативной памяти была достаточно низкой, поэтому замедление последней не было большой проблемой. Однако скорость оперативной памяти не могла соответствовать скорости процессора, и требовался новый тип более быстрой памяти. Именно это привело к развитию кэш-памяти ЦП. Эта встроенная память работала намного быстрее, чем системная память (фактически, примерно в 10–100 раз быстрее), и процессорам больше не приходилось ждать, пока данные будут извлечены из относительно более медленной оперативной памяти.
Теперь кеш-память ЦП неоднородна — она существует в трех (иногда четырех) вариантах, а именно L1, L2 и L3. Основные различия между этими тремя вариантами будут заключаться в скорости, емкости и стоимости. В то время как кэш L1 или основной кэш расположен ближе всего к отдельному ядру ЦП, кэш L2 находится немного дальше, а кэш L3 находится дальше всего от ядра.
Кэш L1 — это самый быстрый, но самый маленький буфер памяти ядра ЦП, обычно измеряемый в килобайтах. Кэш L1 хранит данные, которые, скорее всего, потребуются вашему процессору при выполнении определенных операций. Будучи примерно в 100 раз быстрее системной памяти, это первое место, куда ваш процессор обращается для получения необходимых ему данных. Далее он разделен на кеш инструкций и кеш данных. Кэш инструкций, как следует из названия, хранит информацию об операции, которая должна быть выполнена, а кеш данных хранит данные, над которыми должна быть выполнена операция.
Каждое ядро ЦП имеет свою собственную кэш-память L2, такую же, как и кэш L1. Кэш L2, измеряемый в мегабайтах современных процессоров, медленнее, чем кеш L1, но все же примерно в 25 раз быстрее, чем системная память (ОЗУ). Кэш L2 почти всегда больше кэша L1, обычно около 6–12 МБ на большинстве современных процессоров.
Наконец, кеш L3, или кеш последнего уровня, является самым медленным, но самым большим буфером памяти, доступным для ЦП (и при этом в 10 раз быстрее, чем ОЗУ). В отличие от кэша L1 и L2, кэш L3 используется всеми ядрами ЦП. Обычно на большинстве современных процессоров вы увидите около 24–36 МБ кэш-памяти L3, в то время как процессоры AMD Ryzen X3D могут иметь до 128 МБ 3D V-Cache (разновидность кэша L3).
Связанный
Intel против AMD: какой процессор должен работать на вашем ПК в 2024 году?
Поскольку рынок процессоров для настольных ПК стал более жестким, чем когда-либо, что выбрать — AMD или Intel?
Как процессор использует различные кэши памяти?
Кэшировать или не кэшировать
Поток данных между различными формами памяти вашего компьютера выглядит следующим образом: основное хранилище, системная память (ОЗУ), кэш L3, кэш L2, кэш L1. Когда процессору требуется доступ к данным для выполнения определенной операции, он начинает с самой быстрой доступной памяти — кэша L1. Если он не находит его в кэше L1, он переходит к кэшу L2, а затем к кэшу L3.
Если ЦП находит необходимые данные в любом из трех кешей, это называется попаданием в кеш. Если этого не происходит и происходит обращение к системной памяти, это называется промахом кэша. Естественно, идеальный сценарий заключается в том, что ЦП всегда находит все, что ищет, в кэше первого уровня. Однако даже кэши L2 и L3 работают значительно быстрее, чем ОЗУ, и не вызывают заметной задержки у пользователя.
Кэш-память ЦП предназначена для уменьшения задержки системы за счет обеспечения доступа к все более быстрым формам кэш-памяти. Поскольку скорость оперативной памяти увеличивается с развитием оперативной памяти DDR5, общая задержка системы снижается, но встроенная кэш-память процессоров остается решающим фактором во всем уравнении.
Связанный
Частота оперативной памяти и задержка: что важнее?
Что определяет скорость вашей оперативной памяти? Частота или задержка?
Насколько важна кэш-память в современных процессорах?
Стоит ли вам зацикливаться на этом?
Почти все современные процессоры имеют достаточный объем кэш-памяти L1, L2 и L3 для выполнения повседневных операций. Кроме того, кеш-память ЦП — не единственное, что определяет производительность ЦП. Однако, если вы ищете максимальную производительность в играх и не хотите идти на компромисс, кэш-память становится более важной, чем когда-либо. Благодаря процессорам AMD Ryzen X3D важность кэша L3 для игровой производительности стала горячей темой.
Процессоры AMD, такие как Ryzen 7 5800X3D, Ryzen 7 7800X3D и Ryzen 7 9800X3D, среди прочих, обладают огромным объемом быстрой кэш-памяти третьего уровня, что позволяет им достигать показателей FPS, недоступных на процессорах, отличных от X3D. Именно это делает эти процессоры лучшими процессорами для игр на сегодняшний день. Короче говоря, с вашим игровым ПК будет все в порядке даже без процессора AMD X3D, но если вы сможете его приобрести, вы не пожалеете об этом, при условии, что вы не фанат производительности.
Связанный
4 вещи, которые нужно знать, прежде чем инвестировать в процессор AMD X3D
Процессоры AMD Ryzen X3D не имеют себе равных для игр, но прежде чем покупать их, следует запомнить несколько вещей.
