Apa itu Ryzen 3D V-Cache, dan mengapa bagus untuk bermain game?

Inti dan frekuensi biasanya menjadi spesifikasi utama yang dilihat orang saat membeli CPU, tetapi teknologi 3D V-Cache AMD telah mengubah semua itu. Ryzen 7 5800X3D pada tahun 2022 membuktikan bahwa cache adalah faktor terpenting dalam hal performa gaming, dan AMD adalah mampu mengubah CPU gaming kelas menengah menjadi penantang mahkota gaming hanya dengan menambahkan apa yang oleh perusahaan dijuluki "3D V-Cache".

3D V-Cache bukan hanya kata kunci pemasaran atau gimmick seperti "pemrosesan ledakan" Sega Genesis, melainkan solusi untuk salah satu masalah terbesar yang pernah dihadapi industri semikonduktor. Bahkan tanpa itu, 3D V-Cache telah terbukti menjadi cara terbaik untuk menawarkan lebih banyak CPU premium dan kelas atas tanpa banyak usaha dari pihak AMD.

Apa itu cache?

Bahkan sebelum kita berbicara tentang 3D V-Cache, kita perlu berbicara tentang cache lama biasa. Dahulu kala, komputer menggunakan dua jenis penyimpanan dasar: hard drive dan memori akses acak (RAM). Hard drive lambat tetapi dapat menyimpan banyak data, sedangkan RAM hanya dapat menyimpan data dalam jumlah kecil tetapi sangat cepat. Pengaturan ini bekerja dengan baik hingga laju peningkatan kinerja CPU mulai melebihi RAM pada 1990-an, dan RAM perlu lebih cepat agar prosesor tidak mengalami hambatan.

Solusinya adalah cache. Jenis memori ini adalah a banyak lebih kecil dari RAM tetapi memiliki kinerja yang lebih besar, dan itu terletak tepat di dalam prosesor daripada di suatu tempat di motherboard. Ini menciptakan hierarki memori, dengan cache di bagian atas, RAM di tengah, dan penyimpanan (seperti hard drive dan solid-state drive) di bagian bawah. Namun, cache akhirnya mengembangkan hierarkinya sendiri, dengan berbagai tingkat kinerja dan kapasitas yang disesuaikan dengan kebutuhan setiap chip. (Ini juga berlaku untuk prosesor jenis lain seperti GPU.)

Saat ini, CPU high-end tipikal memiliki cache level 1 (atau L1), L2, dan L3. Cache L1 sangat kecil dan diberikan kepada masing-masing inti untuk memproses instruksi kecil secepat mungkin. Cache L2 diberikan ke sekelompok inti untuk penggunaan eksklusif tetapi lebih besar, terkadang dengan urutan besarnya, dan disimpan di luar inti individu mana pun. Cache L3 biasanya digunakan bersama oleh semua inti pada satu CPU dan seringkali merupakan tingkat terbesar dan terakhir. Beberapa CPU yang sangat khusus bahkan dilengkapi dengan cache L4, yang biasanya tidak ada pada CPU itu sendiri melainkan sejenis RAM yang diletakkan pada paket CPU, seperti cache HBM2 Xeon Generasi ke-4.

Apa itu V-Cache 3D?

3D V-Cache hanyalah sebuah chip yang tidak memiliki apa-apa selain cache di dalamnya, dan CPU Ryzen 5000 dan Ryzen 7000 dirancang dengan mempertimbangkan kompatibilitas 3D V-Cache. Setiap chip 3D V-Cache, atau chiplet, memiliki cache L3 sebesar 64MB, dua kali lipat jumlah chiplet komputasi Zen tunggal. Anda mungkin berpikir 3D V-Cache harus dihitung sebagai cache L4 karena ini bukan bagian dari CPU itu sendiri, tetapi sebenarnya AMD menginstal chiplet ini secara vertikal pada chiplet komputasi, tempat semua inti dan cache berada, dan ini adalah Dimana 3D V-Cache branding berasal dari.

Ryzen 7 5800X3D adalah CPU AMD pertama yang menggunakan teknologi ini, dan sebagai satu-satunya CPU 3D V-Cache di generasinya, ini pada dasarnya adalah uji coba. Ryzen 7 5800X (tanpa V-Cache) memiliki L3 32MB, tetapi 5800X3D memiliki tiga kali lipat pada 96MB. Inti dari menambahkan semua cache ini adalah untuk mencegah CPU perlu berkomunikasi dengan RAM sebanyak mungkin karena RAM jauh lebih lambat daripada cache L3. Untuk sebagian besar aplikasi, ini terlalu banyak cache, tetapi ada satu jenis perangkat lunak yang menyukai cache: game.

Game umumnya tidak memerlukan banyak inti CPU dan tenaga kuda mentah untuk berjalan dengan baik, melainkan membutuhkan CPU untuk memproses banyak data kecil sesegera mungkin. Lagi pula, sebagian besar gamer PC ingin menjalankan game mereka pada 60 FPS atau lebih tinggi, yang berarti bingkai baru setidaknya setiap 16,67 md. 5800X3D berada di atas sana dengan performa gaming Ryzen 9 5950X dan Core i9-12900K, dan masih bertahan dengan baik terhadap Ryzen 9 7950X Dan Inti i9-13900K. Kapan CPU Ryzen 7000X3D diluncurkan tahun ini, mereka hampir pasti akan menjadi chip game tercepat di pasar.

Yang mengatakan, 3D V-Cache tidak sempurna, karena CPU yang menggunakan V-Cache memiliki kecepatan clock yang lebih rendah daripada non-3D. Cache ekstra menggantikan frekuensi yang lebih rendah di game, tetapi di aplikasi lain, ada sedikit penurunan performa. Karena alasan ini, 3D V-Cache mungkin tidak pernah menjadi default untuk CPU Ryzen.

Apa yang istimewa dari 3D V-Cache?

Pada akhirnya, 3D V-Cache hanyalah sebuah chip dengan cache di dalamnya dan performa gaming 5800X3D yang luar biasa lebih menunjukkan betapa hebatnya cache untuk bermain game daripada 3D V-Cache yang menawarkan level baru pertunjukan. Tapi 3D V-Cache tidak revolusioner untuk cache, melainkan untuk cara prosesor dibangun dan solusi potensial untuk salah satu masalah terbesar industri: kematian Hukum Moore.

Bahkan jika tidak ada krisis manufaktur, 3D V-Cache masih merupakan cara yang efektif untuk menawarkan produk tingkat antusias.

Hukum Moore adalah prediksi bahwa chip tercepat dua tahun dari sekarang akan memiliki transistor dua kali lipat dari chip tercepat yang ada saat ini. Transistor adalah komponen terkecil dari sebuah prosesor, dan lebih banyak transistor biasanya berarti kinerja yang lebih baik. Karena prosesor hanya bisa sebesar itu, memenuhi ekspektasi Hukum Moore berarti mencapai lebih tinggi kepadatan, dan kepadatan yang lebih tinggi dicapai terutama melalui penggunaan proses pembuatan yang lebih baik (juga disebut node). Singkatnya, industri secara tradisional mampu mengikuti Hukum Moore dengan menggunakan proses atau simpul terbaru.

Selama dekade terakhir, Hukum Moore mendukung kehidupan karena mengembangkan node baru yang lebih baik sangatlah sulit. Laju peningkatan kepadatan telah melambat secara signifikan sehingga perusahaan mungkin tidak dapat memenuhi ekspektasi Hukum Moore, yang berarti kemajuan teknologi melambat. Cache, khususnya, sangat tahan terhadap peningkatan kepadatan, dan baru tahun lalu, TSMC mengumumkan versi awal dari proses 3nm tidak akan memiliki kepadatan cache yang lebih besar dari 5nm.

3D V-Cache adalah solusi cerdas untuk masalah ini. Dengan menempatkan sebagian besar cache CPU pada chipletnya sendiri, AMD dapat mendedikasikan lebih banyak ruang pada chip komputasi untuk transistor logika, yang membentuk inti individual dan jauh lebih mudah untuk menyusut daripada cache. Selain itu, ini berarti AMD dapat menggunakan node yang lebih lama dan lebih murah untuk chip V-Cache sambil menyimpan node mutakhir untuk chiplet komputasi. Kita sudah bisa melihat AMD menerapkan teori desain ini ke GPU-nya; RX 7900 XTX dan XT memiliki satu chip GPU utama yang dikelilingi oleh enam chiplet lain yang berisi semua cache L3.

Bahkan jika tidak ada krisis manufaktur, 3D V-Cache masih merupakan cara yang efektif untuk menawarkan produk tingkat antusias. AMD tidak perlu merancang CPU khusus untuk bermain game (yang akan menyulitkan AMD untuk menghasilkan keuntungan), juga tidak AMD perlu membuat CPU utamanya hadir dengan lebih banyak cache daripada yang diperlukan (yang akan membuat setiap CPU menjadi penghalang mahal). 3D V-Cache sangat sederhana namun merupakan pengubah permainan; itu mungkin, bahkan mungkin, kita akan melihat perusahaan seperti Intel meniru kesuksesan 3D V-Cache dengan chip cache mereka sendiri.