Ryzen 3D V-Cache とは何ですか? なぜゲームに適しているのですか?

かつて人々が CPU を購入する際に注目する主な仕様はコアと周波数でしたが、AMD の 3D V キャッシュ テクノロジによってすべてが変わりました。 2022 年の Ryzen 7 5800X3D は、ゲームのパフォーマンスに関してはキャッシュが最も重要な要素であることを証明し、AMD は 同社が「3D」と呼んだものを追加するだけで、ミッドレンジのゲーム用 CPU をゲームの王冠の候補に変えることができます。 Vキャッシュ」。

3D V-Cache は、単なるマーケティングのバズワードや、セガ ジェネシスの「ブラスト処理」のようなギミックではなく、半導体業界がこれまで直面した最大の問題の 1 つに対する解決策です。 それがなくても、3D V-Cache は、AMD 側で多くの労力を費やすことなく、さらにプレミアムおよびハイエンドの CPU を提供できる優れた方法であることが証明されています。

キャッシュとは何ですか?

3D V キャッシュについて話す前に、通常の古いキャッシュについて話す必要があります。 昔、コンピュータはハード ドライブとランダム アクセス メモリ (RAM) という 2 つの基本的なタイプのストレージを使用していました。 ハードドライブは低速ですが大量のデータを保存できますが、RAM は少量のデータしか保存できませんが、非常に高速です。 この配置は、1990 年代に CPU パフォーマンスの向上のペースが RAM を上回り始め、プロセッサがボトルネックにならないように RAM の高速化が必要になるまではうまく機能しました。

解決策はキャッシュでした。 このような思い出は、 多く RAM よりも小さいですが、パフォーマンスはさらに優れており、マザーボード上のどこかではなく、プロセッサー内に直接配置されています。 これにより、最上位にキャッシュ、中央に RAM、最下位にストレージ (ハード ドライブやソリッド ステート ドライブなど) というメモリ階層が作成されました。 しかし、キャッシュは最終的に、各チップのニーズに合わせてさまざまなレベルのパフォーマンスと容量を備えた独自の階層を開発しました。 (これは、GPU などの他の種類のプロセッサにも当てはまります。)

現在、一般的なハイエンド CPU にはレベル 1 (または L1)、L2、および L3 キャッシュが搭載されています。 L1 キャッシュは非常に小さく、小さな命令をできるだけ早く処理するために各コアに与えられます。 L2 キャッシュは、専用のコアのクラスターに与えられますが、場合によっては桁違いに大きく、個々のコアの外部に保存されます。 L3 キャッシュは通常、単一の CPU 上のすべてのコアによって共有され、多くの場合最大かつ最終層になります。 一部の非常にニッチな CPU には L4 キャッシュが搭載されている場合もあります。これは通常、CPU 自体にはなく、第 4 世代 Xeon の HBM2 キャッシュなど、CPU パッケージに搭載される RAM の一種です。

3D Vキャッシュとは何ですか?

3D V-Cache は単純にキャッシュのみを搭載したチップであり、Ryzen 5000 および Ryzen 7000 CPU は 3D V-Cache との互換性を念頭に置いて設計されています。 各 3D V キャッシュ チップ、つまりチップレットには 64 MB の L3 キャッシュがあり、これは単一の Zen コンピューティング チップレットの 2 倍です。 3D V-Cache は CPU 自体の一部ではないため、L4 キャッシュとしてカウントされるべきだと思うかもしれませんが、AMD は実際には これらのチップレットは、すべてのコアとキャッシュが配置されるコンピューティング チップレット上に垂直にインストールされます。 どこ 3D V-キャッシュブランディングの由来。

Ryzen 7 5800X3D は、このテクノロジーを使用した最初の AMD CPU であり、同世代の唯一の 3D V キャッシュ CPU として、基本的にはテスト実行でした。 Ryzen 7 5800X (V キャッシュなし) には 32MB の L3 がありますが、5800X3D にはその 3 倍の 96MB があります。 このキャッシュを追加する最大の目的は、RAM が L3 キャッシュよりもはるかに遅いため、CPU が RAM と通信する必要をできる限り回避することでした。 ほとんどのアプリケーションにとって、これはキャッシュが多すぎますが、キャッシュを好むソフトウェアの 1 つがゲームです。

一般に、ゲームを適切に実行するには多くの CPU コアや生の馬力は必要ありませんが、CPU が大量の小さなデータをできるだけ早く処理することが必要です。 結局のところ、ほとんどの PC ゲーマーは 60 FPS 以上でゲームを実行したいと考えています。これは、少なくとも 16.67 ミリ秒ごとに新しいフレームを生成することを意味します。 5800X3D は、ゲーム パフォーマンスにおいて Ryzen 9 5950X および Core i9-12900K と同等であり、依然として Ryzen 9 7950X と コアi9-13900K. いつ Ryzen 7000X3D CPU 今年発売されれば、ほぼ確実に市場で最速のゲーム チップとなるでしょう。

とはいえ、V キャッシュを使用する CPU は非 3D の CPU よりもクロック速度が低いため、3D V キャッシュは完璧ではありません。 追加のキャッシュはゲームの周波数の低下を補いますが、他のアプリケーションではパフォーマンスがわずかに低下します。 このため、3D V-Cache が Ryzen CPU のデフォルトになることはありません。

3D V-Cache の何が特別なのでしょうか?

結局のところ、3D V-Cache はキャッシュを備えた単なるチップであり、5800X3D の優れたゲーム パフォーマンスを実現します。 新しいレベルの 3D V キャッシュを提供するというよりも、キャッシュがゲームにとっていかに優れているかを示しています。 パフォーマンス。 しかし、3D V-Cache はキャッシュとしては革新的ではなく、むしろプロセッサの構築方法として革新的であり、業界最大の問題の 1 つであるムーアの法則の終焉に対する潜在的な解決策となります。

たとえ製造上の危機がなかったとしても、3D V-Cache は依然として愛好家レベルの製品を提供する効果的な方法です。

ムーアの法則は、2 年後の最速チップには、現在存在する最速チップの 2 倍のトランジスタが搭載されるという予測です。 トランジスタはプロセッサの最小コンポーネントであり、通常、トランジスタの数が多いほどパフォーマンスが向上します。 プロセッサーのサイズには限界があるため、ムーアの法則の期待を満たすことは、より高いパフォーマンスを達成することを意味します。 より高い密度は、主により優れた製造プロセス (または ノード)。 つまり、業界は従来、最新のプロセスまたはノードを使用することでムーアの法則に対応することができてきました。

過去 10 年間、ムーアの法則は、より優れた新しいノードの開発が非常に困難だったため、生命維持装置を使用してきました。 密度増加のペースが大幅に鈍化しているため、企業はムーアの法則の期待に応えられない可能性があり、これは技術の進歩が鈍化していることを意味します。 特にキャッシュは密度の向上に非常に抵抗があり、ちょうど昨年、TSMCは3nmプロセスの初期バージョンのキャッシュ密度は5nmを超えることはないと発表しました。

3D V-Cache は、この問題に対する独創的な解決策です。. CPU のキャッシュの大部分を独自のチップレットに配置することで、AMD はコンピューティング チップ上のより多くのスペースをロジック トランジスタに割り当てることができます。ロジック トランジスタは個々のコアを構成し、キャッシュよりも縮小がはるかに簡単です。 さらに、これは、AMD がコンピューティング チップレット用に最先端のノードを節約しながら、V キャッシュ チップ用に古くて安価なノードを使用できることを意味します。 AMD がこの設計理論を自社の GPU に適用していることがすでにわかります。 RX 7900 XTXおよびXT 1 つのメイン GPU チップが、すべての L3 キャッシュを含む他の 6 つのチップレットに囲まれています。

たとえ製造上の危機がなかったとしても、3D V-Cache は依然として愛好家レベルの製品を提供する効果的な方法です。 AMD はゲーム専用の CPU を設計する必要はありません (そうなると AMD が利益を出すのが難しくなります)。 AMDは、メインストリームCPUに必要以上のキャッシュを搭載させる必要がある（そうなると、すべてのCPUが法外なキャッシュを搭載することになる） 高い）。 3D V-Cache は非常にシンプルですが、非常に大きな変革をもたらします。 Intel のような企業が 3D V-Cache の成功を独自のキャッシュ チップで再現する可能性はあります。