แคชไม่ใช่สิ่งใหม่ แต่ 3D V-Cache ของ AMD เป็นการหมุนใหม่ที่อาจกลายเป็นมาตรฐานอุตสาหกรรมในสักวันหนึ่ง
คอร์และความถี่เคยเป็นข้อมูลจำเพาะหลักที่ผู้คนพิจารณาเมื่อซื้อ CPU แต่เทคโนโลยี 3D V-Cache ของ AMD ได้เปลี่ยนแปลงทั้งหมดนั้น Ryzen 7 5800X3D ในปี 2022 พิสูจน์แล้วว่าแคชเป็นปัจจัยที่สำคัญที่สุดเมื่อพูดถึงประสิทธิภาพการเล่นเกม และ AMD ก็ สามารถเปลี่ยนซีพียูเกมระดับกลางให้กลายเป็นคู่แข่งของมงกุฎเกมได้เพียงแค่เพิ่มสิ่งที่บริษัทขนานนามว่า "3D วี-แคช".
3D V-Cache ไม่ได้เป็นเพียงคำศัพท์ทางการตลาดหรือกลไกบางอย่างเช่น "การประมวลผลระเบิด" ของ Sega Genesis แต่เป็นวิธีแก้ปัญหาที่ยิ่งใหญ่ที่สุดปัญหาหนึ่งที่อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์เคยเผชิญมา แม้จะไม่มีสิ่งนั้น 3D V-Cache ก็ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นวิธีที่ยอดเยี่ยมในการนำเสนอ CPU ระดับพรีเมียมและระดับไฮเอนด์มากขึ้นโดยไม่ต้องใช้ความพยายามมากในส่วนของ AMD
แคชคืออะไร?
ก่อนที่เราจะพูดถึง 3D V-Cache เราต้องพูดถึงแคชเก่าทั่วไปก่อน นานมาแล้ว คอมพิวเตอร์ใช้พื้นที่เก็บข้อมูลพื้นฐานสองประเภท ได้แก่ ฮาร์ดไดรฟ์และหน่วยความจำเข้าถึงโดยสุ่ม (RAM) ฮาร์ดไดรฟ์ทำงานช้าแต่เก็บข้อมูลได้มาก ในขณะที่ RAM เก็บข้อมูลได้เพียงเล็กน้อยแต่เร็วมาก การจัดเรียงนี้ทำงานได้ดีจนกระทั่งการปรับปรุงประสิทธิภาพของ CPU เริ่มแซงหน้า RAM ในปี 1990 และ RAM จำเป็นต้องเร็วขึ้นเพื่อไม่ให้โปรเซสเซอร์ติดขัด
วิธีแก้ปัญหาคือแคช หน่วยความจำประเภทนี้คือก มาก มีขนาดเล็กกว่า RAM แต่มีประสิทธิภาพที่เหนือกว่า และอยู่ในโปรเซสเซอร์โดยตรง แทนที่จะอยู่ที่ใดที่หนึ่งบนเมนบอร์ด สิ่งนี้สร้างลำดับชั้นของหน่วยความจำ โดยมีแคชอยู่ด้านบน RAM อยู่ตรงกลาง และพื้นที่เก็บข้อมูล (เช่น ฮาร์ดไดรฟ์และไดรฟ์โซลิดสเทต) อยู่ด้านล่าง แต่ในที่สุดแคชก็พัฒนาลำดับชั้นของตัวเอง โดยมีระดับประสิทธิภาพและความจุที่แตกต่างกันไปเพื่อให้เหมาะกับความต้องการของชิปแต่ละตัว (สิ่งนี้ใช้ได้กับโปรเซสเซอร์ประเภทอื่นๆ เช่น GPU ด้วย)
ปัจจุบัน CPU ระดับไฮเอนด์ทั่วไปมีแคชระดับ 1 (หรือ L1), L2 และ L3 แคช L1 มีขนาดเล็กและมอบให้กับแต่ละคอร์เพื่อประมวลผลคำสั่งขนาดเล็กโดยเร็วที่สุด แคช L2 มอบให้กับคลัสเตอร์ของคอร์สำหรับการใช้งานพิเศษ แต่มีขนาดใหญ่กว่า บางครั้งตามลำดับความสำคัญ และเก็บไว้นอกคอร์แต่ละคอร์ โดยปกติแคช L3 จะใช้ร่วมกันโดยคอร์ทั้งหมดบน CPU เดียว และมักจะเป็นระดับที่ใหญ่ที่สุดและสุดท้าย CPU เฉพาะกลุ่มบางรุ่นมาพร้อมกับแคช L4 ซึ่งปกติแล้วไม่ได้อยู่ในตัว CPU แต่เป็น RAM ชนิดหนึ่งที่ใส่ไว้ในแพ็คเกจ CPU เช่น แคช HBM2 ของ Xeon รุ่นที่ 4
3D V-Cache คืออะไร?
ที่มา: XDA-Developers
3D V-Cache เป็นเพียงชิปที่ไม่มีอะไรเลยนอกจากแคช และซีพียู Ryzen 5000 และ Ryzen 7000 ได้รับการออกแบบโดยคำนึงถึงความเข้ากันได้ของ 3D V-Cache ชิป 3D V-Cache หรือชิปเล็ตแต่ละตัวมีแคช L3 ขนาด 64MB ซึ่งมากกว่าชิปเล็ตประมวลผล Zen ตัวเดียวถึงสองเท่า คุณอาจคิดว่า 3D V-Cache ควรนับเป็นแคช L4 เนื่องจากไม่ใช่ส่วนหนึ่งของ CPU แต่จริงๆ แล้ว AMD ติดตั้งชิปเล็ตเหล่านี้ในแนวตั้งบนชิปเล็ตประมวลผล ซึ่งเป็นที่ตั้งของคอร์และแคชทั้งหมด และนี่คือ ที่ไหน 3D V- การสร้างแบรนด์แคชมาจาก
Ryzen 7 5800X3D เป็นซีพียู AMD รุ่นแรกที่ใช้เทคโนโลยีนี้ และในฐานะซีพียู 3D V-Cache เพียงรุ่นเดียวในยุคนั้น การทดสอบรันโดยพื้นฐานแล้ว Ryzen 7 5800X (ไม่มี V-Cache) มี 32MB ของ L3 แต่ 5800X3D มี 32MB ที่ 96MB จุดประสงค์ทั้งหมดของการเพิ่มแคชนี้คือเพื่อป้องกันไม่ให้ CPU จำเป็นต้องสื่อสารกับ RAM มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เนื่องจาก RAM นั้นช้ากว่าแคช L3 มาก สำหรับแอปพลิเคชันส่วนใหญ่ นี่เป็นแคชที่มากเกินไป แต่มีซอฟต์แวร์ประเภทหนึ่งที่ชอบแคช: เกม
เกมโดยทั่วไปไม่ต้องการคอร์ CPU และแรงม้าดิบจำนวนมากเพื่อให้ทำงานได้ดี แต่ต้องการ CPU เพื่อประมวลผลข้อมูลขนาดเล็กจำนวนมากโดยเร็วที่สุด ท้ายที่สุด เกมเมอร์พีซีส่วนใหญ่ต้องการรันเกมที่ 60 FPS หรือสูงกว่า ซึ่งหมายถึงเฟรมใหม่เอี่ยมอย่างน้อยทุกๆ 16.67 มิลลิวินาที 5800X3D ขึ้นไปพร้อมกับ Ryzen 9 5950X และ Core i9-12900K ในประสิทธิภาพการเล่นเกม และยังคงรองรับได้ดีเมื่อเทียบกับ Ryzen 9 7950X และ คอร์ i9-13900K. เมื่อไร ซีพียู Ryzen 7000X3D เปิดตัวในปีนี้ แทบจะเป็นชิปเกมที่เร็วที่สุดในตลาดอย่างแน่นอน
ที่กล่าวว่า 3D V-Cache นั้นไม่สมบูรณ์แบบ เนื่องจาก CPU ที่ใช้ V-Cache มีความเร็วสัญญาณนาฬิกาต่ำกว่ารุ่นที่ไม่ใช่ 3D แคชพิเศษทำขึ้นสำหรับความถี่ที่ต่ำกว่าในเกม แต่ในแอปพลิเคชันอื่นๆ ประสิทธิภาพจะลดลงเล็กน้อย ด้วยเหตุนี้ 3D V-Cache จึงไม่มีวันกลายเป็นค่าเริ่มต้นสำหรับ Ryzen CPUs
มีอะไรพิเศษเกี่ยวกับ 3D V-Cache?
ในตอนท้ายของวัน 3D V-Cache เป็นเพียงชิปที่มีแคชและประสิทธิภาพการเล่นเกมที่ยอดเยี่ยมของ 5800X3D เป็นเครื่องบ่งชี้ว่าแคชที่ยอดเยี่ยมสำหรับการเล่นเกมมากกว่า 3D V-Cache ที่ให้ระดับใหม่ของ ผลงาน. แต่ 3D V-Cache ไม่ใช่การปฏิวัติสำหรับแคช แต่เป็นวิธีการสร้างโปรเซสเซอร์และเป็นวิธีแก้ปัญหาที่เป็นไปได้สำหรับหนึ่งในปัญหาที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในอุตสาหกรรม: การตายของกฎของมัวร์
แม้ว่าจะไม่เกิดวิกฤติการผลิต 3D V-Cache ก็ยังคงเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการนำเสนอผลิตภัณฑ์ระดับผู้ที่ชื่นชอบ
กฎของมัวร์เป็นการทำนายว่าชิปที่เร็วที่สุดในอีกสองปีนับจากนี้จะมีทรานซิสเตอร์เป็นสองเท่าของชิปที่เร็วที่สุดที่มีอยู่ในปัจจุบัน ทรานซิสเตอร์เป็นส่วนประกอบที่เล็กที่สุดของโปรเซสเซอร์ และโดยปกติแล้วยิ่งมีทรานซิสเตอร์มากเท่าไหร่ก็ยิ่งหมายถึงประสิทธิภาพที่ดีขึ้นเท่านั้น เนื่องจากโปรเซสเซอร์สามารถมีขนาดใหญ่ได้เท่านั้น การบรรลุความคาดหวังของกฎของมัวร์จึงหมายถึงการบรรลุผลที่สูงขึ้น ความหนาแน่น และความหนาแน่นที่สูงขึ้นสามารถทำได้โดยใช้กระบวนการผลิตที่ดีขึ้นเป็นหลัก (เรียกอีกอย่างว่า โหนด) โดยสรุปแล้ว อุตสาหกรรมสามารถปฏิบัติตามกฎของมัวร์ได้โดยใช้กระบวนการหรือโหนดล่าสุด
ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา กฎของมัวร์มีส่วนช่วยในการดำรงชีวิต เพราะการพัฒนาโหนดใหม่ที่ดีกว่านั้นเป็นเรื่องยากมาก ความเร็วของความหนาแน่นที่เพิ่มขึ้นช้าลงอย่างมากจนบริษัทต่างๆ อาจไม่สามารถตอบสนองความคาดหวังของกฎของมัวร์ได้ ซึ่งหมายความว่าความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีกำลังชะลอตัวลง โดยเฉพาะอย่างยิ่งแคชมีความทนทานต่อการปรับปรุงความหนาแน่นอย่างมาก และเมื่อปีที่แล้ว TSMC ประกาศว่าเวอร์ชันเริ่มต้นของกระบวนการ 3 นาโนเมตรจะไม่มีความหนาแน่นของแคชมากกว่า 5 นาโนเมตร
3D V-Cache เป็นวิธีการแก้ปัญหาที่แยบยล. ด้วยการใส่แคชส่วนใหญ่ของ CPU ไว้ในชิปเล็ตของตัวเอง AMD สามารถจัดสรรพื้นที่บนชิปประมวลผลให้กับทรานซิสเตอร์ลอจิกได้มากขึ้น ซึ่งประกอบกันเป็นคอร์เดี่ยวและย่อขนาดได้ง่ายกว่าแคชมาก นอกจากนี้ หมายความว่า AMD สามารถใช้โหนดรุ่นเก่าและราคาถูกลงสำหรับชิป V-Cache ในขณะที่บันทึกโหนดล้ำสมัยสำหรับชิปเล็ตประมวลผล เราสามารถเห็น AMD ใช้ทฤษฎีการออกแบบนี้กับ GPU ของตนแล้ว; RX 7900 XTX และ XT มีชิป GPU หลักหนึ่งตัวล้อมรอบด้วยชิปเล็ตอีกหกตัวที่มีแคช L3 ทั้งหมด
แม้ว่าจะไม่เกิดวิกฤติการผลิต 3D V-Cache ก็ยังคงเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการนำเสนอผลิตภัณฑ์ระดับผู้ที่ชื่นชอบ AMD ไม่จำเป็นต้องออกแบบ CPU สำหรับเล่นเกมโดยเฉพาะ (ซึ่งจะทำให้ AMD ทำกำไรได้ยาก) และไม่ AMD จำเป็นต้องทำให้ CPU ทั่วไปมีแคชมากเกินความจำเป็น (ซึ่งจะทำให้ CPU ทุกตัวห้ามปราม แพง). 3D V-Cache นั้นง่ายมาก แต่ก็เป็นตัวเปลี่ยนเกม เป็นไปได้หรือเป็นไปได้ที่เราจะได้เห็นบริษัทต่างๆ เช่น Intel จำลองความสำเร็จของ 3D V-Cache ด้วยชิปแคชของตนเอง