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CPU|說人話系列：銳龍5系跟5800X3D解析(2)AMD的三級緩存

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CPU|說人話系列：銳龍5系跟5800X3D解析(2)AMD的三級緩存

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其實本期說的 ， 主要就是AMD模塊化的弊端 。 上期寫的是模塊化的好處 ， 比如成本低 ， 良品率高 ， 省錢 。 那缺點自然就有了 ， 模塊化的壞處是啥？本期就講一下 。

一個典型的銳龍1代的模塊 ， 4個核心集成在一起為一個模塊 。 而8核心就是兩個模塊拼接 ， 16核心就是4個模塊 ， 以此類推 。 如下圖 ， 4個核心在四個角 ， 中間是L3緩存 。 一個模塊的溝通沒問題 ， 因為是統(tǒng)一的L3緩存 ， 然而兩個模塊以上的調(diào)度 ， 這就有問題了 。

首先 ， 你在鍵盤打字 ， 回復我 ， 或者給文章點贊 ， 或者關(guān)注我 ， 對計算機來說這就是指令(你的手機也是計算機的一種哦) 。 任何指令都要存放在內(nèi)存里 ， 內(nèi)存分靜態(tài)的比如硬盤 ， 動態(tài)的比如內(nèi)存條 。 因為計算機要操作的內(nèi)存太多太大了 ， 如果所有指令都要搶 ， CPU就忙不過來 ， 那CPU永遠性能不夠用 。 這就出現(xiàn)了給內(nèi)存分等級的辦法 ， 就是優(yōu)先級的高低 。 優(yōu)先級越高 ， 內(nèi)存容量越小 。 對CPU來說 ， 只要處理優(yōu)先級最高的哪一類指令 ， 性能就是綽綽有余的 ， 還能在多數(shù)時間偷懶罷工 。 優(yōu)先級最高的內(nèi)存池 ， 就是一級緩存 。 比如下圖 ， 內(nèi)存的金字塔結(jié)構(gòu) 。

二級緩存比一級緩存容量大 ， 在二級緩存里指令會分優(yōu)先級 ， 把重要的送給一級緩存 ， 以此類推 ， 三級緩存容量比二級緩存還要大 。 這三級緩存都是在CPU內(nèi)部的 。 而內(nèi)存條等等 ， 是在CPU以外的 ， 需要被windows或者安卓或者IOS系統(tǒng)處理分類后再交給緩存的 ， 速度就慢 。 舉個例子 ， 操作系統(tǒng)跟主板就是中介 ， 雁過拔毛那種 ， 內(nèi)存條的指令送去CPU要中轉(zhuǎn)好幾手 ， 這延遲跟中轉(zhuǎn)時間就很可怕了 。 況且比如游戲這種跟你給我點贊還不同 ， 你按下按鍵CPU處理還要顯示 ， 實際時間在每個內(nèi)存池內(nèi)都要乘以2 ， 因為除了硬盤所有內(nèi)存都要吞+吐 。 游戲是真的對及時響應非常依賴的軟件了 。

為了規(guī)避指令延遲的問題 ， 就要在軟件編程上面優(yōu)化 。 但是 ， 現(xiàn)在的電腦 ， 配置實在是太多了 。 比如4代i5有6M的三級緩存 ， 但是4代酷睿的雙核筆記本i3就2M ， 賽揚就1M ， 而8代i5就有9M 。 如果說按照英特爾的一個核心對應1.5M三緩的長期標準 ， 那這個軟件AMD的處理器就無法運行 。 AMD的處理器也有速龍時代的大量老古董在服役 ， 同時 ， 還有不那么古董但是名頭不響的APU跟推土機 ， 它們的設計跟英特爾就不同 ， 很多AMD處理器三級緩存只有512K ， 就算是銳龍 ， 新的銳龍跟老的銳龍也不一樣 ， 就算新銳龍 ， 筆記本跟桌面都不一樣 。

聰明禿頂?shù)拈_發(fā)者們 ， 就有了一個大家都能運行這軟件的辦法 。 就是動態(tài)分配 。 把指令分成一二三級 ， 把指令都做成小分區(qū) ， 比如一次64K ， CPU自己看著辦去吧 ， 強CPU可以一次性讀10次64k ， 一個周期完成別人10個周期的事 。 至于辣雞CPU ， 你可以讀10次嘛 。 跑的卡？你換電腦啊 ， 關(guān)我開發(fā)者什么事？這也是推土機性能如此捉急的原因之一 ， 開發(fā)者甚至windows支持度都不友好 ， 在同樣跑win內(nèi)核的XBOX游戲機反而效果不錯 。 比如下面這張經(jīng)典場面：

那三級緩存的重要性就體現(xiàn)出來了 。 三級緩存越大 ， 就算三級緩存的容量遠遠比需要的指令位置還多 ， 但是我可以讀下一階段的指令啊 。 眾所周知 ， 游戲類就是對延遲敏感的 ， 每秒鐘60幀 ， 就需要CPU在17毫秒內(nèi)做出響應 。 每秒30幀 ， 就需要CPU在33毫秒內(nèi)做出響應 。 三級緩存越大 ， CPU停擺的概率越低 ， CPU越忙 ， 幀數(shù)就越高 。 這是壓榨CPU性能的一個手段 。

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