¿Qué es AMD 3D V-Cache? Tecnología de empaquetado de Ryzen, explicada

AMD lanzó el Ryzen 7 5800X3D en 2022, trayendo al mercado el primer procesador del mundo con 3D V-Cache. Es una CPU interesante y, a veces, supera a los buques insignia más caros de AMD e Intel. Para entender por qué, necesita ponerse al día sobre lo que es AMD 3D V-Cache, el rendimiento que ofrece y por qué es importante.

3D V-Cache podría ser un cambio importante para AMD a medida que observamos los procesadores Ryzen 7000 y podría tener un impacto en muchas generaciones venideras. Vamos a desglosar si es suficiente para llegar a la cima de la lista de los mejores procesadores o si solo es marketing de aire caliente.

¿Qué es AMD 3D V-Cache?

AMD 3D V-Cache es una tecnología de empaquetado que apila capas adicionales de caché encima de una CPU. Suena complejo, y desde una perspectiva de ingeniería, lo es, pero no es difícil entender lo que está haciendo la tecnología de AMD. En lugar de colocar el caché al lado del procesador, como se ha hecho tradicionalmente, AMD está apilando el caché en la parte superior para exprimir más el chip.

Es una forma diferente de diseñar un procesador, y gracias a los avances en la forma en que los fabricantes de CPU colocan los componentes en un chip, AMD puede exprimir más caché sin tener que hacer una CPU enorme. AMD solo ha enmarcado el caché adicional en el ámbito de los juegos, donde la compañía dice que puede ofrecer una mejora del 15% en promedio.

Para entender por qué, es importante entender qué está haciendo el caché. Su procesador tiene tres niveles de caché, siendo el más bajo L3 o caché de nivel 3. Cada nivel de caché es más pequeño en tamaño pero más rápido en velocidad, actuando como una cadena de memoria para su procesador que puede brindar instrucciones a medida que se necesitan.

Piense en el caché como una cadena de suministro. Su RAM es como un almacén nacional, el caché L3 es un centro de distribución regional y así sucesivamente a través de los cachés L2 y L1. Para 3D V-Cache, estamos hablando de caché L3 adicional, el nivel más lento de su CPU. Sin embargo, eso es solo relativamente lento: cada capa de caché sigue siendo significativamente más rápida que su disco duro o RAM.

Más caché L3 permite que el procesador transmita y almacene más instrucciones, lo que reduce la cantidad de veces que necesita extraer instrucciones de la RAM. Naturalmente, esto no proporciona un beneficio de rendimiento en todas las situaciones. Sin embargo, en escenarios donde la CPU maneja múltiples instrucciones, como juegos, un caché L3 adicional debería proporcionar una gran mejora.

Hay algunas razones por las que AMD preferiría hacer un chip completo con solo caché en lugar de poner más caché en la propia CPU, que ha sido la norma hasta este momento. Para empezar, 3D V-Cache es más personalizable y se puede agregar opcionalmente a los procesadores que realmente se beneficiarían de él. Aunque el caché adicional tiene su uso fuera de los juegos, hay muchos programas que no se benefician de tener más caché, incluidos los puntos de referencia como Cinebench R23.

El caché también es problemático para la fabricación de CPU. Uno de los aspectos clave de la fabricación de CPU es el proceso o nodo, que determina el rendimiento, la eficiencia energética y las características de densidad del transistor. Los nodos más nuevos permiten transistores físicamente más pequeños y, por lo tanto, procesadores más compactos, pero la memoria caché es mucho más difícil de reducir que otros componentes de una CPU, como los núcleos. Dado que el caché no se beneficia de estar en nodos de última generación, puede ser más económico simplemente hacer un chip de caché en un nodo más antiguo y económico.

En este momento, solo tenemos un procesador que viene con 3D V-Cache: el Ryzen 7 5800X3D. Viene con 64 MB adicionales de 3D V-Cache, pero AMD dice que su tecnología de empaquetado puede escalar hasta 192 MB (o tres chips V-Cache). A medida que comienza 2022 y comenzamos a mirar hacia las CPU Ryzen 7000 de AMD, es probable que veamos mucho más 3D V-Cache.

Procesadores 3D V-Cache

3D V-Cache es una tecnología que eventualmente debería abrirse camino en toda la pila de productos de AMD. Por ahora, solo tenemos un único procesador con él: el Ryzen 7 5800X3D. Se lanzó la primavera pasada y, además de la velocidad del reloj, es idéntico al Ryzen 7 5800X: ocho núcleos, 16 subprocesos, la misma arquitectura, etc. La gran diferencia son los 64 MB de 3D V-Cache, lo que eleva el caché L3 total a 96 MB.

AMD ha estado lanzando lentamente más CPU 3D V-Cache, pero para sus CPU de servidor Epyc en lugar de la línea Ryzen. Ahora hay cuatro CPU Epyc con 3D V-Cache, cada una con 768 MB de caché L3. Estas CPU también tienen velocidades de reloj más bajas que sus contrapartes V-cacheless, al igual que la 5800X3D tiene una frecuencia más baja que la 5800X.

A lo largo de 2022 y más allá, es probable que veamos que 3D V-Cache sea una piedra angular de los anuncios de procesadores de AMD, ya que la tecnología ahora está establecida con el 5800X3D y esas CPU Epyc habilitadas para 3D V-Cache. AMD ha confirmado que habrá CPU Ryzen 7000 con 3D V-Cache, y Según un rumor, la compañía podría llevar la tecnología a sus buques insignia de 12 y 16 núcleos de chipset dual, el Ryzen 9 7900X y 7950X.

Rendimiento de V-Cache 3D

En nuestro En la revisión de Ryzen 7 5800X3D, descubrimos que, en promedio, era la CPU para juegos más rápida disponible, superando incluso al Core i9-12900K por un pelo. También fue un poco más rápido que el Ryzen 9 5950X, el buque insignia de AMD, que tiene 64 MB de caché L3 frente a los 92 MB del 5800X3D.

Sin embargo, hay algo más en la historia sobre por qué Ryzen 7 5800X3D es la mejor CPU para juegos que solo el rendimiento promedio.

Un valor atípico interesante estaba en redención muerta roja 2, donde el 5800X3D fue significativamente más lento que el 12900K y también el 5950X. Esto probablemente no fue un error de evaluación comparativa, sino una pérdida legítima causada por la velocidad de reloj mucho más baja del 5800X3D; el 5800X3D aumenta hasta solo 4,5 GHz, mientras que el 5950X puede alcanzar los 4,9 GHz. La velocidad del reloj sigue siendo un factor importante en el rendimiento de los juegos de la CPU y puede marcar una gran diferencia en algunos juegos. La parte desafortunada de V-Cache es que las velocidades de reloj más bajas son inevitables.

El principal inconveniente de agregar 3D V-Cache es ver una gran reducción en el voltaje máximo para la CPU. Las CPU Ryzen se basan en altos voltajes para lograr altas velocidades de reloj en tareas con subprocesos ligeros, y los juegos son una de ellas. Esto podría ser particularmente problemático para Ryzen 7000, que tiene velocidades de reloj mucho más altas que Ryzen 5000 y, presumiblemente, AMD está usando una gran cantidad de voltaje para lograr esas velocidades de reloj.

A pesar de todo esto, 3D V-Cache es una ganancia neta en la mayoría de los juegos. redención muerta roja 2 fue un valor atípico en nuestras pruebas y, por lo demás, el 5800X3D fue tan rápido, si no más rápido, que el 12900K. Además, Zen 4 (la arquitectura que impulsa Ryzen 7000) tiene mejoras de caché en su núcleo, con o sin V-Cache. Incluso si las CPU Ryzen 7000 con V-Cache tienen una velocidad de reloj mucho más baja que otros modelos, las ganancias de V-Cache podrían valer la pena.

¿Una revolución de los envases?

AMD está haciendo un gran negocio con 3D V-Cache, y por una buena razón. El 5800X3D puede enfrentarse cara a cara con procesadores mucho más potentes, todo gracias a su gran caché L3. El lanzamiento de Ryzen 3000 en 2019 y Ryzen 5000 en 2020 indicó claramente que el caché era quizás el aspecto más importante del rendimiento de los juegos de la CPU, y el 5800X3D parece confirmarlo.

Sin profundizar demasiado en la maleza, los procesadores Ryzen usan chiplets en lugar de un solo dado. Al separar los componentes del procesador, los chips de AMD tienen una latencia más alta que sus contrapartes de Intel. Para contrarrestar eso, AMD incluye una gran cantidad de caché L3 e interconexiones densas. Y cuando se trata de RAM, las velocidades más rápidas mejoran aún más la situación provocada por el diseño de arquitectura de chiplet de AMD.

3D V-Cache toma lo que estaba destinado a contrarrestar un déficit de rendimiento y lo convierte en una ventaja de rendimiento. Más caché L3 no mejora la latencia (de hecho, la latencia L3 aumenta cuanto más agrega), pero permite que se almacenen más datos en la CPU en lugar de en la RAM. A su vez, eso reduce la latencia total (los datos que provienen de la RAM y fluyen hacia la CPU) al permitir que una mayor parte permanezca en el chip antes de eliminarse.

En un nivel técnico, 3D V-Cache es más que una exageración de marketing. Dicho esto, beneficia principalmente a los jugadores que desean apuntar a velocidades de cuadro altas, especialmente a resoluciones más bajas. La verdadera razón para emocionarse con 3D V-Cache son las futuras generaciones de procesadores de AMD, donde las mejoras arquitectónicas y 3D V-Cache juntas podrían generar grandes saltos en el rendimiento.

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