說人話系列：銳龍5系跟5800X3D解析(2)AMD的三級快取

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

一個典型的銳龍1代的模組，4個核心整合在一起為一個模組。而8核心就是兩個模組拼接，16核心就是4個模組，以此類推。如下圖，4個核心在四個角，中間是L3快取。一個模組的溝通沒問題，因為是統一的L3快取，然而兩個模組以上的排程，這就有問題了。

首先，你在鍵盤打字，回覆我，或者給文章點贊，或者關注我，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記憶體裡，記憶體分靜態的比如硬碟，動態的比如記憶體條。因為計算機要操作的記憶體太多太大了，如果所有指令都要搶，CPU就忙不過來，那CPU永遠效能不夠用。這就出現了給記憶體分等級的辦法，就是優先順序的高低。優先順序越高，記憶體容量越小。對CPU來說，只要處理優先順序最高的哪一類指令，效能就是綽綽有餘的，還能在多數時間偷懶罷工。優先順序最高的記憶體池，就是一級快取。比如下圖，記憶體的金字塔結構。

二級快取比一級快取容量大，在二級快取裡指令會分優先順序，把重要的送給一級快取，以此類推，三級快取容量比二級快取還要大。這三級快取都是在CPU內部的。而記憶體條等等，是在CPU以外的，需要被windows或者安卓或者IOS系統處理分類後再交給快取的，速度就慢。舉個例子，作業系統跟主機板就是中介，雁過拔毛那種，記憶體條的指令送去CPU要中轉好幾手，這延遲跟中轉時間就很可怕了。況且比如遊戲這種跟你給我點贊還不同，你按下按鍵CPU處理還要顯示，實際時間在每個記憶體池內都要乘以2，因為除了硬碟所有記憶體都要吞+吐。遊戲是真的對及時響應非常依賴的軟體了。

為了規避指令延遲的問題，就要在軟體程式設計上面最佳化。但是，現在的電腦，配置實在是太多了。比如4代i5有6M的三級快取，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，那這個軟體AMD的處理器就無法執行。AMD的處理器也有速龍時代的大量老古董在服役，同時，還有不那麼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處理器三級快取只有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。

聰明禿頂的開發者們，就有了一個大家都能執行這軟體的辦法。就是動態分配。把指令分成一二三級，把指令都做成小分割槽，比如一次64K，CPU自己看著辦去吧，強CPU可以一次性讀10次64k，一個週期完成別人10個週期的事。至於辣雞CPU，你可以讀10次嘛。跑的卡？你換電腦啊，關我開發者什麼事？這也是推土機效能如此捉急的原因之一，開發者甚至windows支援度都不友好，在同樣跑win核心的XBOX遊戲機反而效果不錯。比如下面這張經典場面：

那三級快取的重要性就體現出來了。三級快取越大，就算三級快取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，遊戲類就是對延遲敏感的，每秒鐘60幀，就需要CPU在17毫秒內做出響應。每秒30幀，就需要CPU在33毫秒內做出響應。三級快取越大，CPU停擺的機率越低，CPU越忙，幀數就越高。這是壓榨CPU效能的一個手段。

比如下面這個例子。遊戲機是鎖幀的，所以延遲是穩定的，這個例子有代表性。30幀的遊戲延遲是33毫秒，按下按鍵到螢幕有響應就是120毫秒左右。120幀的遊戲延遲8。3毫秒，按下按鍵到螢幕有響應不過70多毫秒。144hz的螢幕只要跑滿，理論上你就是比30多幀的人開槍快一倍時間。這並不是為了說PS4/5遊戲機三級快取多大，而是說延遲對遊戲的重要性。

但是也請注意，從30幀提高到120幀，按鍵延遲僅僅快了一倍不到。說明了啥，三級快取大到一定規模，效能衰減厲害。還有個問題就是三級快取的發熱量可怕，那就是下下一期的節目內容了。

本期就結束吧。反正核心就是，三級快取就是這麼重要。下期講三級快取堆多了的問題。