Для чего геймерам нужен 3D-кэш? Ryzen 7 9800X3D или Ryzen 5 7500X3D

Обязательным элементом оптимальной игровой системы принято считать процессоры третьего уровня с большим кэшем. Флагманом данного направления среди геймеров по праву определяют компанию AMD. До создания технологии 3D V-Cache этот бренд не был популярен в геймерском сообществе, но на сегодняшний день картина кардинально изменилась за счет огромной востребованности 3D-кэша.

История становления данной технологии и различия между так называемым бюджетным вариантом Ryzen 5 7500X3D и Ryzen 7 9800X3D мы и рассмотрим более подробно.

Предистория появления кэша в процессорах

Работа CPU в начальный период эры персональных компьютеров происходила практически на одинаковых частотах с оперативной памятью. Благодаря такому принципу доступ к данным осуществлялся без каких-либо задержек. Постепенно произошло резкое изменение по причине опережения роста тактовых частот процессоров по отношению увеличению скорости функционирования оперативной памяти. Это стало причиной возникновения достаточно серьезной проблемы.

Потеря драгоценных тактов начала наблюдаться из-за того, что CPU ожидал данные из достаточно медленной RAM. Для разработчиков пришло понимание в потребности создания некоего буфера между оперативной памятью и процессором, где можно будет сохранять данные, которые используются чаще всего.

В конце 1980-х годов на материнских платах размещаются первые образцы кэш-памяти в виде внешних микросхем. Рабочий процесс на них базировался на применение относительно быстрой, но очень дорогой SRAM, работа которой происходила на частотах, близких к процессорным. На начальном этапе объемы составляли всего десятки килобайт, но даже этого хватало для значительного роста производительности.

Далее происходят изменения в виде интеграции кэша в корпус процессора, а со временем непосредственно в кристалл. Из первоначальных массовых вариантов следует выделить Intel 486DX, в котором использовался встроенный кэш 8 КБ первого уровня.

Далее наблюдается усовершенствование архитектуры с внедрением нескольких уровней:

• маленький, но достаточно быстрый L1;
• большой L2;
• супербольшой L3.

Повышение уровня обозначало более медленную работу в сравнении с предыдущими, но превышение скорости оперативной памяти присуще каждому виду.

Скорость кэша разных уровней по сравнению с RAM на Ryzen 7 9800X3D

В так называемых «слотовых» вариантах Pentium 2 кэш второго уровня в 512 Кб располагался на отдельной микросхеме вне кристалла и был достаточно медленным. Скорость Pentium-III с Socket 370 была еще в два раза ниже, но эта версия уже интегрировалась непосредственно в кристалл процессора.

И наконец происходит возвращение к параметрам 512 Кб в Nothwood для Pentium 4, а в случае с ядром Prescott можно воспользоваться уже 1 Мб L2. Даже сейчас такие процессоры поддерживают выполнение минимальных задач.

Первое поколение процессоров с 3D-кэшем

Самые первые идеи по созданию объемных L4 принадлежат Intel и реализованы для процессоров с eDRAM. Подтверждением может послужить наличие кэша четвертого уровня с объемом памяти 128 Мб в Intel Core i7-5775C. Масштабирование таких решений часто приводило к повышенному тепловыделению, что стало одним из ключевых инженерных ограничений.

Задача повысить объемы кэша традиционным способом оказалась трудновыполнимой из-за ряда физических ограничений. Увеличение площади кристалла для больших L3 приводило к проблемам с тепловыделением и высокими производственными затратами. Появлялись дополнительные задержки доступа и трудности с компоновкой в зонах соединения из-за расположения значительных массивов кэш-памяти на общей плоскости с вычислительными ядрами.

Понадобилось не одно десятилетие для того, чтобы справиться с этой проблемой, причем решить ее удалось несколько неожиданно. Специалисты AMD увеличили параметры кэша третьего уровня в модели процессора AMD Ryzen 9 5950X за счет перехода на Zen3. Новинка вышла в серийное производство в ноябре 2020 года.

Трудности с температурой и компоновкой

Возникновение перегрева начинает наблюдаться практически одновременно с использованием этой технологии. Правда, для серверов это не было особой помехой. В этих случаях всегда можно воспользоваться мощным охлаждением, ведь не надо бояться ограничений по габаритам и параметрам шума.

Но для рядовых пользователей такой способ борьбы с температурой не подходит. Разработчикам пришлось думать, как исправить ситуацию – ведь ядро нарастить сравнительно легко, а вот увеличить кэш-память намного сложнее.

Выход оказался очень неординарным. Компания не стала пользоваться методом расположения рядом с ядрами дополнительного кэша. Вместо этого кристаллы стали укладывать вертикально. Прямо над вычислительным чиплетом разместили кэш-память L3 с дополнением в 64 МБ. Для этого использовался вариант соединения через микроскопические TSV-соединения.

Оригинальный способ стал идеальным для выполнения задачи по увеличению объема кэша в три раза без потребности в расширении площади самого кристалла. Особенно важным такой подход оказался в том, что игровые компьютеры стали производительнее в сравнении со стандартными процессорами на 20-30%.

Классическое однослойное расположение – это размещение над верхней частью металлической крышки, что делает отвод тепла от процессора достаточно простым и эффективным. А в случае с 3D-кэшем при нормальном охлаждении верхней части намного больше нагреваются уровни рядом с ядром. Такая особенность затрудняет увеличение объемов кэша первого и второго уровня, а также не позволяет достичь высокой частоты.

AMD смогло усовершенствовать новое поколение Ryzen 7000X3D за счет более хорошего управления процессами тепловыделения. В последней версии повысились тактовые частоты в сравнении с более ранними вариантами.

Интересное конструкционное решение – появление моделей с двумя встроенными чиплетами. Только на одной из них располагается 3D-кэш, предназначенный для игр. И совершенно уникальная конфигурация присуща линейке Ryzen 9000X3D и флагманской модели 9800X3D.

Особенность конструкции заключается в размещении кэша не над вычислительными ядрами, а непосредственно под ними. Таким образом решается задача более эффективного отвода тепла и обеспечения характеристик тактовых частот на уровне, сопоставимом со стандартными моделями.

Вот так вкратце выглядит эволюция трансформации технологии от обычного эксперимента до полностью нового продукта, который стал базовым показателем игровой производительности.

3D-кэш vs частоты и ядра

В геймерском сообществе за короткое время особенно отчетливо проявились плюсы применения процессоров с наличием 3D-кэша. Ведь игровой ПК очень чувствителен к малейшим задержкам в плане доступа к памяти. Любой ААА-проект работает в режиме интенсивной загрузки разнообразных данных – это физика, модели, текстура, искусственный интеллект. Если есть возможность поместить все эти компоненты в кэше, намного сокращается число обращений к оперативной памяти с ее медленной реакцией.

Практическая выгода – меньше просадок и зависаний в сложных сценах, плавный геймплей с повышением параметров минимального FPS.

Модификации с 3D-кэшем на 40-50% лучше стандартных продуктов проявляют себя в тех стратегиях, для которых характерно большое количество юнитов на экране или в симуляторах типа Microsoft Flight Simulator. Еще один плюс – даже при условии комплектации процессора меньшим L3 его характеристики лучше обычных моделей с большими частотами или увеличением числа ядер.

Стоит упомянуть и об имеющихся ограничениях. Более сложная технология производства сказывается на цене. Также варианты с 3D не так хороши при использовании в режимах высокой рабочей производительности, компиляции кода, рендеринге.

Следует помнить, что для устаревших проектов игровой тематики, в которых имеются ограничения по параметрам производительности видеокарты, геймер не прочувствует разницы от применения увеличенного кэша.

В процессе усовершенствования новой технологии разработчики применили в 7 9800X3D тщательно продуманную корректировку расположения кэш-кристалла и уменьшение технического процессора. Однако стоимость все еще остается достаточно высокой. Альтернативой в некоторой мере стал бюджетный вариант типа Ryzen 5 7500X3D. В нем присутствует 3D-кэш, но уменьшено количество ядер и несколько ниже стали частоты.

На отечественном рынке игровой персональный компьютер с Ryzen 7 9800X3D будет стоит дороже в среднем на 8500 гривен в сравнении с вариантом Ryzen 5 7500X3D. Кроме цены следует учитывать и некоторые сопутствующие расходы. Понадобится более мощный блок питания под 16-поточный CPU, лучшее охлаждение, а также наличие значительного числа фаз питания на материнской плате.

Довольно мощная система жидкостного охлаждения потребуется для Ryzen 7 9800X3D в отличие от Ryzen 5 7500X3D, которому достаточно бюджетного кулера башенного типа.

Различия в качестве игр на Ryzen 7 9800X3D и Ryzen 5 7500X3D

Несколько популярных игр тестировались на ПК выпуска 2025 гола с такими параметрами – операционная система Window 11 (версия 25H2), драйвер видеокарты NVIDIA 591.59 от 19 ноября 2024 г.

S.T.A.L.K.E.R. 2 

В этом случае преимущество 16-поточного CPU проявляется в киберсмпортивном режиме FullHD. А при обычном формате разница была в пользу Ryzen 5 7500X3D.

Avowed 

Необычно, что в киберспортивном режиме не наблюдался прирост в загрузке. Но с другой стороны, такой режим почти не нужен в этой игре.

Indiana Jones and the Great Circle 

Большой разницы между Ryzen 5 7500X3D и Ryzen 7 9800X3D не замечалось. Некоторые отличия зафиксированы лишь для 4К режима при высоких настройках без DLSS. Всего 10-15% составляло отличие по параметрам загруженности процессоров.

The Elder Scrolls IV: Oblivion Remastering

А вот здесь существуют большие различия при сравнении Ryzen 7 9800X3D и Ryzen 5 7500X3D. Это обусловлено повышенной требовательностью игры и к процессору, и к видеосистеме.

Remnant 2 

Отсутствовала разница при 4К. А вот в случае с Quad HD картина резко меняется и для классической растеризации разрыв составляет 43%, а в киберспортивном режиме FullHD и вовсе доходит до 47%.

Forza Horizon 5 и Silent Hill F

Разница между Ryzen 5 7500X3D и Ryzen 7 9800X3D в QuadHD режиме около 25% в пользу 16-поточной модели.

Собрать игровой компьютер с 3D-кэшем особенно актуально для поклонников киберспортивных игр. Ведь именно в этих случаях особую ценность приобретает любая миллисекунда, а отсутствие задержек открывает дорогу к успешному результату.

Резюме

Важно понимать, так ли необходима топовая видеокарта для рядового игрока. Просмотрев результаты тестирования, видно отсутствие разницы во многих режимах, а общее количество FPS для обоих CPU находится на такой высокой отметке, что в большинстве случаев геймеры ничего не заметят.

Даже с учетом уникальных возможностей процессора с 16 потоками и 3D-кэшем для использования только для игр обычно достаточной становится версия Ryzen 5 7500X3D. 

Если вы не относитесь к профессиональным киберспортсменам, вовсе не обязательно платить за видеокарту несколько тысяч долларов.