玩遊戲卡頓元兇找到了!CPU快取記憶體是關鍵 處理器要這樣選

撰文:中關村在線
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我們都知道DRAM的作用是彌補硬盤過慢的速度,但其實在CPU面前,DRAM的速度太慢,而CPU快取(快取記憶體Cache)就擔當了加速的工作。那麼CPU快取是如何影響遊戲體驗的,大幅提升快取的X3D系列處理器真的有那麼厲害嗎?

在電腦的硬體家族中,CPU起到核心大腦的作用,而快取(Cache)則是依附於CPU的高速數據倉庫。簡單來說,快取是一塊速度極快的存儲晶片,其核心作用是臨時存儲CPU近期可能頻繁訪問的數據和指令,避免CPU每次都要從速度較慢的DRAM中讀取訊息,從而大幅提升處理效率。

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現代CPU的快取採用分級設計,從核心內部到核心之間,分為L1(一級快取)、L2(二級快取)、L3(三級快取),各級快取的速度、容量和作用各不相同,形成了金字塔式的存儲體系。

L1快取是距離CPU核心最近的快取,通常集成在CPU核心內部,每個核心獨佔一份。其特點是速度最快,但容量最小(64KB),其中指令快取存儲CPU即將執行的指令,數據快取存儲即將處理的數據。

L2快取同樣為每個CPU核心獨佔,通常位於核心內部或核心附近,容量比L1快取大(256KB-2MB),速度略慢於L1快取,作用是作為L1快取的補充,同時,L2快取與L1快取之間有專用通道,數據傳輸速度遠高於DRAM,確保了其響應效率。

L3快取是三級快取中容量最大的(4MB-128MB),但速度也相對較慢。L3快取為所有CPU核心共享,位於CPU晶片內部的共享區域,其核心作用是協調多核心之間的數據共享,避免數據冗餘和DRAM帶寬浪費。

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CPU的快取控制器會智能預判並快取相關數據。當CPU發出數據請求時,會按「快取→DRAM→硬盤」的順序查找:先檢查L1快取,命中則直接返回;未命中則檢查L2快取,以此類推。若所有快取都未命中,才會從DRAM讀取數據,同時將該數據及相鄰數據寫入快取,為下次訪問做好準備。

快取系統之所以高效,不僅僅是因為它快,更因為它擁有一個精妙的算法,也就是數據預取。通過分析CPU處理訊息的模式,系統可以預判後續需要的數據,並將其加載到快取中,使得快取的命中率變得極高。

AMD近幾年推出的X3D系列處理器就是快取加強的版本,通過將容量巨大的SRAM快取晶片直接堆疊在原有的CPU計算晶片之上,使得L3快取總量暴增,能夠應對更多更複雜的場景,當然其價格也直接飆升至2000元以上。

對於用戶來說,是否加錢選擇更大快取的CPU就要看自己的使用場景了,如果是使用視頻渲染,大型建模,編程編譯等需要大規模數據集的場景,大容量L3快取能減少DRAM訪問次數,大幅提升效率。而大型遊戲需要頻繁加載材質,貼圖,紋理等數據,大容量的快取可以直接提升遊戲的流暢度和畫面表現。

對於其他用戶來說,普通CPU的快取就已經可以滿足需求,快取容量的差異對性能的影響微乎其微,更重要的反而是CPU的核心頻率。

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