Les processeurs AMD 7800X3D et 7950X3D occupent la première place parmi les processeurs destinés aux jeux, non pas parce qu’ils ont le plus de cœurs ou les vitesses d’horloge les plus élevées, mais parce qu’ils ont le plus de cache. Mais qu’est-ce que le cache d’un processeur ? Il s’agit d’une petite quantité de mémoire ultra-rapide à accès rapide intégrée à la puce elle-même, qui l’aide à obtenir les données dont elle a besoin pour fonctionner à une vitesse fulgurante.
Les retours ne sont cependant pas linéaires : il y a une raison pour laquelle le 7950X3D n’a pas de cache supplémentaire sur tous ses cœurs. En fait, il y a quelques inconvénients à avoir beaucoup de cache supplémentaire avec lequel travailler, même si cela contribue à améliorer les performances de jeu. Voici tout ce que vous devez savoir sur le cache du processeur.
Qu’est-ce que le cache CPU ?
Le cache est la quantité de mémoire présente dans le processeur lui-même, intégrée dans des cœurs individuels ou partagée entre certains ou tous les cœurs. Il s’agit d’un petit morceau de mémoire dédiée qui réside directement sur le processeur afin que votre processeur n’ait pas besoin d’extraire des informations de la RAM de votre système à chaque fois que vous souhaitez effectuer une opération sur votre PC. Chaque processeur dispose d’une petite quantité de cache, les petits processeurs n’ayant peut-être que quelques kilo-octets tandis que les gros processeurs peuvent avoir plusieurs mégaoctets de cache.
Obtenez votre analyse hebdomadaire de la technologie derrière les jeux PC
Mais pourquoi le cache est-il nécessaire si nous disposons déjà d’un stockage SSD rapide et d’une RAM encore plus rapide ? Tout est une question de performances. Dans les années 1990, la vitesse de la RAM ne suivait pas le rythme des besoins des processeurs, ce qui posait un problème aux concepteurs de processeurs. La solution a été d’ajouter un cache local aux puces elles-mêmes.
Bien que la mémoire cache ait une capacité limitée par rapport à la RAM, sa vitesse élevée compense ce manque. Le seul inconvénient est qu’il est coûteux d’intégrer de la mémoire dans une petite puce, de sorte qu’elle n’est généralement pas utilisée en grande quantité. Avec le 3D V-Cache, AMD a cependant trouvé un moyen de le faire fonctionner, et nous avons maintenant des puces de jeu plus performantes à montrer.
Comment fonctionne le cache ? Explication des L1, L2 et L3
L’adoption généralisée du cache a donné lieu à des implémentations plus nuancées du cache et de la RAM, jusqu’à ce que nous nous retrouvions avec la hiérarchie de la mémoire, avec le cache en haut, la RAM au milieu et le stockage en bas. Cette approche hiérarchisée permet aux données critiques pour le processeur d’être physiquement plus proches du processeur, réduisant ainsi la latence et aidant votre PC à être plus réactif.
Le cache possède sa propre hiérarchie, ou niveaux de cache, qui sont divisés en caches L1, L2 et L3. Il s’agit de tous les types de cache, mais ils remplissent des fonctions légèrement différentes.
Le cache L1 est le premier niveau de cache et également le plus petit, généralement divisé en instructions L1 ou L1i et données L1 ou L1d. Chaque cœur d’un processeur possède son propre bloc de cache L1, qui ne fait généralement que quelques kilo-octets. Le type de données stockées dans le cache L1 correspond aux éléments que le processeur vient d’utiliser ou s’attend à utiliser prochainement. Si le processeur a besoin de données qui ne se trouvent pas dans le cache L1, il passe au niveau suivant : L2.
Comme le cache L1, le cache L2 est souvent exclusif à un seul cœur de processeur, mais dans certains processeurs, il est partagé entre plusieurs cœurs. Il est également beaucoup plus volumineux ; par exemple, chaque cœur P du Core i9-12900K dispose de 80 kilo-octets de cache L1, ainsi que de 1,25 mégaoctets de cache L2, soit près de 16 fois plus. Cependant, les caches plus volumineux ont une latence plus élevée, ce qui signifie qu’il faut plus de temps pour que la communication ait lieu entre le cœur du processeur et le cache. Lorsque les processeurs veulent accomplir des tâches en quelques microsecondes, voire en nanosecondes, la latence légèrement plus élevée du cache L2 est importante. Si un processeur ne parvient pas à trouver les données demandées dans le cache L2, il demande le niveau suivant : L3.
Le cache L3 est un élément important : il est partagé entre certains ou tous les cœurs d’un processeur, et il est volumineux. Le 7950X3D, par exemple, dispose de 128 Mo de cache L3 avec son cache V-Cache 3D boulonné, tandis qu’il seulement dispose de 16 Mo de cache L2. La latence du cache L3 est encore pire que celle du L2, mais avoir un cache L3 important est vraiment important pour éviter que le processeur n’ait besoin de demander à la RAM les données nécessaires. À l’exception du stockage, la RAM a la pire vitesse et la pire latence de la hiérarchie de la mémoire, et chaque fois que le processeur a besoin d’accéder à la RAM pour les données requises, les choses peuvent s’arrêter.
Certains processeurs disposent même d’un cache L4, mais il fonctionne généralement comme une mémoire RAM intégrée au processeur. Certains des premiers processeurs 14 nm d’Intel basés sur l’architecture Broadwell incluaient 128 Mo de DRAM intégrée, et les processeurs de serveur Sapphire Rapids de la société peuvent être livrés avec HBM2, qui est en quelque sorte utilisé comme un niveau de cache supplémentaire.
Le cache du processeur est-il important pour les jeux ?
Le cache du processeur fait une grande différence pour les jeux. Bien que les performances monothread, les instructions par horloge (IPC) et la vitesse d’horloge soient traditionnellement considérées comme les facteurs les plus importants des performances de jeu, il est devenu très clair que le cache est probablement le facteur le plus important de tous dans la rivalité entre AMD et Intel.
Le cache est si important pour les jeux en raison de la façon dont les jeux sont conçus aujourd’hui. Les jeux modernes comportent beaucoup de caractère aléatoire, ce qui signifie que le processeur doit constamment exécuter des instructions simples. Sans suffisamment de cache, votre carte graphique est obligée d’attendre que votre processeur exécute les instructions qui s’accumulent et provoquent un goulot d’étranglement. Vous pouvez voir un exemple de la différence que cela fait avec la technologie 3D V-Cache d’AMD dans le graphique des performances du processeur dans les jeux ci-dessous.
Ces dernières années, nous avons constaté une tendance à l’augmentation du cache pour les jeux. AMD augmente les quantités de cache de ses processeurs depuis des années et a doublé la mise avec sa technologie 3D V-Cache sur le Ryzen 7 5800X3D et ses successeurs de la génération Ryzen 7000
Intel a rattrapé son retard sur AMD et ses processeurs de dernière génération disposent de davantage de cache que jamais, ce qui leur permet de rester compétitifs dans le domaine des jeux. Il semble probable que les quantités de cache continueront d’augmenter dans les années à venir, repoussant encore plus les limites des performances de jeu.
Soutenez notre effort ❤️
Si vous avez apprécié cet article, pensez à laisser un pourboire pour nous aider à continuer à publier du contenu de qualité.
