为何CPU缓存对游戏如此重要？AMD和英特尔竞争的焦点

不过，缓存的增益并非无止境——7950X3D并未在所有核心上盲目堆砌额外缓存，这背后自有道理。实际上，虽然更大的缓存确实在一定程度上推升了游戏性能，但也伴随着一些不利因素。想要深入了解CPU缓存的奥秘及其对性能影响的全貌，以下内容你不可错过。

什么是CPU缓存？

缓存，就是CPU内置的一块小内存，它可以内置在单个处理器核心中，也能被部分或全部核心共同使用。这块内存就安家在处理器上，离得近，作用大，确保CPU执行任务时，不必每次都跑到系统RAM那里取数据。不同处理器的缓存容量各异，小的可能几千字节，大的则能达数兆字节。

话说回来，我们现在手握高速SSD和更快的RAM，为何缓存还有用武之地？关键还是为了提速。早在1990年代，RAM的速度就跟不上CPU的需求脚步，成了CPU设计的一道坎。于是，聪明的设计者们在芯片内部加入了缓存，作为“贴身侍卫”。

虽说缓存容量比RAM小得多，但它胜在速度快，补上了这个短板。只不过，把内存集成到小小的芯片上成本不菲，所以通常不会做得太大。AMD通过3D V-Cache技术打破了这个局限，成功提升了缓存的效益，如今我们见证了一系列高性能游戏芯片的诞生，这就是技术进步带来的直观体现。

缓存如何工作？

随着缓存的普及，它与RAM的运用变得更为精细，催生了内存层次结构的概念：缓存位于顶端，RAM居中，而存储则在最底层。这样的层级安排让CPU常用数据得以靠近处理器，从而缩短了等待时间，让电脑运行起来更敏捷。

缓存自身也分层次，主要有L1、L2和L3三级。它们同为缓存，却各司其职。

L1缓存作为最贴近CPU的第一层，同时也是最小的，分为L1指令缓存（L1i）和L1数据缓存（L1d）。每个CPU核心都有专属的L1缓存，容量仅数千字节，主要存放CPU最近使用或将要用到的数据。一旦所需数据不在L1中，CPU就会转向L2查询。

L2缓存虽然也常与单个核心绑定，但在某些CPU中会被多个核心共享。它的容量远大于L1，比如酷睿i9-12900K的每个P核心配有80KB的L1缓存和1.25MB的L2缓存，后者几乎是前者的16倍。但伴随容量增加，访问延迟也会增长，意味着核心与L2间的信息交换耗时更长。考虑到CPU处理任务需争分夺秒，L2的这点延迟不容忽视。若L2也未能命中目标数据，CPU便会求助于L3。

L3缓存则是大家伙，跨核心共享，容量庞大。比如7950X3D拥有128MB的L3缓存加上附加的3D V-Cache，而L2仅为16MB。L3的延迟比L2更高，但其重要作用在于减少CPU直接向RAM索取数据的频率。毕竟，相较于其他内存层次，RAM的速度和延迟表现较差，CPU每回访RAM都会造成一定的效率损失。

部分CPU还配备了L4缓存，它通常作为CPU封装上的辅助RAM存在。比如早期基于Broadwell架构的Intel 14nm CPU内置了128MB嵌入式DRAM，而后续的Sapphire Rapids服务器CPU则可能配备HBM2，这在某种程度上也可视为另一级缓存的延伸。

CPU缓存对游戏重要吗？

CPU缓存对游戏体验有着不小的影响。尽管过去人们普遍认为单线程性能、每周期执行指令数（IPC）和运行频率是决定游戏性能的最关键因素，但现在看来。缓存大小或许才是AMD和英特尔在竞争中争夺的焦点。

在如今游戏设计的背景下，缓存显得尤为重要。现在的游戏充满变数，频繁要求CPU处理简单的指令集。如果缓存不够用，显卡就得“干等”CPU，因为积压的指令会导致处理瓶颈，拖慢整体速度。AMD的3D V-Cache技术在这方面带来的提升，在游戏CPU性能对比图表中体现得尤为明显，你可以直观看到这项技术带来的显著差异。

近年来，游戏对缓存的依赖趋势愈发明显。AMD早就意识到了这一点，多年来不断提升其CPU产品的缓存容量。并在Ryzen 7 5800X3D及后续的Ryzen 7000系列中，通过3D V-Cache技术进一步扩大了这一优势。

英特尔也不甘落后，其最新的CPU系列配备了史上最多的缓存，以确保在游戏性能上能与AMD一较高下。未来，随着缓存容量的持续增加，游戏性能的界限有望被不断突破。