Ángel Aller
— Amante dell'hardware.
Esperto in computer e gaming
Cos'è AMD 3D V-Cache
AMD 3D V-Cache è una tecnologia di stacking 3D della cache L3 nelle CPU Ryzen che permette di offrire una maggiore densità di capacità grazie alla sua struttura. Più richieste di accesso ai dati rimangono nella CPU, meno tempo ci metterà a gestirle, e questo si traduce in più prestazioni; cioè, più FPS in questo caso.
3D V-Cache è stata presentata al COMPUTEX 2021 come una tecnologia rivoluzionaria, anche se non sarebbe arrivata sul mercato dei consumatori fino al 20 aprile 2022. Gli AMD Ryzen 5000 (Zen 3) sono stati i protagonisti, anche se la vera protagonista è stata la Ryzen 7 5800X3D, la prima CPU con 3D V-Cache della storia.
Il successo di questo chip è stato tale che è diventato un best-seller nonostante non avesse un prezzo molto basso, circa 410€. Considerate che gli AMD Ryzen 5000 con Zen 3 sono stati lanciati nel 2020, mentre questo chip X3D è arrivato nel 2022, a pochi mesi dal lancio degli AMD Ryzen 7000!
Ha conquistato così tanto i giocatori, che nel 2024 molte persone continuano a puntare sul socket AM4 e sull'AMD Ryzen 7 5800X3D per le sue prestazioni nel gaming.
Perché offre più FPS nei videogiochi
Per cominciare, è importante capire che la memoria cache si classifica per livelli e è un tipo di memoria che gestisce l'accesso ai dati di uso frequente. I livelli determinano la gerarchia:
- Cache L1, è la prima a gestire le richieste che riceve la CPU. Di solito, è la più vicina ai core della CPU.
- Cache L2, quando la prima non ce la fa più, è la L2 che si occupa delle richieste.
- Cache L3, i 2 livelli precedenti si riempiono rapidamente, quindi la L3 è quella con più capacità.
E se la L3 si riempie anche? Allora tocca andare fuori dalla CPU, con la memoria RAM e l'hard disk i successivi. Non è affatto desiderabile che ciò accada perché la latenza che si produce è enorme e l'operazione si completa molto più lentamente.
Robert Hallock, Direttore del Marketing Tecnico di AMD, spiega che il tempo che la CPU impiega per accedere alla cache L3 quando cerca di rispondere a una richiesta varia tra 8 e 10 nanosecondi. Dovendo ricorrere alla RAM, questo ritardo aumenta da 8 a 10 volte.
Mettendoci in un videogioco, mentre giochiamo stiamo eseguendo azioni (correre, cambiare arma, sparare, ricaricare e un lungo eccetera). Secondo Robert, il PC non può prevedere cosa facciamo (attenzione all'IA), e tutte queste azioni si trasformano in un accesso ai dati in modo casuale: texture, animazioni, suoni, fisica, ecc.
Allora, 3D V-Cache fornisce più memoria cache L3 nella CPU per evitare che questa debba cercare memoria al di fuori del suo die, aumentando la quantità di dati che la CPU può ottenere tra 8 e 10 nanosecondi. Tradotto in dati, avremo un 15% in più di FPS in 1080p
Tenete presente che nei giochi vengono effettuate migliaia di richieste casuali al minuto per riflettere sullo schermo ciò che vediamo.
Quindi, quanto più memoria cache L3 abbiamo nella CPU, più FPS otterremo? Non è proprio così, ci sono molte cose da considerare: architettura, prestazioni mono-core, utilizzo dei core da parte di un videogioco, ecc.
Come è fatto 3D V-Cache
Entriamo nel cuore degli AMD Ryzen con questa tecnologia, e siccome sappiamo che è una tecnologia di memoria impilata, dobbiamo scoprire il sistema con cui un chip viene posto sopra un altro e si interconnettono.
La prima cosa che devo spiegare è che, in una litografia "X" e in una superficie "Y", è impossibile mettere più memoria cache in lunghezza o orizzontalmente. Non c'è più spazio, e un die di CPU moderna è più stretto dell'area metropolitana di Tokyo.
La soluzione è impilare, costruire grattacieli, quindi bisogna studiare come farlo, interconnettere, ridurre le latenze, ecc. AMD ha preso in considerazione i metodi C4 e Micro Bump, ma ha dovuto andare oltre.
AMD lo chiama Hybrid Bond 3D, è un sistema che evolve il sistemaC4 e il ben noto Micro Bump. Altre marche o aziende che utilizzano lo stacking 3D utilizzano il Micro Bump, ma AMD aveva bisogno di più densità nell'area in termini di connettività, così come una gestione termica più esauriente.
Hybrid Bond 3D ha molti più punti di connessione nella stessa area. Questo gli permette di avere più larghezza di banda nello stesso spazio. In AMD avevano già progettato i loro Ryzen 5000 con la loro larghezza, lunghezza e altezza, ma se aggiungevano 3D V-Cache il chip sarebbe stato più alto, causando vari problemi per dissipatori, kit AIO, ecc.
Quindi, dovevano ridurre l'altezza del chip e questo implicava la ricerca di nuove tecnologie. Quindi, hanno visto che la soluzione era nei pilastri della CPU: dovevano ridurre l'altezza del chip Zen 3, quindi hanno deciso di appiattire la base del chip il più possibile.
Approssimativamente, hanno ridotto la base a quasi la metà per inserire la cache impilata e mantenere la stessa altezza degli altri AMD Ryzen 5000. In questo modo, il Ryzen 7 5800X3D ha la stessa altezza dell'AMD Ryzen 7 5800X, ma con 32 MB L3 in più.
Quindi, l'Hybrid Bond 3D insieme all'appiattimento della base del chip sono i pilastri dell'AMD 3D V-Cache.
Processori AMD con 3D V-Cache
Dividendo i processori in socket AM4 e AM5, quelli che hanno 3D V-Cache sono i seguenti:
- AM4: AMD Ryzen 7 5800X3D.
- AM5:
- AMD Ryzen 7 7800X3D.
- AMD Ryzen 9 7900X3D.
- AMD Ryzen 9 7950X3D.
Perché non c'è un AMD Ryzen 5 con 3D V-Cache?
In realtà AMD stava per lanciare un AMD Ryzen 5 5600X3D nel negozio americano MicroCenter, ma alla fine sembra che l'idea non sia stata accolta. Anche se non ho l'affermazione ufficiale, tra le voci e la mia logica tutto indica che sarebbe una questione di costi di produzione.
Produrre processori con questa tecnologia è una sfida, come avrete notato, quindi questo si traduce in costi di produzione più elevati. Un esempio di ciò è il prezzo dei Ryzen X3D, che sono più costosi dei modelli convenzionali.
AMD aveva in mente l'idea di lanciare un AMD Ryzen 5 con 3D V-Cache perché è una delle gamme più vendute del marchio. Tuttavia, dovrebbero aumentare il loro prezzo oltre i 350€, e molte persone non sarebbero disposte a pagare tale importo per 6 core e 12 thread.
Pensate che ci troveremmo in un range dove vediamo gli Intel Core i7 e AMD Ryzen 7, quindi non è un buon affare.
Detto questo, aspettate perché potrebbe esserci una sorpresa, soprattutto considerando che AMD ha presentato il Ryzen 7 5800X3D quasi 2 anni dopo l'uscita di Zen 3.
L'impatto dell'approccio su marchi come NVIDIA
Con le GPU i produttori possono produrre chip più grandi, quindi c'è più area per installare la cache. Il bello delle GPU è che hanno i moduli di memoria (GDDR6, GDDR6X, ecc.) molto vicini, quindi la latenza generata non è così grande come nelle CPU.
Tuttavia, è sempre preferibile che "tutto rimanga in casa" e migliorare la cache. Così è nato AMD Infinity Cache con le RX 6000 in RDNA 2. Ha avuto molto successo e AMD ha fatto concorrenza nella fascia media e, addirittura, nella fascia alta senza Ray Tracing di mezzo.
Questo approccio ha attirato l'attenzione di NVIDIA, che allora aveva le sue RTX 3000 con l'architettura Ampere. La risposta è stata chiara: aumentare la cache L2 nelle RTX 4000.
Vi metto una tabella per farvelo vedere chiaramente.
| GPUs | Cache L2 |
| RTX 3060 | 3 MB |
| RTX 4060 | 24 MB |
| RTX 3060 Ti | 4 MB |
| RTX 4060 Ti | 32 MB |
| RTX 3070 | 4 MB |
| RTX 4070 | 36 MB |
| RTX 3070 Ti | 4 MB |
| RTX 4070 Ti | 48 MB |
| RTX 3080 | 5 MB |
| RTX 4080 | 64 MB |
| RTX 3090 | 6 MB |
| RTX 4090 | 72 MB |
Ora vi renderete conto che l'aumento di FPS così grande non è dovuto solo a DLSS 3, vero? Si sono resi conto che AMD aveva ragione, quindi hanno aumentato la loro cache L2 ottenendo grandi risultati.
Ovviamente, non tutto si riduce ad aumentare la cache, ma a formare un'architettura come Ada Lovelace che va a tutta velocità.
Vuoi aggiornare la tua CPU? Senza dubbio, ti consiglio un AMD Ryzen 7000X3D, non te ne pentirai!
