सीपीयू कैश क्या है और यह गेमिंग के लिए इतना महत्वपूर्ण क्यों है?
AMD के 7800X3D और 7950X3D गेमिंग के लिए सीपीयू में शीर्ष स्थान पर हैं, इसलिए नहीं कि उनमें सबसे अधिक कोर या उच्चतम क्लॉक स्पीड है, बल्कि इसलिए कि उनके पास सबसे अधिक कैश है। लेकिन फिर भी सीपीयू कैश क्या है? यह चिप में ही निर्मित सुपर-फास्ट, रैपिड-एक्सेस मेमोरी की एक छोटी मात्रा है, जो इसे तेज गति से संचालन के लिए आवश्यक डेटा प्राप्त करने में मदद करती है।
हालाँकि, रिटर्न रैखिक नहीं हैं – एक कारण है कि 7950X3D के सभी कोर पर अतिरिक्त कैश नहीं है। वास्तव में, काम करने के लिए बहुत सारे अतिरिक्त कैश रखने के कुछ नुकसान भी हैं, भले ही यह गेमिंग प्रदर्शन को बढ़ाने में मदद करता हो। यहां सीपीयू कैश के बारे में वह सब कुछ है जो आपको जानना आवश्यक है।
सीपीयू कैश क्या है?
कैश मेमोरी की वह मात्रा है जो सीपीयू के भीतर ही होती है, या तो अलग-अलग कोर में एकीकृत होती है या कुछ या सभी कोर के बीच साझा की जाती है। यह समर्पित मेमोरी का एक छोटा सा टुकड़ा है जो सीधे प्रोसेसर पर रहता है ताकि आपके सीपीयू को हर बार आपके पीसी पर कुछ करने के लिए आपके सिस्टम रैम से जानकारी प्राप्त करने की आवश्यकता न हो। प्रत्येक प्रोसेसर में थोड़ी मात्रा में कैश होता है, छोटे सीपीयू में शायद केवल कुछ किलोबाइट होते हैं जबकि बड़े सीपीयू में कई मेगाबाइट का कैश हो सकता है।
लेकिन अगर हमारे पास पहले से ही तेज़ SSD स्टोरेज और उससे भी तेज़ RAM है तो कैश क्यों आवश्यक है? यह सब प्रदर्शन के बारे में है. 1990 के दशक में, रैम की गति सीपीयू की जरूरतों के अनुरूप नहीं थी, जो सीपीयू डिजाइनरों के लिए एक समस्या थी। इसका समाधान चिप्स में स्थानीय कैश जोड़ना था।
हालाँकि RAM की तुलना में कैश की क्षमता सीमित होती है, लेकिन इसकी उच्च गति इसकी भरपाई कर देती है। एकमात्र नकारात्मक पक्ष यह है कि मेमोरी को एक छोटी चिप में पैक करना महंगा है, इसलिए आमतौर पर इसका उपयोग बड़ी मात्रा में नहीं किया जाता है। हालाँकि, 3डी वी-कैश के साथ, एएमडी ने इसे काम करने का एक तरीका ढूंढ लिया, और अब हमारे पास इसे दिखाने के लिए उच्च प्रदर्शन वाले गेम चिप्स हैं।
कैश कैसे काम करता है? एल1, एल2, एल3 समझाया गया
कैश को मुख्यधारा में अपनाने के परिणामस्वरूप कैश और रैम का अधिक सूक्ष्म कार्यान्वयन हुआ, जब तक कि हम मेमोरी पदानुक्रम के साथ समाप्त नहीं हो गए, शीर्ष पर कैश, मध्य में रैम और सबसे नीचे स्टोरेज था। यह स्तरीय दृष्टिकोण सीपीयू के लिए महत्वपूर्ण डेटा को भौतिक रूप से प्रोसेसर के करीब रखने की अनुमति देता है, विलंबता को कम करता है और आपके पीसी को तेज़ महसूस करने में मदद करता है।
कैश का अपना पदानुक्रम या कैश स्तर होता है, जो L1, L2 और L3 कैश में विभाजित होता है। ये सभी प्रकार के कैश हैं, लेकिन ये थोड़े अलग कार्य करते हैं।
L1 कैश कैश का पहला स्तर है और सबसे छोटा भी है, जिसे आमतौर पर L1 निर्देश या L1i और L1 डेटा या L1d में विभाजित किया जाता है। सीपीयू के भीतर प्रत्येक कोर में L1 कैश का अपना विशिष्ट हिस्सा होता है, जो आमतौर पर केवल कुछ किलोबाइट बड़ा होता है। L1 कैश में संग्रहीत डेटा वह सामग्री है जिसे CPU ने अभी-अभी उपयोग किया है या आसन्न रूप से उपयोग करने की अपेक्षा करता है। यदि सीपीयू को ऐसे डेटा की आवश्यकता है जो L1 कैश में नहीं है, तो यह अगले स्तर पर जाता है: L2।
L1 कैश की तरह, L2 कैश अक्सर एकल CPU कोर के लिए विशिष्ट होता है, लेकिन कुछ CPU में, इसे कई कोर के बीच साझा किया जाता है। यह भी बहुत, बहुत बड़ा है; उदाहरण के लिए, कोर i9-12900K में प्रत्येक पी-कोर में 80 किलोबाइट L1 कैश है, साथ ही 1.25 मेगाबाइट L2 कैश है, जो लगभग 16 गुना अधिक है। हालाँकि, बड़े कैश में अधिक विलंबता होती है, जिसका अर्थ है कि सीपीयू कोर और कैश के बीच संचार होने में अधिक समय लगता है। जब सीपीयू माइक्रोसेकंड या यहां तक कि नैनोसेकंड में चीजों को पूरा करना चाहते हैं, तो एल2 कैश की थोड़ी अधिक विलंबता मायने रखती है। यदि कोई सीपीयू L2 कैश के भीतर अनुरोधित डेटा नहीं ढूंढ पाता है, तो यह अगला स्तर पूछता है: L3।
L3 कैश एक बड़ी बात है: इसे सीपीयू के भीतर कुछ या सभी कोर के बीच साझा किया जाता है, और यह बड़ा है। उदाहरण के लिए, 7950X3D में बोल्ट-ऑन 3D V-कैश के साथ 128MB L3 कैश है, जबकि इसमें केवल 16MB L2 कैश है। L3 कैश की विलंबता L2 से भी बदतर है, लेकिन CPU को आवश्यक डेटा के लिए RAM से पूछने की आवश्यकता से बचाने के लिए एक बड़ा L3 कैश होना वास्तव में महत्वपूर्ण है। स्टोरेज को छोड़कर, मेमोरी पदानुक्रम में रैम की गति और विलंबता सबसे खराब है, और जब भी सीपीयू को आवश्यक डेटा के लिए रैम तक पहुंचने की आवश्यकता होती है, तो चीजें रुक सकती हैं।
कुछ CPU में L4 कैश भी होता है, लेकिन यह आमतौर पर CPU पैकेज पर मौजूद RAM के रूप में कार्य करता है। ब्रॉडवेल आर्किटेक्चर पर आधारित इंटेल के कुछ पहले 14 एनएम सीपीयू में 128 एमबी एम्बेडेड डीआरएएम शामिल था, और कंपनी के नीलमणि रैपिड्स सर्वर सीपीयू एचबीएम 2 के साथ आ सकते हैं, जो कैश के अतिरिक्त स्तर की तरह उपयोग किया जाता है।
क्या गेमिंग के लिए सीपीयू कैश मायने रखता है?
सीपीयू कैश गेमिंग के लिए एक बड़ा अंतर बनाता है । हालाँकि एकल-थ्रेडेड प्रदर्शन, निर्देश प्रति घड़ी (आईपीसी), और घड़ी की गति को पारंपरिक रूप से गेमिंग प्रदर्शन में सबसे महत्वपूर्ण कारक कहा जाता है, यह बहुत स्पष्ट हो गया है कि एएमडी और के बीच प्रतिद्वंद्विता में कैश संभवतः सबसे महत्वपूर्ण कारक है। इंटेल ।
गेमिंग के लिए कैश बहुत महत्वपूर्ण है क्योंकि आजकल गेम कैसे डिज़ाइन किए जाते हैं। आधुनिक खेलों में बहुत अधिक यादृच्छिकता होती है, जिसका अर्थ है कि सीपीयू को लगातार सरल निर्देशों को निष्पादित करने की आवश्यकता होती है। पर्याप्त कैश के बिना, आपके ग्राफ़िक्स कार्ड को आपके सीपीयू पर प्रतीक्षा करने के लिए मजबूर होना पड़ता है क्योंकि निर्देश ढेर हो जाते हैं और बाधा उत्पन्न करते हैं । आप नीचे गेमिंग में सीपीयू प्रदर्शन ग्राफ में एएमडी की 3डी वी-कैश तकनीक से कितना अंतर आता है, इसका एक उदाहरण देख सकते हैं।
हमने हाल के वर्षों में गेमिंग के लिए अधिक कैश की ओर रुझान देखा है। AMD वर्षों से अपने CPU कैश की मात्रा बढ़ा रहा है, और Ryzen 7 5800X3D और Ryzen 7000 पीढ़ी में इसके उत्तराधिकारियों पर अपनी 3D V-कैश तकनीक के साथ इसे दोगुना कर दिया है।
इंटेल एएमडी के साथ प्रतिस्पर्धा कर रहा है, और इसकी नवीनतम पीढ़ी के सीपीयू में पहले से कहीं अधिक कैश है, जिससे उन्हें गेमिंग में प्रतिस्पर्धी बने रहने में मदद मिलती है। ऐसा लगता है कि आने वाले वर्षों में कैश मात्रा में वृद्धि जारी रहेगी, जिससे गेमिंग प्रदर्शन सीमाएँ और बढ़ेंगी।