CPU|为什么5800 X3D会变强？简单了解CPU缓存酷睿处理器

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【CPU|为什么5800 X3D会变强？简单了解CPU缓存】

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很多关注硬件，特别是CPU的小伙伴应该都看完了AMD的锐龙7 5800X3D测试吧，游戏性能是不是特别惹眼？而它唯一的改变就是增加了三级缓存，再看看CPU的发展史，好像缓存的改变一直是很重要的发展，它们有啥用？从5800X3D的表现看，它们是不是越大越好呢？

CPU的缓存用途很容易理解，它们和内存一样，就是记一些随时需要调用的数据，如果说内存是计算时的草稿纸，缓存就有点像是自己的大脑了，记录的东西可能不多，但调用起来绝对够快。

也和我们做数学题的过程一样， CPU缓存分成好几个层次，在CPU的每个核心里都有容量很小的存储单元，也就是一级缓存（L1 Cache），除了临时的计算数据之外，还可以用来保存一些指令。可以看做我们大脑计算时的最基本数据，比如心算的1+1、2+2以及下一步应该做乘除还是加减等等。

二级缓存也是每个核心都有，主要存放每个核心需要的临时数据，因为容量较大，所以只能放在核心旁边。这里存的数据，大概就相当于比较大的心算数据了，比如100×100 ，虽然也很简单，也比较频繁地调用，不过数据是真的大，而且没有最基本的计算那么频繁调用，所以就得用更大、稍微远离核心的容量来存储了。

三级缓存出现的时间稍晚一些，主要原因是在多核处理器出现后需要一个地方存储共同数据，方便不同的核心调用公用数据或互相交换数据。要用大脑来比喻的话，大概就是做应用题的时候大脑中场景设立与公式、图表等数据的共用存储、交互区域吧。速度当然要比一级二级慢得多，容量也需要更大才行。这样看来，三级缓存其实和内存关系更紧密也容易理解了，毕竟这些数据真的复杂又庞大，在大脑中存储时也多是作为草稿纸的“备份” ，顺手就要写下来的。

那么，理解了缓存的用处，它们对CPU的意义和影响也就容易说明了。比如一级缓存融入CPU架构中，统一架构下上至酷睿i9、锐龙9下至奔腾赛扬、速龙，都是一样的，它决定了处理器核心的运算效率。二级缓存如今基本绑定在核心上，每块CPU的二级缓存总量只取决于有多少个核心，每个核心的二级缓存容量不变。

那么，可以随意增减的也就剩下三级缓存了，它到底会带来什么影响呢？这就和CPU的设计思路有关了。在酷睿处理器中，三级缓存的主要功能和我们前面提到的类似，但较新的锐龙处理器和不一样，因为采用了I/O芯片和计算核心分离的设计，它与内存通信的延迟比较大。

这时候，三级缓存的意义就更明显了，特别是在有很多高速、零散数据存储时，没错，这里说的就是游戏，大部分办公、日常、影音应用的数据存储当然也能收益，但除了部分数据计算外，数据存储模式比较平缓，所以影响没有这么大。这就是为啥锐龙7 5800X3D的游戏能力大涨，而其他测试似乎没啥提升。

当然，即将到来的CPU也会升级一二级缓存来提供更强大的运算能力，例如13代酷睿的性能核二级缓存增加至2MB ，锐龙7000的每核心耳机缓存增加至1MB等。但是，有些小伙伴大概会有些奇怪，为啥不索性把缓存再加大，不是能提升更多的性能吗？这可不一定哦，除了缓存过大可能产生的存取效率下降之外，它们对芯片复杂度的影响也非常大。

在从相对独立的三级缓存上看的特别明显，其占据的面积常常比计算核心还大，肯定会提升功耗、发热量，影响频率、核心数量的提升，所以新架构CPU也都没有继续提升三级缓存。但AMD也表示Zen4之后也会有超高缓存型号，看来是当成了版本小升级的一个好办法，同时应该也是等待工艺制程进一步成熟，才能增加巨大的缓存模块。