AMD|说人话系列：锐龙5系跟5800X3D解析(4)AMD缓存跟单核进化 CPU|英特尔|软件|it芯片

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本系列已经进行到第四篇。上篇写了缓存问题，造成的锐龙123代单核性能的拉胯。其实，不仅是因为模块化造成的三级缓存不够，还有个问题是内存调度。比如还是这个辣鸡中的辣鸡1700X吧，你压根无法做到两个模块同时可以对接内存条，因为无法优化。

其实，还有个重要问题。以windows来说，甚至包括windows server这种服务器系统，它的文件结构是文件夹，因为用户习惯，你找东西永远是先从文件夹慢慢查， win的整体寻址也是如此，甚至包括CPU调度。每个文件夹里都有下面文件的文件头地址，你要找就要先从文件及开始，一层层查。锐龙123代的cpu也是类似。有些服务器系统不是这样，锐龙就有了优势。

因为AMD为了省钱，搞模块化，每个模块都是4核心，每个核心都是CPU0开始到CPU3 。那你调度第二个核心的地址就是模块2.CPU0 ，每次寻址都要先从模块开始，多了几层中介，这就有了延迟。但是，如果你给的地址默认就是CPU0 ，那指定第一个模块做默认就好了，只要速度匹配。指定第二个模块默认CPU0 ，速度有延迟就影响性能。这个是AMD模块化完全无法避免的问题。
再来说下模块化的缓存问题。三级缓存是CPU内部的缓存里可以堆很大的活跃内存。三缓大， CPU能调用的后备数据库就大。如果是内存条那就不行了，太远了，读一次内存条要经过主板，接口，操作系统调用，一层层下来中介雁过拔毛，延迟大速度慢。一级缓存二级缓存也不能做大，因为大了单个CPU核的面积就大，浪费钱。内存的模型说了很多次了，比如这个内存金字塔结构，就很直观不是。

英特尔不这么搞。英特尔一直坚持环形总线结构，所有核心共享所有三级缓存。核心越多单核心能使用的三级缓存越大，单核心就越强，但是英特尔多核心堆不起来。相比之下， AMD模块化的弊端曝露无疑，单核心跟延迟一直是问题， AMD就长期只宣传多线性性能，也是田忌赛马的一个策略。

如何让单核心性能增加， AMD其实是有策略的。不过碍于GF工厂的工艺问题，拖到台积电7nm工艺成型， AMD才拿出来了解决方案——就是5000系锐龙每个模块8核，单核心需要的三级缓存容量翻倍，并且8核心内部几乎无延迟。对于目前绝大多数4核8线优化，加上少数6核12线程优化的程序软件来说， AMD的这8核一个模块，就够用了，绰绰有余。比如下图，四周的8个就是CPU核，中间的黑色方块就是三级缓存。

对于游戏来说，优化不像软件。游戏是对延迟异常敏感的类型，你从按下按键，到屏幕有反应，一般都是在100多毫秒之内的。并且游戏对帧数有要求，也要及时响应。就算每秒钟刷新30帧的游戏，它的按键响应就是33毫秒，有反应后再刷新在屏幕上，最多100多毫秒。每秒钟刷新60帧，按键响应就是17毫秒，屏幕刷新出来就是90多毫秒。 144帧游戏按键响应8毫秒，屏幕刷新出来是70多毫秒。反正以此类推，帧数越高，它响应速度就快，有些人一直追求电竞帧数，其实是有道理的。但是注意，帧数从30提高到144 ，接近5倍，然而延迟只减少了2倍。说明游戏延迟的降低不是线性的。帧数提高了， AMD一直在游戏最低帧跟平均帧劣势大，就是模块化的缺陷。英特尔也一直拿游戏性能来推销酷睿。游戏的处理周期是非常漫长的事情。

像普通的编译器之类，都是点击编译之后CPU才开始干活。播放器之类，都是一次刷新十几帧几十帧的指令刷新频率低。而CAD绘图这种，甚至会有先绘图确认后再调用CPU的情况出现，你看到的屏幕显示跟软件的计算并不同步。为了兼容性，游戏软件的优化跟普通软件就不一样了。游戏软件的指令传输是，小分块+高速刷新，比如一次64K但是一秒钟刷新100个周期。那三级缓存的重要性就出来了。三级缓存大， CPU可以一次读10个周期依次扔给CPU降低延迟，三级缓存小，一次读1个周期，延迟就高一些。