Çekirdek Vs Önbellek: AMD İşlemcilerde Performans Katkısı Nasıl?

0

BEĞENDİM

ABONE OL

News

0

Intel ve AMD gibi çip üreticileri, her jenerasyonda olmasa bile belirli aralıklarla köklü mimari değişikliklere gidiyor. Bazı serilerde ise daha minimal değişikliklerle birlikte daha mütevazı iyileştirmeler yapılıyor. Bir işlemcinin performansını etkileyen çok sayıda etken var bildiğiniz üzere. Çekirdekler ve önbellek liste her zaman listenin başına yazılabilir.

• Intel İşlemciler 3D V-Cache Kullansaydı Ne Olurdu? Önbellek Ne Kadar Önemli?

Daha önce Intel işlemcilerde önbelleğin ne kadar etkili olduğuna bakmış, mimariden mimariye büyük değişiklikler olduğunu görmüştük. Şimdi ise farklı kaynaklar tarafından yapılan testlerle birlikte L3 önbellek kapasitesinin oyun performansına tesirine bakacağız. Yapılan kıyaslamalar Zen 3 tabanlı Ryzen işlemcileri temel alıyor. Sonrasında piyasaya sürülen Zen 4 ve Zen 5 işlemcilerde sonuçlar değişiklik gösterecektir, ancak farkın çok büyük olacağını düşünmüyoruz. Böylelikle AMD imzalı yongalarda oyun performansına en çok neyin etki ettiğini anlama fırsatı bulacağız.

14. Nesil Core ve 10. Nesil Core aileleri arasındaki sonuçlar tamamen farklı çıkmıştı. 10. Nesil işlemciler aynı frekansa kilitlendiğinde, Core i5, i7 ve i9 işlemciler arasında birçok oyunda çok fazla fark olmadığı ortaya çıkmıştı. Önbellek ise farkını daha fazla hissettirmişti. Ancak 13. Nesil Raptor Lake ve 14. Nesil Raptor Lake Refresh gibi tamamen farklı mimariyle çalışan işlemcilerde önbellek kapasitesinin ehemmiyeti çok az. Garip bir şekilde, her zaman durum aynı olmasa bile çekirdek sayısı az olduğunda önbellek kapasitesi değerini biraz daha artırıyor.

En çok fark yaratan şeylerden biri de çekirdek sayısı. 4 çekirdek ve 6 çekirdek arasında çok önemli bir fark var. 6 çekirdekten 8’e geçişte de aynı oranda olmasa da oyuna bağlı olarak önemli farklar gördük. Test edilen çiplerin hiçbiri de 4 çekirdekle gelmiyor, ancak farkı anlamış olduk.

Uzun lafın kısası, mevcut Intel işlemcilerde 3D V-Cache benzeri bir önbellek teknolojisi kullanmanın hiçbir manası yok. Hatta tahminen kullanılsaydı tahminen olumsuz katkıda bile bulunabilirdi. Özellikle “mevcut Intel işlemciler” diye belirtiyoruz, çünkü gelecekte bu durum değişebilir. Peki durumlar AMD tarafında nasıl?

Teknoloji topluluğunda önbellek ve ayrıca RAM’in AMD işlemcilerde daha büyük önem arz ettiğine dair genel bir görüş vardır. Şimdi en azından Zen 3 mimarili çipler özelinde yapılan karşılaştırmalara göz atacağız, bakalım bu algı ne kadar doğru?

Test ortamının ayrıntılarından bahsetmeden geçmeyelim. Aşağıdaki CPU’lar sabit frekansta çalışmadı, bunun yerine 4.4 GHz ile 4.7 GHz arasında değişen varsayılan çalışma frekanslarında karşılaştırmalar yapıldı. Sonuç olarak %7’lik bir frekans farkı ortaya çıktı. Çıktı çıkmasına, ancak sonuçlar her şeyi o kadar açık bir şekilde özetliyor ki saat hızı farklarını görmezden gelebiliyoruz.

Tüm testler 1080p çözünürlükte GeForce RTX 4090 ekran kartı kullanılarak gerçekleştirildi. Amiral gemisine 16 MB, 32 MB ve 96 MB L3 önbellek kapasitelerine sahip 6 ve 8 çekirdekli AMD çipler eşlik etti. 8 çekirdekte Ryzen 7 5800X3D, Ryzen 7 5800X ve Ryzen 7 5700G, 6 çekirdekte ise Ryzen 5 5600X3D, Ryzen 5 5600X ve Ryzen 5 5600G teste dahil oldu. Son olarak 32 GB DDR4-3600 CL14 bellekler kullanıldığını da ekleyelim.

Baldur’s Gate 3

Baldur’s Gate 3’ten başlayacak olursak, 6 yada 8 çekirdekli bir CPU’ya sahip olmanın pek bir kıymeti yok gibi görünüyor. Önbellek kapasitesi eşit olduğunda performans üç aşağı beş yukarı aynı olacak. Çekirdeklerin bilakis, önbellek burada büyük önem arz ediyor. Örneğin 32 MB L3 önbelleğe sahip 5600X, 16 MB önbelleğe sahip 5700G’den %11 daha hızlı.

8 çekirdekli verilere baktığımızda, 5800X’in 5700G’den önemli ölçüde daha hızlı olduğunu ve performansı %17 artırdığını, 5800X3D’nin ise 5800X’ten %27 daha performanslı olduğunu görüyoruz. Tüm işlemciler Zen 3 çekirdekleriyle, dolayısıyla aynı CPU mimarisini kullanıyor. Önbellek 16 MB’dan 96 MB’a çıktığında %48 gibi önemli bir performans artışı kaydediliyor ki bu aslında her şeyi açıklıyor.

Cyberpunk 2077: Phantom Liberty

Cyberpunk 2077: Phantom Liberty’e bakalım. Burada ekstra 2 çekirdekle birlikte 8 çekirdekli işlemciler daha fazla avantaj sağlıyor, ancak bu avantaj L3 önbellek kapasitesi azaldıkça aşağı doğru düşmeye başlıyor. Örneğin 5800X3D, 5600X3D’den %7 daha süratliydi ve 5800X ile 5600X’i karşılaştırırken benzer bir marj gözlemliyoruz. Fark 16 MB 5700G ve 5600G ile ortadan kalkıyor ki bu biraz beklenmedik bir durum.

Diğer yandan önbellek kapasitesi yine kendini güçlü şekilde hissettiriyor. 6 çekirdekte 5600G’den 5600X’e geçildiğinde %10, 5600X’ten 5600X3D’ye geçildiğinde ise %25’lik fark oluşuyor. 8 çekirdekli modellerde ise 16 MB’dan 96 MB’a çıkıldığında %46’lık bir performans artışına şahit oluyoruz.

Hogwarts Legacy

Işın izleme aktif halde çalışan Hogwarts Legacy, CPU’yu hayli zorlayan bir oyun. Ancak yine de ekstra çekirdekler sorunu çözmüyor, her üç önbellek yapılandırması da 6 veya 8 çekirdekle neredeyse aynı sonuçları veriyor. Önbellek ise büyük farklar yaratıyor. 5800X ve 5700G arasında %17, 5800X3D ve 5800X arasında ise %11 gibi bir fark söz konusu. Yine 16 MB ve 96 MB L3 önbellekleri kıyaslarsak, %30 gibi önemli performans artışları ortaya çıkmış.

Star Wars Jedi: Survivor

Star Wars Jedi: Survivor’da aynı şekilde 6 ve 8 çekirdeğin performansı çok benzer. Ancak 5700G, karşılaştırılabilir düşük yüzdelik performans sunmasına rağmen 5600G’den %11 daha hızlı. Fark 32 MB L3 önbellekli modellerde sadece %6’ya, X3D modellerde ise %2’ye düşüyor; bu da daha büyük bir L3 önbellekle performans arttıkça çekirdek sayısına olan bağımlılığın bu oyunda daha az önemli hale geldiğini gösteriyor.

Artık önbellek kapasitesinin değeri perçinleniyor diyebiliriz. 6 çekirdekli modelleri incelediğimizde, 5600G’den 5600X’e %19’luk bir artış ve 5600X’ten 5600X3D’ye %28’lik bir artış göze çarpıyor. Zen 3 çekirdeklerine sahip olan CPU’ların arasında büyük farklar var. 5600X3D, bir APU olan 5600G’den %53 daha performanslı.

Assetto Corsa Competizione

Assetto Corsa Competizione, çoklu iş parçacıklarına çok fazla güvenmeyen ancak önbellek boyutuna çok hassas bir oyun olduğu biliniyor. Aynı şekilde 2 çekirdek önemli bir fark yaratmıyor, özellikle de 32 ve 96 MB modeller ele alındığında. 8 çekirdekli 16 MB çip lehine %8’lik bir marj var, yani önbellek daha sınırlı olduğu durumlarda ekstra çekirdeklerin yararı daha hissedilebilir hale geliyor.

L3 önbellek özellikle Zen 3 çipler olmak üzere AMD’nin her şeyi. 5700G ve 5800X arasında %23, 5800X ile 5800X3D arasında ise %38 gibi önemli bir performans ayrımı var. 5700G’den 5800X3D’ye doğru fark %70’e çıkıyor ki bu inanılmaz bir fark.

Spider-Man Remastered

Spider-Man Remastered ilginç sonuçlar veren bir oyun. Tüm işlemciler Zen 3 çekirdeğine sahip ve benzer frekanslarda çalışmasına rağmen ortaya çıkan performans büyük ölçüde değişebiliyor. Çekirdek sayısı performansı fazla oynatmıyor gibi; bunu 5800X3D ve 5600X3D’yi kıyaslayarak görebilirsiniz.

Önbellek ise Spider-Man ve AMD çipler için çok önemli. 16 MB önbellek ve 96 MB’a çıktığımızda ortalama FPS 91’den 125’e uzanıyor. %1 düşük FPS değerleri ise 60’tan 94’e çıkıyor ki bu oyun deneyimini tamamen değiştirebilecek bir şey.

A Plague Tale: Requiem

A Plague Tale’de 6 ve 8 çekirdekli modeller arasında küçük farklar var, yani sonuçlar diğer oyunlarla yakın. Ancak diğer oyunlardan ayrışan duruma gelince, L3 önbellek daha küçük karlar getiriyor. 5700G’den 5800X’e sadece %12’lik bir artış ve 5800X’ten 5800X3D’ye %12’lik bir artış yaşanmış. 5700G ve 5800X3D arasında %25’lik performans farkı var ki bu da kenara atılamayacak kadar önemli bir fark.

Assassin’s Creed Mirage

Assassin’s Creed Mirage, L3 önbellek kapasitesinin yanında yüksek çekirdek sayılarından da faydalanan bir oyun. 5800X3D ve 5600X3D arasında %12, 5800X ve 5600X arasında %9, 5700G ve 5600G arasında ise %4’lük artış sonuçlara yansıyor. İlginç bir şekilde, 8 çekirdekli modeller için performans kazanımları L3 önbellek kapasitesi ile artıyor.

Çekirdekler tesirini hissettirse de önbellek daha önemli. 5700G ile 5800X arasında %19’luk, 5800X ile 5800X3D arasında %33’lük performans karı söz konusu.

Watch Dogs: Legion

Watch Dogs: Legion’da ekstra çekirdeklerin yararı görülmüyor, asıl farklar önbellek kapasitesi arttığında ortaya çıkıyor. 16 MB önbelleğe sahip CPU’lardan 32 MB’a geçişte performans 17 artarken, 32 MB’tan 96 MB’a geçiş performansı %32 daha yükseğe taşıyor. 16 ve 96 MB arasında ise %55’lik performans marjı var.

Hitman 3

Senaryo değişmiyor, çekirdekler fark yaratmazken önbellek büyüklüğü hemen kendini gösteriyor. 5700G’den 5800X’e çıkıldığında %23 ve 5800X’ten 5800X3D’ye geçişte %18 gibi bir fark söz konusu. Yani bu örnekte 16 MB’den 96 MB’ye %46’lık bir artış görüyoruz.

Zaten her şey apaçık ortada lakin ortalamaya da bakalım. 12 oyunun ortalamasına bakacak olursak, 6-8 çekirdek arasında %3 gibi mütevazı bir performans farkı sonuçlara yansıyor. Yani diyebiliriz ki birden fazla çağdaş oyun için, en azından bu listede yer alan oyunlar için 6 Zen 3 çekirdeği yeterli. Asıl önemli olan çekirdeklerin gücü, mimari ve L3 önbellek. Tahminen işlemciye daha çok yük bindiren, çok büyük haritaları olan çok oyunculu oyunlar vardır. Bu oyunlarda tahminen çekirdek sayıları daha fazla önem arz edebilir lakin genel çizgileriyle durum böyle.

L3 önbellek kapasitesi 16 MB’dan 32 MB’a çıktığında ortalama performans %18 arttı. 32 MB’dan 96 MB’a çıkıldığında ise %23’lük bir iyileşme elde edildi. 16 MB ve 96 MB arasında büyük kapasite farkı var. FPS değeri ise %45 oranında yükseliyor.

Önbellek kapasitesiyle birlikte tasarımı da önemli. Çip dizayncıları zaman zaman mimari bazlı geliştirmelerle birlikte önbelleğin pozisyonunu, verimliliğini, gecikme müddetlerini ve performansını da güzelleştirebiliyor. Ancak ne olursa olsun, önbellek her zaman kıymetliydi ve önemli olmaya devam edecek. Oyun performansı söz konusu olduğunda ise ehemmiyeti daha da artıyor.

İşlemci serilerinde zamana göre önbelleğin değeri azalabiliyor. Bahsettiğimiz gibi, Intel’in 10. Nesil Comet Lake işlemcileri önbellekten daha fazla yararlanıyordu. E-Core ve P-Core çekirdekleriyle tasarlanan, hibrit mimarili 14. Nesil Raptor Lake Refresh testleri gösterdi ki önbellek fazla katkı sağlamıyor.

Biz şimdi mevzumuza, AMD tarafına geri dönelim. Gördüğünüz gibi Zen yongalarda önbellek büyük performans katkıları sağlıyor. Şirketin ekstra önbellek kullanmasına izin veren 3D V-Cache teknolojisinin ehemmiyetini hepimiz biliyoruz. Bu teknolojiden yararlanan CPU’lar çoktan kendini kanıtladı, oyunculuk konusunda AMD’nin liderliği almasını sağladı. Kırmızı takım ilk olarak Ryzen 5000X3D ile bu işe girişti, sonrasında geliştirdiği teknolojiyi Ryzen 7000X3D serisine taşıdı.

Tüm sonuçlar sonucunda, özellikle de harici ekran kartı kullananların 5700G ve 5600G gibi işlemcilere yönelmesi pek iyi bir tercih değil. 16 GB küçük önbellek boyutları oyun performansını ziyadesiyle kısıtlamakta.

Bildiğiniz gibi, CCD’nin üzerine istiflenen bu ek önbellek birimi oyunlarda büyük performans katkısı sağlıyor. Kırmızı takım 3D V-Cache’in ikinci kuşağına yaptı lakin şimdi Intel’in rakip bir teknolojisi yok. Bu da AMD’nin hem oyun hem de belirli veri merkezi uygulamaları için performans liderliğini ele geçirmesine imkan tanıyor.

3D V-Cache’in ardındaki fikir nispeten basit, ancak uygulama tarafı biraz karmaşık. Herhangi bir çip üstü önbelleğin ardındaki temel fikir, sık erişilen verileri yürütme çekirdeklerine mümkün olduğunca yakın tutmak ve böylece ana belleğe yapılan yüksek gecikmeli ziyaretleri ortadan kaldırmaktır.

Sonuç olarak, çekirdekler veri beklemek zorunda kalmaz, böylece daha fazla veri işler ve performansı artırır. L3 önbellek diğer önbelleklerden (L1 ve L2 gibi) daha yavaştır, ancak daha yüksek kapasitesi nedeniyle daha fazla veri depolayabilir. Bu sayede daha fazla faydalı datayı çekirdeklere yakın tutmak (isabet oranı) mümkün.

AMD’nin buna “Oyun Önbelleği (Game Cache)” ismini vermesinin bir nedeni var: L3 önbellek performans için çok önemli. Oyunlar, yüksek L3 gecikme süresinden ve düşük önbellek kapasitesi/isabet oranlarından olumsuz etkilenebilir. Özetleyecek olursak, yüksek önbellek kapasitesi daha güzeldir.

AMD, TSV’ler (Through Silicon Via) aracılığıyla alt kalıba bağlanan ek bir SRAM yongasını çipin yanlarındaki ısı üreten çekirdeklerden izole etmek için doğrudan bilgi işlem kalıbının (CCD) ortasına yerleştiriyor. Bununla birlikte, yonganın üzerine konumlanan ısı yayıcı için düz bir yüzey oluşturmak üzere çekirdeklerin üzerinde bir silikon şim kullanmak gerekiyor.

Silikon kusursuz bir termal iletken, ancak şim ve ekstra SRAM kalıbı, alt kalıptan ısı dağılımını kaçınılmaz olarak azaltacak ve böylece daha az termal boşluk kalacak. Başka bir deyişle, 3D V-Cache teknolojili çipler daha sıcak çalışacak. Ekstra bellek ayrıca daha fazla güç tüketimine yol açıyor. AMD ise dengeyi kurabilmek için işlemcilerinde hem taban hem boost frekanslarını kısıtlıyor.

Kırmızılıların 3D çip istifleme teknolojisi, temelde TSMC’nin SoIC teknolojisine dayanmakta. TSMC’nin SoIC teknolojisi, iki kalıbı birbirine bağlamak için mikro darbeler veya lehim kullanmıyor. Bunun yerine iki kalıp, TSV kanallarının herhangi bir yapıştırma materyali olmadan eşleşebileceği şekilde kusursuz düz bir yüzeye frezelenerek önbellek ve çekirdek arasındaki arayı 1000 kat azaltıyor. Bu da bant genişliğini artırırken ısı ve güç tüketimini azaltıyor. AMD, tekniğin TSV’ler gibi arka uçlarla silikon fabrikası benzeri üretim kullandığını, yani üretim akışının normal bir çipinkine benzer olduğunu söylüyor.

Kısaca geçmişe doğru yol alalım. Zen 3 tabanlı Ryzen 7 5800X3D, 3D V-Cache serüvenini başlatan ilk işlemci olmuştu. Tek bir model olarak piyasaya sürüldü ve oyunlarda farkını o günden hissettirmişti. Çipin kendisi kusursuz olsa da, 3D V-Cache teknolojisi o zamanlar için hala nispeten yeniydi ve AMD biraz temkinli davranmak zorundaydı. Sıcaklıklar ve voltajlar gibi şeyler hassas bir şekilde yönetiliyordu ve ilk jenerasyonda ayarlama seçenekleri mevcut değildi.

AMD, Zen 4 tabanlı 7000 serisiyle birlikte tanıtılan ikinci nesil 3D V-Cache yongalarıyla  meraklılar için birkaç ayar seçeneği sunarak Precision Boost Overdrive ve Curve Optimizer dayanağının yanı sıra EXPO bellek hız aşırtma özelliklerine de olanak tanıdı. Bu çiplerle birlikte “X3D” serisi artık daha anlamlı bir hal aldı. Şirket şimdi Ryzen 9000X3D isimlendirmesiyle beklenen seri ile birlikte tam teşekküllü overclock desteği sunmaya hazırlanıyor. Sadece PBO veya CO ayarı değil, AM5 platformunu kullanan kişiler için tam hız aşırtma desteği sunulacak.

Diğer Teknoloji Haberleri İçin Tıklayın / Bursa Haber – Bursa Gündem – Bursa Gündem Haber – Bursa Haberleri – Bursa Son Dakika 

Bizi İnstagram’da Takip Edebilirsiniz / @BursaGündemHaber

Bizi X’de Takip Edebilirsiniz / @BursaGündemHbr

Bizi Facebook’da Takip Edebilirsiniz / @BursaGündemHaber

Bizi Youtube’da Takip Edebilirsiniz / @BursaGündemHaber

Bizi Linkedin’de Takip Edebilirsiniz / @BursaGündemHaber