近日，科技評(píng)論網(wǎng)站Chips and Cheese發(fā)布了 AMD 新3D V-Cache技術(shù)的評(píng)論，展示了其與前幾代 Zen 處理器相比的性能。Chips and Cheese 選擇了 AMD 的 EPYC（霄龍）服務(wù)器處理器來擔(dān)任這個(gè)角色，包括支持 3D V-Cache 的 EPYC 7V73（Milan-X）和 vanilla Zen 3 EPYC 7763（Milan）。

　　3D V-Cache 是 AMD 開發(fā)的一項(xiàng)新技術(shù)，可以讓 L3 緩存垂直堆疊，這樣可以在占用很少空間的情況下顯著增加緩存的大小。AMD 已經(jīng)通過新技術(shù)展示了令人印象深刻的性能提升，因?yàn)樗试S CPU 內(nèi)核始終如一地獲得更多信息。

　　單獨(dú)比較 Zen 3，有無 3D V-Cache 時(shí)，Chips and Cheese 注意到，當(dāng)測(cè)試沒有使用更多的 L3 緩存時(shí)，帶有 3D V-Cache 的EPYC 7V73的性能僅比普通 Zen 3 EPYC 7763 差一點(diǎn)。7763 必須提供什么。延遲差異為三到四個(gè)周期，由于 3D V-Cache，這是一個(gè)必要的權(quán)衡。

　　然而，一旦 7763 上的緩存被填滿，7V73 憑借其巨大的緩存大小，使得芯片的延遲比 7763 顯著減少，直到 3D V-Cache 被填滿。有趣的是，7V73 的內(nèi)存延遲也比 7763 略低。

　　在將 Zen 1 和 Zen 2 EPYC 芯片（如 7551 和 7452）添加到組合中時(shí)，我們看到了 AMD 3D V-Cache 芯片真正經(jīng)過精心設(shè)計(jì)的更好畫面。Chips and Cheese 指出，L3 緩存設(shè)置為從 Zen 1 計(jì)數(shù)到 Zen 2 會(huì)產(chǎn)生大約 5 個(gè)周期的額外延遲。然后從 Zen 2 統(tǒng)一 Zen 3 上的雙 16MB L3 緩存塊的舉措增加了更高的 7 到 8 個(gè)延遲周期。

　　與此同時(shí)，AMD 從 Zen 3 遷移到 Zen 3 3D V-Cache，并將 L3 緩存大小增加三倍只需要三到四個(gè)周期的延遲，這是迄今為止我們看到的最微不足道的損失。

　　Chips and Cheese 的圖表顯示，所有 Zen 世代的 L1 和 L2 緩存延遲幾乎相同。盡管如此，當(dāng)談到 L3 緩存時(shí)，延遲會(huì)隨著代際之間的 L3 緩存使用量的增加而減少，尤其是在 Zen 3 到帶有 3D V-Cache 的 Zen 3 中。

　　帶寬

　　在帶寬結(jié)果中，Chips and Cheese 發(fā)現(xiàn) AMD 的 7V73X 3D V-Cache 提供的帶寬不如 AMD 所宣傳的那么多。在測(cè)試中，它注意到 7V73X 在單線程緩存帶寬測(cè)試中每個(gè)周期只增加了大約 25% 的字節(jié)——這與 AMD 承諾的 2 倍帶寬增益相去甚遠(yuǎn)。

　　然而，Chips 和 Cheese 認(rèn)為，一旦 CPU 處理利用 L3 緩存的更大工作負(fù)載，時(shí)鐘速度可能會(huì)降低，這確實(shí)解釋了這種差異。

　　另一個(gè)奇怪的現(xiàn)象出現(xiàn)在7V73X上，單顆CCD緩存帶寬測(cè)試顯示，3D V-Cache芯片的帶寬相比標(biāo)準(zhǔn)7763略有不足，約為12.5%。Chips and Cheese 懷疑這是為了控制功率，因?yàn)閮蓚€(gè)芯片上都加載了 64 個(gè)內(nèi)核。這很有意義，因?yàn)?3D V-Cache 確實(shí)占用了更多空間并且需要更多的功率，這使得 CPU 冷卻變得更加復(fù)雜。

　　有趣的是，同樣的現(xiàn)象也發(fā)生在 AMD 基于 Zen 2 微架構(gòu)的 EPYC 7452 芯片上。EPYC（霄龍）7763 Zen 3 CPU 是唯一一款在單 CCD 帶寬測(cè)試和單線程帶寬測(cè)試中表現(xiàn)均等的芯片。

　　對(duì)于那些想知道 Zen 1 的人來說，緩存帶寬甚至比 Zen 2 和 Zen 3 還差。在絕大多數(shù)測(cè)試中，經(jīng)過測(cè)試的 EPYC 7551 的帶寬不到一半。直到測(cè)試的中期和結(jié)束階段，它才接近趕上。

　　結(jié)論

　　那么所有這些數(shù)據(jù)在現(xiàn)實(shí)世界的表現(xiàn)方面意味著什么呢？Chips and Cheese 運(yùn)行了多個(gè)基準(zhǔn)測(cè)試，包括 Gem5、libx264 4K 轉(zhuǎn)碼、7-Zip 等。只有在 Gem5 中，3D V-Cache 才對(duì)性能產(chǎn)生了顯著影響。其余的則乏善可陳，幾乎不引人注意，大約 5% 的性能優(yōu)勢(shì)有利于 3D V-Cache 芯片。

　　Chips and Cheese 的初步結(jié)果表明，3D V-Cache 的影響并不像 AMD 已經(jīng)預(yù)測(cè)的那樣顯著。但是，它需要更深入的測(cè)試才能通過判斷。此外，我們不能忘記這是 AMD EYPC 服務(wù)器處理器上的 3D V-Cache，因此 3D V-Cache 在其消費(fèi)者對(duì)應(yīng)產(chǎn)品上的行為可能會(huì)有所不同。

　　一方面，7V73X 是一個(gè)擁有 64 個(gè)核心的怪物芯片，因此該芯片對(duì)熱量和功率輸出很敏感，如果需要，它會(huì)迅速限制 CPU 核心。它是通過添加緩存來調(diào)整的，對(duì) CPU 增加了更多的功率和散熱要求。

　　另一個(gè)是服務(wù)器工作負(fù)載，由于其性質(zhì)，傳統(tǒng)上它的計(jì)算量比延遲敏感度更高。3D V-Cache 只有在內(nèi)核不是瓶頸并且不運(yùn)行需要大量時(shí)間來處理的線程時(shí)才會(huì)被證明是有用的。

　　在消費(fèi)領(lǐng)域，我們看到芯片的內(nèi)核數(shù)量大大減少，這降低了功率要求，并允許內(nèi)核在時(shí)鐘速度偏差較小的情況下伸展它們的腿。強(qiáng)大的冷卻系統(tǒng)和主板包含強(qiáng)大的供電解決方案，其空間遠(yuǎn)大于 CPU 在 PC DIY 空間中所需的空間，這不是問題。

　　消費(fèi)場(chǎng)景中的應(yīng)用的計(jì)算密集度通常要低得多，這使得緩存延遲發(fā)揮了更關(guān)鍵的作用。這在視頻游戲中是非常正確的，其中 CPU 很少加載到 100%，但是具有較低的延遲意味著預(yù)渲染幀可以更快地傳輸?shù)?GPU，減少輸入延遲并提高幀速率。

　　參考鏈接：

　　https://www.tomshardware.com/news/amd-3d-v-cache-benchmarks-mixed-results-milan-x-cpus

　　https://chipsandcheese.com/2022/01/21/deep-diving-zen-3-v-cache/