AMD 3D V-Cache™: Neue Technik bringt deutlichen Performance-Boost für Gamer

Mit der Veröffentlichung des Ryzen™ 7 5800X3D hat AMD für Aufsehen gesorgt. Es ist der erste Desktop-Prozessor überhaupt, der mit dem sogenannten „3D V-Cache™“ ausgestattet ist. Aber was bedeutet das überhaupt und wie wirkt sich die neue Technik auf die Performance aus? Hier findet ihr die wichtigsten Infos.



Es war ein langer Weg bis hin zur Implementierung des 3D V-Caches™. In den vergangenen Jahren wurde die CPU-Architektur mehrmals überarbeitet. Anstelle eines großen Chips konnten plötzlich mehrere kleine auf einem Modul miteinander kombiniert werden. Das reduzierte nicht nur die Fehleranfälligkeit in der Produktion, sondern brachte auch eine erstaunliche Leistungssteigerung mit sich. Seit 2019 wird das typische Chiplet-Design verwendet, welches wir von den aktuellen Ryzen-Prozessoren kennen. Und dieses wurde nun um den 3D V-Cache™ erweitert.


Bild: AMD

Was steckt hinter dem Feature?

Die Idee dahinter ist eigentlich recht simpel und der Name verrät auch bereits, worum es sich dreht. Aushängeschild ist ein zusätzlicher L3-Cache, der vertikal auf den Cache des eigentlichen Prozessors gestapelt wird und so eine deutlich größere Kapazität schafft. Zum Vergleich: während ein gewöhnlicher AMD Ryzen™ 7 5800X nur auf 32 MB kommt, erreicht der AMD Ryzen™ 7 5800X3D stolze 96 MB.

Doch die Umsetzung war alles andere als simpel. AMD konnte nicht einfach eine CPU auf den Markt bringen, die plötzlich deutlich höher ist als alle anderen. Kühlkörper & Co. sind nämlich perfekt auf die bisherigen Maße zugeschnitten und ein Ausreißer würde in der Praxis nur für Probleme sorgen und eine komplett neue Hardware-Umgebung benötigen.


Bild: AMD

Gemeinsam mit TSMC wurde also eine neue Fertigungsmethode entworfen, um einen Chip herzustellen, der zwar dünner ist als die bisherigen Modelle, sich technisch aber nicht von ihnen unterscheidet. Der dadurch eingesparte Platz konnte schließlich für den zusätzlichen L3-Cache genutzt werden. Im Endeffekt ist der neue Prozessor mit 3D V-Cache™ also genauso hoch wie der herkömmliche Ryzen Zen-3-Chip ohne gestapelten Cache.

Dabei setzt AMD auf einen sogenannten „Hybrid-Bond“-Ansatz mit direkten Kupfer-zu-Kupfer-Verbindungen. Das Ergebnis ist eine extrem hohe Packungsdichte mit großen Datenraten und einer hervorragenden Energieeffizienz. Und das Beste: da die Basis des Prozessors und auch die Gesamthöhe unverändert bleibt, passt der AMD Ryzen 7 5800X3D problemlos auf ein Mainboard mit AM4-Sockel. Es ist kein weiteres Upgrade des Systems nötig.


Bild: AMD

Wie wirkt sich das auf die Leistung aus?

„Viel hilft viel“ – wir alle kennen dieses Sprichwort. Und in diesem Fall ist es tatsächlich zutreffend. Doch um zu verstehen, wie sich ein größerer L3-Cache auf die Performance des PCs auswirkt, müssen wir uns erst einmal anschauen, wofür ein solcher Cache überhaupt benötigt wird. Dafür nehmen wir das Beispiel Gaming.

Um ein Computerspiel darstellen zu können, benötigt die Hardware eine Menge Informationen. Wie bewegen wir uns, was passiert in unser Umgebung und so weiter und so fort. Das Problem: im Gegensatz zu einem Film, in dem die Handlung von vorhinein festgelegt ist, weiß niemand so genau, was in einem Videospiel passiert.

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Weder wir können die Aktionen vorhersehen, noch unser PC. Für ihn ist jede unserer Entscheidungen komplett zufällig. Er weiß nicht, ob wir uns dazu entscheiden werden, diesen Gegner anzugreifen oder uns einfach umdrehen und gehen. Er muss aber auf all unsere Entscheidungen reagieren können. Und das möglichst schnell, da das Spiel ansonsten nicht flüssige dargestellt wird.

Die benötigten Informationen werden in der Regel im Cache zwischengespeichert und bei Bedarf abgerufen. Ist der Cache ausgelastet, so werden sie über den RAM geholt. Die Zugriffszeiten des Arbeitsspeichers sind jedoch deutlich langsamer. Sobald eine Information nicht aus dem Cache, sondern über Umwegen geholt werden muss, geht dementsprechend wertvolle Zeit verloren. Bedeutet im Umkehrschluss: je mehr Daten direkt aus dem Cache genutzt werden, desto schneller können die einzelnen Aktionen berechnet werden. Die FPS steigen an. AMD spricht von einem durchschnittlichen Leistungsplus von bis zu 15 Prozent in Full-HD. Und das wurde nur mit einer Anpassung der Speicher-Architektur realisiert.

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