É hora dos jogadores de PC contarem com o cache, e a AMD está liderando o caminho

Cache não é algo que os jogadores de PC pensam o suficiente. Pelo menos, esse parece ser o pensamento da AMD ultimamente.

Com o lançamento do 3D V-Cache no Ryzen 7 5800X3D, porém, a AMD acabou de provar seu próprio ponto. O 5800X3D é o CPU de jogos mais poderoso que você pode comprar, e o 3D V-Cache é para agradecer. Mas uma pergunta paira: Por quê?

O cache sempre foi importante, mas a AMD não decidiu aplicar seu pacote 3D Hybrid Bond ao cache em apenas um palpite. Depois de terminar minha análise do Ryzen 7 5800X3D , conversei com Robert Hallock, diretor de marketing técnico da AMD, para entender o que o cache está fazendo nos jogos, por que é importante e por que os jogos eram o objetivo de design perfeito para o processador mais exclusivo de 2022.

Qual é o cachê?

Antes de falarmos sobre qualquer outra coisa, precisamos falar sobre cache — em particular, o que o cache da CPU mundial está fazendo quando você joga. Um cache é bastante simples: é um pouco de memória super-rápida em sua CPU que pode conter instruções. Hallock explicou a importância do cache desta forma: “Quanto mais instruções você puder manter localmente na CPU, menos tempo terá que gastar para obtê-las de outro lugar”.

O tempo (ou mais precisamente, a latência) é o que Hallock chama de “grande regulador de desempenho”. Sua taxa de quadros média é apenas uma abstração da latência, uma abreviação mais fácil de entender do que a quantidade de tempo que leva para renderizar cada quadro. Essa é a questão.

É a “grande busca” da indústria de hardware, de acordo com Hallock, esconder ou remover a latência para melhorar o desempenho.

O cache da CPU contém instruções que controlam o que seus outros componentes fazem e, em jogos, essas instruções podem mudar muito. Aleatoriedade é o que causa a latência, pois sua CPU precisa enviar instruções para a GPU buscar uma textura ou modelo de personagem (entre dezenas de outras coisas).

Mais cache significa que a CPU não precisa buscar dados da RAM do sistema, o que pode aumentar a latência em 10 vezes ou mais.

Isso não significa que mais cache seja inerentemente melhor para jogos. Depende em grande parte do jogo, mas mais importante, quando o jogo foi feito.

Três baldes

Quando se trata de definir os objetivos de design de um processador como o Ryzen 7 5800X3D, Hallock diz que os jogos se dividem em três categorias principais:

• Sensível à frequência — League of Legends, Civilization VI
• Sensível à latência — Fortnite, Forza Horizon 4
• Sensível à GPU — Dying Light 2, Red Dead Redemption 2

Os jogos são muito exigentes hoje, então os baldes acima não são perfeitos. Um jogo como Assassin's Creed Valhalla está preocupado com GPU, latência e frequência, mas é mais limitado pelo poder de sua GPU, então não se beneficiará tanto do 3D V-Cache. Você pode ver isso em alguns dos meus testes no gráfico abaixo.

Hallock teve o cuidado de não fazer declarações radicais porque o que um jogo é sensível “não vai realmente de acordo com as linhas de gênero”. O indicador mais importante é a idade do jogo. Hallock apontou títulos mais antigos como Counter-Strike: Global Offensive e Grand Theft Auto V como exemplos de jogos mais antigos que normalmente são mais sensíveis à frequência. Jogos mais novos, como Far Cry 6 e Halo Infinite , normalmente terão um benefício maior com mais cache.

Você pode ver isso no gráfico abaixo, com o Ryzen 7 5800X3D oferecendo um ganho significativo de desempenho até mesmo sobre o Ryzen 9 5950X em Far Cry 6.

A interface de programação de aplicativos (API) do jogo também é um grande influenciador. Os jogos da era DirectX 9 são normalmente mais sensíveis à frequência, enquanto os jogos DirectX 11 e DirectX 12 mais recentes aproveitam melhor o cache. E APIs como Vulkan podem fazer uma enorme diferença. Hallock apontou o Dota 2 como um exemplo: “Como resultado de sua mudança de API para Vulkan, o [ Dota 2 ] é altamente influenciado pelo desempenho do cache”.

Em última análise, porém, o benefício de algo como 3D V-Cache se resume em grande parte ao tipo de jogos que são populares hoje. As APIs mais recentes estão melhor equipadas para tirar proveito de coisas como 3D V-Cache, mas é a aleatoriedade do jogador que impulsiona o benefício. Títulos multiplayer como Apex Legends são um bom exemplo aqui, onde você pode ter “um encontro casual com um inimigo ou se mover de um lugar para outro porque um tiroteio acabou de começar”.

“Esse é o tipo de comportamento do jogador que força um computador a mudar de ideia”, diz Hallock. À medida que a aleatoriedade se torna mais profundamente incorporada nos jogos que jogamos, o papel do cache é mudar as instruções para o local correto para manter a latência o mais baixa possível.

Também não é uma ideia fora do campo. Olhando para os processadores Ryzen 5000, até o Ryzen 5 5600X possui 2 MB a mais de cache L3 do que o Core i9-12900K da Intel . Diferentes arquiteturas lidam com o cache, bem, de maneira diferente, mas é claro que a AMD teve essa especificação em mente. Considere que o Ryzen 5 5600X de US $ 300 se aproxima do carro-chefe da Intel em jogos, apesar de ser menos da metade do preço e ter 10 núcleos a menos.

Pós-frequência

Há um grande elefante na sala com o Ryzen 7 5800X3D: Frequency. É 200MHz mais lento que o Ryzen 7 5800X, e você não pode fazer overclock sem algumas soluções alternativas sérias . Mas Hallock diz que estamos entrando em um momento em que a frequência é menos importante, pelo menos nesse ínterim.

“Toda a indústria está pairando em torno de 5GHz por um tempo. E estamos reconhecendo isso. Essa ideia de explorar tecnologias de embalagem interessantes é um esforço para acabar com esse impasse.”

A frequência é importante, e Hallock diz que está ao lado da embalagem e do processo como uma ferramenta poderosa na caixa de ferramentas. Ainda assim, é verdade que estamos vendo menos benefícios com o aumento da frequência. Veja o Core i9-12900KS como um excelente exemplo, onde mesmo um aumento de 300MHz oferece pouco ou nenhum benefício nos jogos.

O overclock é uma questão diferente, um caso de compromisso, considerando que muitos títulos modernos não escalam com frequência da maneira que os jogos mais antigos fazem. Tudo se resume a voltagem e térmicas, com as peças não oferecendo espaço suficiente para overclocking seguro e simples. Hallock diz que a AMD “sentiu que seria meio errado não fazer isso” de qualquer maneira.

É uma troca que Hallock reconhece e, com o tempo, ele diz que a AMD “vai continuar empurrando esse envelope” e que a empresa pretende trazer benefícios como overclocking para chips 3D empilhados com lançamentos futuros.

Olhando para a frente

O Ryzen 7 5800X3D é um chip notável, projetado desde o início para os jogos que jogamos hoje, em vez da interminável perseguição de IPC (instruções por relógio) que ocorre há 30 anos. E o 3D V-Cache é apenas a primeira aplicação da tecnologia 3D Hybrid Bond da AMD, que permite que a AMD explore a colocação de diferentes módulos no mesmo chip.

É um produto interessante, mas também é uma leitura do que é importante para os jogos de PC hoje. Hallock diz que isso pode ajudar as pessoas a fazer uma pausa e ver como será um PC de jogos de alto desempenho no futuro, porque com base no desempenho do Ryzen 7 5800X3D, ele começa a parecer bem diferente.

Este artigo faz parte do ReSpec – uma coluna quinzenal em andamento que inclui discussões, conselhos e relatórios detalhados sobre a tecnologia por trás dos jogos para PC.