AMD разрабатывает 3D V-Cache для L2: 8 МБ кэша нового уровня и экономия энергии

Технология наложения дополнительного кэша 3D V-Cache помогла AMD завоевать лидерство в игровой производительности процессоров. Сейчас она ограничена кэшем третьего уровня (L3), но компания активно работает над расширением.

Исследовательская работа US20260003794A1, опубликованная инженерами AMD, описывает применение 3D V-Cache к кэшу второго уровня (L2). Документ подробно раскрывает методику наложения двух плиток памяти на основную: одной для L3 (64 МБ), и второй для L2 (4 МБ). При этом, судя по схемам, на каждый вычислительный блок CCD можно добавить два слоя, что обеспечит до 8 МБ дополнительного L2-кэша.

Ключевое преимущество технологии — снижение задержки. Стандартный планарный кэш L2 имеет задержку около 14 циклов, тогда как предложенная трехмерная структура сокращает её до 12 циклов, то есть на 15%. Это напрямую повышает производительность, особенно в сценариях кэш-промахов.

Архитектура системы многоуровневого кэша перенаправляет соединительные каналы в её центр. Это исключает дополнительные этапы маршрутизации данных, характерные для обычного планарного кэша, обеспечивая более сбалансированные задержки между участками и лучшую масштабируемость.

Снижение задержки приносит и другую выгоду: экономию электроэнергии. За счёт выполнения запросов за меньшее число циклов снижается время активности кэша, а короткие проводники матрицы уменьшают ёмкость и тепловыделение. Итог — высокая производительность с улучшенной энергоэффективностью.