CPUs: Leistungseinfluss des Level3-Caches

[kingdavid007]

Hallo Zusammen

Weiss jemand, wie sich die Grösse des L3 Caches auf die Leistung auswirkt? Warum wird bei Intel seit Jahren auf 6/8 MB gesetzt? Warum wird hier differenziert?

[Tesseract]

die frage ist was mehr bringt: großere oder schnellere caches (oder mehr rechenwerke oder größere GPU etc.). es ist nicht so, dass die caches seit generationen gleich geblieben sind, sie sind massiv schneller/intelligenter geworden und das kostet natürlich auch fläche. wie sich cachegröße auswirkt hängt stark davon ab was für code ausgeführt wird und intel wird nach internen simulationen wohl zum schluss gekommen sein, dass 1-2MB pro thread im desktopbereich ausreicht und man die fläche anders besser nutzen kann.

so vom gefühl her sind 1-2MB/thread schon relativ großzügig dimensioniert für "durchschnittscode".

[kasir]

Guck dir mal Die-Shots an, du wirst erkennen, dass der Cache den Großteil der Fläche des Chips belegt. Also je größer der Cache, desto weniger Chips pro Wafer, umso höhere Kosten pro CPU.

[kingdavid007]

Vielen Dank für die Antworten.

Angenommen es wären 2 identische CPUs vom Takt her, aber der eine hat 6MB, der andere 8MB L3 Cache. Welchen Leistungsunterschied schätzt ihr? Ich nehme mal an, dass die Benchmarks dann nicht 33% besser ausfallen würden?

[Tesseract]

Angenommen es wären 2 identische CPUs vom Takt her, aber der eine hat 6MB, der andere 8MB L3 Cache. Welchen Leistungsunterschied schätzt ihr? Ich nehme mal an, dass die Benchmarks dann nicht 33% besser ausfallen würden?

das kann man relativ gut nachstellen indem man auf einem i7 HT deaktiviert und den dann mit einem i5 vergleicht: der unterschied liegt in der praxis im schnitt bei vielleicht 1-2% wenn takt usw. identisch sind. aber wie gesagt: je nach code kann es auch mal deutliche ausreißer nach oben geben.

[kingdavid007]

Herzlichen Dank

Mein Prozessor ist ein Core i7 920 oder so hat aber 8 MB Cache. Der war ja jetzt bereits nie ausgelastet und zock mehrheitlich. Werde sicher Skylake kaufen. Dann wart ich aber noch auf den 1. September bis die günstigeren Modellen kommen, dann reicht 6 MB Cache ohne HT und locked sicher auch. Spar ich mir das Geld für ne geilere GPU :) Mit DX12 wird ja CPU sowieso noch weniger ein Thema sein.

Nochmals Danke für die technischen Inputs.

[Leonidas]

Vielfach werden gerade L2/L3-Caches verbaut, um die Chipfläche bewußt größer zu bekommen, da sich somit die Abwärme besser verteilt und nicht alles an Hotspots staut.

Wie stark diese Motivation ist, dürfte aber von CPU-Design zu CPU-Design höchst unterschiedlich sein.

[x90xler]

Hallo Zusammen

Weiss jemand, wie sich die Grösse des L3 Caches auf die Leistung auswirkt? Warum wird bei Intel seit Jahren auf 6/8 MB gesetzt? Warum wird hier differenziert?
Der L3-Cache beeinflusst das Cache-Koheränz-Protokoll von Multicore-Prozessoren; die dann je nach Ausführung schneller arbeiten können. Zum Erhalt der Datenkonsistenz gleicht das Protokoll die Caches aller Kerne ab.

Der L3-Cache ist damit in der Regel keiner reiner Cache; sondern beschleunigt das Cache-Koheränz-Protokoll und den Datenaustausch zwischen den Kernen; was zu einer Mehrleistung führt. Dabei ist der L3 ein sogennter 'Inklusiv-Cache'; also tatsächlich in Hardware vorhanden.

Das Cache-Kohärenz-Potrokoll verhindert das rückliefern inkonsistenter Daten auf der gleichen Speicheradresse.

[Lokadamus]

Hier wird es noch gut erklärt, aber nicht auf die Performence eingegangen.
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/com/0309291.htm

Sollte man in diesem Sinne auch einmal durchgelesen haben, wenn man sich mit den Caches bisher nicht weiter beschäftigt hat.
https://de.wikipedia.org/wiki/Cache

[Spasstiger]

das kann man relativ gut nachstellen indem man auf einem i7 HT deaktiviert und den dann mit einem i5 vergleicht: der unterschied liegt in der praxis im schnitt bei vielleicht 1-2% wenn takt usw. identisch sind. aber wie gesagt: je nach code kann es auch mal deutliche ausreißer nach oben geben.
Der größere L3-Cache kommt vermutlich sowieso eher mit 8 aktiven HW-Threads zum Tragen.
Mehr Cache gibts bei Intel wohl erst mit mehr Kernen im Consumersegment zu erwerben. Ausnahme ist der Quasi-Level-4-Cache in Form des eDRAM bei den Varianten mit Iris-Pro-GPU (z.B. Core i7-5775C). Der schlägt aber auch nur in Ausnahmefällen durch.

[Lokadamus]

Ausnahme ist der Quasi-Level-4-Cache in Form des eDRAM bei den Varianten mit Iris-Pro-GPU (z.B. Core i7-5775C). Der schlägt aber auch nur in Ausnahmefällen durch.Dürfte daran liegen, dass der Cache eher für die Intel- Graka gedacht ist, aber wenn die Intel- Graka ihn nicht benötigt, soll er den L3 Cache unterstützen.
Durch die Größe von 64 bzw. 128MB sollte dies kein Problem sein.

http://www.tomshardware.de/Haswell-Crystalwell-GPU-L4-Cache,news-247293.html <-- von 2012
http://www.anandtech.com/show/6993/intel-iris-pro-5200-graphics-review-core-i74950hq-tested/3 <-- von 2013

http://en.wikichip.org/wiki/Crystal_Well