Cache CPU et cœurs : édition AMD Ryzen

Cache CPU et cœurs : édition AMD Ryzen

Dans cet article, nous verrons comment la capacité du cache L3 affecte les performances de jeu. Plus précisément, nous examinerons les processeurs Ryzen basés sur Zen 3 d’AMD dans une fonctionnalité de type « pour la science ». Cela signifie qu’il ne s’agit pas nécessairement d’un conseil d’achat, même s’il correspond bien à plusieurs recommandations que nous avons formulées au cours des dernières années. C’est aussi une information pratique pour être armé pour aller de l’avant.

Ce n’est pas la première fois que nous étudions l’affirmation courante selon laquelle « plus de cœurs améliorent les performances de jeu ». Nous avons testé en 2021, alors qu’il était assez courant d’entendre des utilisateurs qui avaient mis à niveau quelque chose comme un Core i5-10600K ou un Core i7-8700K, vers le Core i9-10900K alors phare, disant que les cœurs supplémentaires dans le processeur premium a entraîné de grandes augmentations de FPS pour les jeux.

Cache CPU et coeurs edition AMD Ryzen

Vous voyez, le 10900K offrait une augmentation de 67 % du nombre de cœurs, passant de 6 à 10 cœurs, mais il a également vu une augmentation de 67 % de la capacité du cache L3. Étant donné que la plupart des jeux ne parvenaient toujours pas à utiliser pleinement les 6 cœurs du 10 600K ou du 8 700K, cela nous a amené à nous demander si le cache supplémentaire ou les cœurs avaient un impact plus important sur les performances.

Ce qui est cool, c’est que nous pouvions facilement le découvrir en désactivant les cœurs sur les 10700K et 10900K, tout en verrouillant la fréquence de fonctionnement, le bus en anneau et les timings de la mémoire. Cela nous a permis de comparer des configurations à 6, 8 et 10 cœurs, avec des capacités de cache L3 de 12 Mo, 16 Mo et 20 Mo et voici comment les résultats se sont révélés.

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Pour l’essentiel, la mise à niveau de 6 cœurs avec un cache L3 de 20 Mo à 10 cœurs avec le même cache L3 de 20 Mo n’a entraîné qu’une augmentation des performances de 3 % en moyenne. Ainsi, une augmentation de 67 % du nombre de cœurs ne nous a rapporté qu’une augmentation de 3 % des FPS.

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Cependant, avec les configurations à 6 cœurs, le passage d’un cache L3 de 12 Mo à 20 Mo a entraîné une augmentation plus significative de 14 % en moyenne. Cela nous a fourni la preuve concluante que le cache était plus important que les cœurs pour les jeux, lorsque l’on compare les processeurs de la même architecture.

À l’époque, l’importance du cache L3 pour les jeux n’était pas largement reconnue, ces données étaient donc surprenantes pour beaucoup, en particulier pour ceux qui avaient supposé l’amélioration des performances observée lors du passage d’un Core i5 ou i7 à 6 cœurs à un 10 cœurs. Le Core Core i9 était dû à l’augmentation des cœurs, plutôt qu’au cache supplémentaire.

Environ 8 mois après la publication de cet article de fond, AMD a lancé son tout premier processeur 3D V-Cache, le 5800X3D, et l’importance du cache L3 pour les performances de jeu est devenue largement reconnue. Dans ce contexte, vous vous demandez peut-être pourquoi nous revisitons ce sujet maintenant, début 2024. Honnêtement, nous n’avons pas de raison précise ; nous avons simplement trouvé ces données intrigantes et pensons que vous le serez aussi.

En réalité, lorsque nous avons publié l’article Intel 10e génération Cores vs. Cache, l’une des demandes les plus populaires concernait une version AMD. Malheureusement, à l’époque, cela n’était pas réalisable car tous les processeurs Ryzen de la série 5000 disposaient d’une capacité de cache L3 de 32 Mo par CCD, ce qui fait que les Ryzen 7 5800X et Ryzen 5 5600X, par exemple, disposent de la même capacité L3.

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Nous avons ensuite reçu les premiers APU Ryzen 5000, réduits à un cache L3 de 16 Mo. Cependant, cela n’aurait pas fait un article exceptionnellement intéressant, puisque de toute façon, vous aviez déjà ces données dans les tests 5700G et 5600G. Mais, avec l’arrivée des versions 3D V-Cache (depuis fin 2022 pour être clair), nous disposons désormais de processeurs Ryzen 5000 avec un cache L3 de 96 Mo – nous venons juste de faire ce test maintenant.

Notes de test et avertissement complet : nous n’avons pas retesté tous ces processeurs à une fréquence verrouillée ; au lieu de cela, ils ont été comparés à leurs fréquences de fonctionnement par défaut, qui vont de 4,4 GHz à 4,7 GHz, ce qui entraîne un écart de vitesse de fréquence allant jusqu’à 7 %. Cependant, après avoir examiné les données, il était clair qu’un nouveau test complet pour verrouiller les vitesses de fréquence aurait été inutile car les données dont nous disposons sont très claires et montrent exactement ce que nous nous attendions à trouver.

Tous les tests ont été effectués avec la GeForce RTX 4090 à 1080p, car il s’agit d’une référence en matière de processeur. Si vous ne comprenez pas pourquoi les évaluateurs testent de cette façon et que vous souhaitez en savoir plus, nous avons un article dédié à l’explication de toutes les bases de l’analyse comparative.

Pour ce test, nous sommes limités à une comparaison entre 6 cœurs et 8 cœurs, car ce sont les processeurs Ryzen disponibles dotés de capacités de cache L3 de 16 Mo, 32 Mo et 96 Mo. Tous les processeurs ont été testés avec 32 Go de mémoire DDR4-3600 CL14. Passons maintenant aux données…

Repères

Le premier est Baldur’s Gate 3, et il y a un peu de choses à déballer ici. Mis à part la capacité du cache, peu importe que nous ayons un processeur Zen 3 avec 6 ou 8 cœurs ; les performances seront les mêmes, en supposant que la capacité du cache soit égale. Le cache est plutôt roi ici ; le 5600X, par exemple, avec ses 32 Mo de cache L3, est 11 % plus rapide que le 5700G, qui ne dispose que de 16 Mo de cache L3.

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En regardant les données à 8 cœurs, nous constatons que le 5800X est nettement plus rapide que le 5700G, améliorant les performances de 17 %, tandis que le 5800X3D est 27 % plus rapide que le 5800X. Il est également assez remarquable de noter que bien que tous les processeurs utilisent des cœurs Zen 3, donc la même architecture CPU, passer de 16 Mo à 96 Mo de cache L3 entraîne une augmentation substantielle des performances de 48 %, soulignant que le cache a un impact significatif sur les performances.

Ensuite, nous examinons Cyberpunk 2077 : Phantom Liberty. Ici, nous constatons un léger avantage en termes de performances pour les processeurs à 8 cœurs, bien que cet avantage diminue à mesure que la capacité du cache L3 diminue. Par exemple, le 5800X3D était 7 % plus rapide que le 5600X3D, et nous observons une marge similaire en comparant le 5800X et le 5600X. Cependant, cette marge disparaît avec les 16 Mo 5700G et 5600G, ce qui est quelque peu inattendu.

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Néanmoins, la capacité du cache fait la différence la plus significative, améliorant les performances des 6 cœurs du 5600G au 5600X de 10 %, puis du 5600X au 5600X3D de 25 % supplémentaires. Dans le cas des modèles à 8 cœurs, nous assistons à une augmentation des performances de 46 % en passant de 16 Mo à 96 Mo.

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Passant à Poudlard Legacy, testé avec le ray tracing activé, il semble remettre en question considérablement les performances du processeur dans ce titre. Cela dit, bien que le jeu devienne très limité en CPU, l’ajout de cœurs supplémentaires ne résout pas le problème ni même n’aide, les trois configurations de cache fournissant des résultats presque identiques avec 6 ou 8 cœurs.

La capacité du cache fait une différence, et il ne semble y avoir aucune limite ici. Le 5800X était 17 % plus rapide que le 5700G, tandis que le 5800X3D était 11 % plus rapide que le 5800X, marquant une augmentation des performances de 30 %, passant de 16 Mo à 96 Mo de cache L3.

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Dans Star Wars Jedi : Survivor, les performances des 6 et 8 cœurs sont très similaires, bien que le 5700G soit 11 % plus rapide que le 5600G, malgré des performances comparables à un faible percentile. La marge se réduit à seulement 6 % avec les modèles de cache L3 de 32 Mo, puis à 2 % pour les parties X3D, ce qui indique qu’à mesure que les performances augmentent via un cache L3 plus grand, la dépendance au nombre de cœurs devient moins significative dans ce titre.

En examinant les modèles à 6 cœurs, nous constatons une augmentation de 19 % du 5600G au 5600X, puis une augmentation supplémentaire de 28 % du 5600X au 5600X3D. Il est remarquable d’observer une augmentation de 53 % entre le 5600G et le 5600X3D, étant donné que les deux processeurs disposent de six cœurs Zen 3.

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On sait qu’ACC est un jeu qui ne repose pas beaucoup sur plusieurs threads mais qui est très sensible à la taille du cache, et ces processeurs le soulignent. Il n’y a pas de différence significative entre les parties à 6 et 8 cœurs ici, particulièrement vrai lorsque l’on examine les modèles de 32 et 96 Mo. Il existe une marge de 8 % en faveur de la puce à 8 cœurs de 16 Mo, de sorte que les cœurs supplémentaires semblent offrir certains avantages lorsque le cache est plus limité.

Même en examinant les composants à 8 cœurs, nous constatons une augmentation de 23 % du 5700G au 5800X, puis une augmentation significative de 38 % du 5800X au 5800X3D. Cela montre à quel point le cache L3 peut faire une différence de performances, soit une augmentation d’environ 70 % du 5700G au 5800X3D, ce qui est remarquable.

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Les résultats de Spider-Man Remastered sont intrigants car, encore une fois, bien que tous les processeurs testés soient dotés des mêmes cœurs Zen 3, cadencés à des fréquences similaires, les performances obtenues peuvent varier considérablement. Le nombre de cœurs ne semble pas jouer un rôle significatif, 6 ou 8 ; les résultats sont à peu près les mêmes. La différence la plus considérable est observée lorsque l’on compare les modèles X3D, puisque le 5800X3D était en moyenne 7 % plus rapide.

Ce qui ressort, ce sont les performances plus lentes des modèles 16 Mo, seulement 60 ips pour le centile bas. Cela signifie que, si l’on compare les performances à faible centile, le 5800X était 44 % plus rapide que le 5700G.

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La performance dans A Plague Tale: Requiem était plus proche que dans les autres titres examinés jusqu’à présent. Il existe également un léger avantage en termes de performances pour les modèles à 8 cœurs, cohérent dans les trois configurations.

Ce qui est différent ici, ce sont les gains plus faibles offerts par le plus grand cache L3, seulement une augmentation de 12 % du 5700G au 5800X, puis 12 % supplémentaires du 5800X au 5800X3D. Cependant, vous envisagez une augmentation de 25 % du 5700G au 5800X3D, ce qui représente une amélioration considérable au sein de la même génération.

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Dans Assassin’s Creed Mirage, comme dans la plupart des jeux, un cache L3 supplémentaire est bénéfique, mais contrairement à la plupart des jeux, il profite également de cœurs supplémentaires. Ici, nous envisageons une augmentation de 12 % pour le 5800X3D par rapport au 5600X3D, une augmentation de 9 % pour le 5800X par rapport au 5600X et une augmentation de 4 % pour le 5700G par rapport au 5600G. Il est intéressant de noter que les gains de performances pour les modèles à 8 cœurs augmentent avec la capacité du cache L3.

Néanmoins, l’augmentation du cache dépasse largement l’augmentation du nombre de cœurs ; du 5700G au 5800X, nous envisageons une augmentation de 19 %, puis une augmentation massive de 33 % du 5800X au 5800X3D.

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Dans Watch Dogs : Legion, les cœurs supplémentaires n’apportent aucun avantage, avec des performances identiques à celles des modèles à 6 et 8 cœurs. Les vraies différences s’observent lors de l’augmentation de la capacité du cache. Le passage des modèles de 16 Mo à 32 Mo a amélioré les performances de 17 %, tandis que le passage de 32 Mo à 96 Mo a amélioré les performances de 32 % supplémentaires. Au total, vous envisagez une amélioration de 55 %, passant de 16 Mo à 96 Mo.

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Enfin, nous avons Hitman 3 et encore une fois, le nombre de cœurs n’est pas si important ici, mais la capacité du cache l’est. Du 5700G au 5800X, nous envisageons une augmentation massive de 23 %, puis une augmentation supplémentaire de 18 % du 5800X au 5800X3D. Ainsi, dans cet exemple, nous constatons une augmentation de 46 %, passant de 16 Mo à 96 Mo.

Hitman 3 Enfin, nous avons Hitman 3 et encore une fois, le nombre de cœurs n’est pas si important ici, mais la capacité du cache l’est. Du 5700G au 5800X, nous envisageons une augmentation massive de 23 %, puis une augmentation supplémentaire de 18 % du 5800X au 5800X3D. Ainsi, dans cet exemple, nous constatons une augmentation de 46 %, passant de 16 Mo à 96 Mo.

Moyenne de 12 matchs

Voici les données moyennes sur 12 jeux, et en moyenne, nous avons observé jusqu’à 3 % d’avantage en termes de performances en passant de 6 à 8 cœurs. Ainsi, il est clair que pour la plupart des jeux modernes, une demi-douzaine de cœurs Zen 3 sont largement suffisants. Ce qui compte le plus, c’est la vitesse des cœurs, et une partie importante de cette équation pour les jeux est le cache L3.

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En doublant la capacité du cache L3 de 16 Mo à 32 Mo, nous avons constaté une amélioration moyenne de 18 % des performances. Cependant, les gains ne se sont pas arrêtés là ; passer de 32 Mo à 96 Mo nous a apporté une amélioration supplémentaire de 23 %. Cela signifie qu’en moyenne, nous avons constaté une augmentation de 45 % en passant de 16 Mo à 96 Mo, tout en utilisant le même nombre de cœurs Zen 3.

Ce que nous avons appris

Le cache est important. Souvent plus que les cœurs, lorsqu’il s’agit de performances de jeu sur PC. Alors voilà. Comme nous l’avons découvert avec la série Intel de 10e génération il y a deux ans, et en réalité, probablement plus que ce que nous avions réalisé il y a deux ans. L’arrivée des processeurs 3D V-Cache d’AMD l’a prouvé sans l’ombre d’un doute, provoquant des défis importants pour les performances de jeu d’Intel, ce qui tient profondément à la société.

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Ces données soutiennent également les recommandations que nous avons faites il y a des années. Par exemple, nous avons apprécié la valeur apportée par la série Ryzen 5 5600 et l’avons recommandée malgré qu’elle ne dispose que de 6 cœurs, ce que beaucoup pensaient à l’époque comme insuffisants pour les jeux futurs.

Aujourd’hui, les versions Zen 3 à 6 et 8 cœurs offrent toujours des performances comparables, et bien sûr, des versions comme le Ryzen 5 5600X sont toujours très utilisables.

Ce que nous n’avons jamais recommandé pour les jeux, en particulier pour ceux qui utilisent des GPU dédiés, ce sont les APU réduits d’AMD tels que les 5700G et 5600G. Le cache L3 plus petit de 16 Mo a un impact significatif sur les performances de jeu et, bien que toujours utilisables, pour le même prix, les 5600X et 5800X offrent de bien meilleures performances.

Bien sûr, les APU présentent d’autres inconvénients, comme une caractéristique PCI Express plus ancienne et, dans certains cas, encore moins de voies PCIe. Néanmoins, le principal problème que nous rencontrons avec ces composants est la capacité du cache L3, et ces données montrent clairement pourquoi.

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Maintenant, revenons un instant aux points essentiels, je suis sûr que le sujet du « multitâche » sera abordé. Nous ne voulons pas approfondir cela ici, car nous l’avons déjà abordé en détail, mais en un mot, le mythe selon lequel les processeurs à 8 cœurs fonctionneront mieux que les modèles à 6 cœurs en raison du multitâche est faux, et nous n’avons jamais vu quelqu’un faire cette affirmation fournir des données scientifiques pour l’étayer.

Cependant, nous avons effectué quelques tests et constaté que les affirmations étaient inexactes. De plus, pour tout multitâche sérieux, vous rencontrerez les mêmes problèmes de performances avec le 5800X qu’avec le 5600X. Par exemple, la mise à jour ou l’installation d’un jeu Steam en arrière-plan peut entraîner une dégradation notable des performances, telle que des saccades de temps d’image, mais ceux-ci se produisent quel que soit le nombre de cœurs dont vous disposez.

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Ainsi, jusqu’à ce que les jeux saturent complètement le 5600X, vous ne verrez pas d’amélioration avec le 5800X, et d’ici là, nous nous attendons à ce que les deux processeurs soient en difficulté. Bien sûr, il existe des cas où les modèles à 8 cœurs de la même architecture sont plus rapides que leurs homologues à 6 cœurs, mais dans ces exemples, les processeurs à 6 cœurs offrent toujours des performances hautement jouables, ce qui rend l’argument du nombre de cœurs sans objet, en particulier compte tenu du différence de coût.

À titre d’exemple plus moderne, le Ryzen 5 7600 coûte 210 $ et offre des performances de jeu comparables à celles du 5800X3D. Le Ryzen 7 7700 coûte 310 $ – près de 50 % de plus – et il serait difficile de trouver un jeu dans lequel le 7700 est même 20 % plus rapide que le 7600 ; en réalité, un tel scénario pourrait même ne pas exister. En examinant nos données les plus récentes de la revue 5700X3D, le 7700X n’est que 4 % plus rapide que le 7600X en moyenne, donc en termes de valeur, le modèle à 6 cœurs est nettement meilleur pour les jeux.

Raccourcis d’achat :

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