Нужен ли 3D-кэш геймерам? Ryzen 7 9800X3D vs Ryzen 5 7500X3D

Процессоры с огромным кэшем третьего уровня уже не первый год считаются обязательным компонентом настоящей игровой системы. Законодателем в этом направлении стала компания AMD, которая до появления технологии 3D-кэша (3D V-Cache) не могла претендовать на лидерство в геймерском сегменте. В этой статье вспомним, как все начиналось и попробуем проверить, насколько велика разница между Ryzen 7 9800X3D и «бюджетным» Ryzen 5 7500X3D.

Как появился кэш в процессорах

В начале эпохи персональных компьютеров CPU работали почти на тех же частотах, что и оперативная память, поэтому проблем с задержками доступа к данным практически не существовало. Однако с течением времени ситуация начала кардинально меняться. Тактовые частоты процессоров росли гораздо быстрее, чем скорость работы оперативной памяти, и это создало серьезную проблему.

CPU вынужден ждать данные из медленной RAM, теряя драгоценные такты. Инженеры поняли, что нужен буфер между процессором и оперативной памятью, который будет хранить наиболее часто используемые данные.

Первая кэш-память появилась как внешняя микросхема на материнских платах во второй половине 1980-х годов. Они использовали быструю, но дорогую SRAM, которая могла работать на частотах, близких к процессорным. Поначалу это были небольшие объемы, буквально несколько десятков килобайт, но даже такие скромные размеры давали ощутимый прирост производительности

Со временем производители начали интегрировать кэш непосредственно в корпус процессора, а впоследствии и в сам кристалл. Intel 486DX, стал одним из первых массовых вариантов со встроенным кэшем первого уровня объемом 8 КБ.

Постепенно архитектура усложнялась. Возникла иерархия из нескольких уровней: быстрый, но маленький L1, больший L2 и еще больший L3. Каждый последующий уровень работал медленнее предыдущего, но быстрее оперативной памяти.

В «слотовых» версиях Pentium 2 512-килобайтный кэш второго уровня был реализован за пределами самого кристалла на отдельной микросхеме и имел низкую скорость. Pentium-III с Socket 370 имел вдвое меньше кэша от Pentium II, зато он был интегрирован в кристалл процессора.

Pentium 4 вернулся к 512 Кб в Nothwood, а ядро Prescott, предложило целых 1 Мб L2. Эти процессоры до сих пор могут выполнять минимальные задачи хоть и с трудом. О его возможностях в настоящем можно посмотреть вот здесь.

Первые процессоры с 3D-кешем

Если вы думаете, что идея большого отдельного кэша принадлежит AMD, то это не так. Намерение внедрить объемный L4 берет свои основы у Intel, которая представила его в своих процессорах с eDRAM. Так, например Intel Core i7-5775C имел кэш четвертого уровня со 128 Мб памяти!

Традиционный подход к увеличению объема кэша всегда сталкивался с физическими ограничениями. Больше L3 означало большую площадь кристалла, более высокие затраты на производство и сложности с тепловыделением. К тому же размещение больших массивов кэш-памяти на одной плоскости с вычислительными ядрами создавало проблемы с компоновкой соединений и добавляло задержек доступа.

Десятилетия инженеры искали способ обойти эти ограничения, и решение пришло с неожиданной стороны С переходом на Zen3 AMD получила возможность существенного увеличения кэша третьего уровня в процессоре AMD Ryzen 9 5950X, который вышел в ноябре 2020 года

Проблемы компоновки и температур

Уже тогда появились первые проблемы с перегревом. Хотя для серверных решений это не было помехой, ведь там всегда можно поставить солидное охлаждение, не ограничивая себя характеристиками шума и габаритов, чтобы CPU работал в привычных условиях.

Поскольку для обычного пользователя такой вариант не подходил, инженерам пришлось думать, как решить эту проблему. Нарастить ядра несложно, а вот нарастить кэш-память — дело непростое.

Вместо размещения дополнительного кэша рядом с ядрами, компания использовала вертикальную укладку кристаллов. Дополнительные 64 МБ кэш-памяти L3 расположили непосредственно над вычислительным чиплетом, соединив их через тысячи микроскопических TSV-соединений (Through-Silicon Vias)

При обычном однослойном расположении сверху почти сразу идет металлическая крышка, поэтому от процессора проще отводить тепло. При использовании технологии 3D-кэша охлаждается верхний уровень кэша, а нижний, находящийся ближе к ядру, больше греется. Из-за этого труднее добиться высоких частот По этой же причине и не удается увеличить размер кэша первого и второго уровня.

Следующее поколение Ryzen 7000X3D принесло усовершенствование технологии. AMD научилась лучше управлять тепловыделением и немного повысила тактовые частоты, которые в первой версии приходилось ограничивать из-за дополнительного слоя кэша.

Появились модели с двумя чиплетами, где 3D-кэш размещался лишь на одном из них, оптимизированном для игр. А вот Ryzen 9000X3D, в частности флагманский 9800X3D, получил кардинально переосмысленную конструкцию.

Теперь кэш располагается под вычислительными ядрами, а не над ними, что улучшило отвод тепла и позволило достичь тактовых частот, сопоставимых с обычными моделями. Так технология прошла путь от эксперимента до полноценного продукта, который определяет стандарты игровой производительности.

3D-кэш против ядер и частот

Геймеры быстро оценили преимущества процессоров с 3D-кэшем, ведь игры особенно чувствительны к задержкам доступа к памяти. Современные AAA-проекты постоянно загружают огромные объемы данных: текстуры, модели, физику, искусственный интеллект. Когда все это умещается в кэш процессора, количество обращений к медленной оперативной памяти резко сокращается.

В симуляторах вроде Microsoft Flight Simulator или стратегиях с большим количеством юнитов на экране разница может достигать 40-50% в пользу моделей с 3D-кэшем. По сравнению с процессорами, имеющими меньший L3, преимущество наблюдается даже если последние имеют больше ядер или более высокие частоты.

Однако технология имеет свои ограничения, которые стоит учитывать при выборе. Сложность производства накладывает свой отпечаток на стоимости. Кроме того, процессоры с 3D-кешем могут быть менее привлекательными для задач, требующих высокой рабочей производительности: рендеринга, компиляции кода, некоторых профессиональных приложений

В Ryzen 7 9800X3D инженеры в значительной степени «пофиксили» проблему с частотами благодаря измененному расположению кэш-кристалла и уменьшению техпроцесса, но вопрос цены остается актуальным. В то же время появились более бюджетные альтернативы вроде Ryzen 5 7500X3D, которые также предлагают технологию 3D-кэша, но с меньшим количеством ядер и немного более низкими частотами

Характеристика	Ryzen 7 9800X3D	Ryzen 5 7500X3D
Архитектура	Granite Ridge (Zen 5)	Raphael (Zen 4)
Socket	AMD AM5	AMD AM5
Техпроцесс	4 нм	5 нм
Количество ядер	8	6
Количество потоков	16 threads	12 threads
Частота	4,7 ГГц	4 ГГц
Частота TurboBoost / TurboCore	5.2 ГГц	4.5 ГГц
Кэш 1-го уровня L1	640 КБ	384 КБ
Кэш 2-го уровня L2	8192 КБ	6144 КБ
Кэш 3-го уровня L3	96 МБ	96 МБ
TDP	120 Вт	65 Вт
Макс рабочая температура	95 °С	89 °С
Макс. объем ОЗУ	192 ГБ	128 ГБ
Макс. частота DDR5	5600 МГц	5200 МГц

Разница в цене между Ryzen 7 9800X3D и Ryzen 5 7500X3D составляет порядка 8500 гривен. Но основной момент заключается не только в стоимости самого процессора, но и в сопутствующих расходах. Так для 16-поточного CPU необходим более мощный блок питания, более эффективное охлаждение и материнская плата с большим количеством фаз питания.

Разница в играх между Ryzen 7 9800X3D и Ryzen 5 7500X3D

Вы можете сказать, что целесообразнее проводить сравнение на одинаковых частотах и равноценном количестве ядер (например между Ryzen 7 9800X3D и Ryzen 7 7800X3D). Но суть наших тестов — не выявить самый эффективный 3D-кэш или архитектуру, а понять, стоит ли переплачивать в целом, когда он присутствует.

Все игры тестировались на операционной системе Window 11 (версия 25H2), драйвер видеокарты NVIDIA 591.59 от 19 ноября 2024 г. Это прогрессивный ПК 2025 года по версии ITC.ua.

Конфигурация тестового стенда:

• Корпус Cougar FV270 RGB WHITE;
• Материнская плата ASRock X870E Taichi;
• Процессор AMD Ryzen 5 7500X3D,  AMD Ryzen 7 9800X3D.
• Охлаждение MSI MPG CORELIQUID P13 360 White;
• Накопитель Kingston FURY Renegade 3D NAND TLC 4TB
• Оперативная память G.Skill DDR5 32GB Trident Z5 Neo RGB;
• Блок питания MSI MPG GS 850W;
• Видеокарта MSI GeForce RTX 5090 32G SUPRIM SOC;
• Монитор Acer Predator XB273UV3bmiiprx.

S.T.A.L.K.E.R. 2 достаточно требователен к производительности центрального процессора. В сценах, где Ryzen 5 7500X3D загружался на 45-50%, Ryzen 7 9800X3D — лишь на 26-30%. Однако в киберспортивном режиме FullHD, когда количество кадров достигало более 370 fps, загрузка мощного 16-поточного CPU доходила до 70%.

Впрочем, усилия центрального процессора почти никак не влияли на конечный FPS. Во всех режимах, начиная от 4K и заканчивая QuadHD, разница в к/с была в пределах статистической погрешности

Indiana Jones and the Great Circle способна поставить на колени даже самую мощную видеокарту современности, в том числе RTX 5090. Однако суперсемплинг и генерация кадров нивелируют эту проблему.

Какой-то существенной разницы между Ryzen 5 7500X3D и Ryzen 7 9800X3D не зафиксировано. В большинстве случаев результаты в пределах статистической погрешности, кроме 4К режима на высоких настройках без DLSS. Здесь разница составляет 12% в пользу 16-поточного CPU. Вариация в загруженности самих процессоров также была несущественной, порядка 10-15%

В Avowed наибольшее различие колебалось от 9 до 15% в разрешении QuadHD. Использование генератора кадров и DLSS обычно сводило на нет всю эту разницу в кадрах.

Во время гейминга в Avowed Ryzen 5 7500X3D потребляет около 30 Вт и загружен на 60-70% даже в 4К. В идентичных условиях Ryzen 7 9800X3D не переходит за пределы 35-40% и ограничивается аппетитами ≈25-30 Вт. Так что разница в энергопотреблении при гейминге не является существенной.

The Elder Scrolls IV: Oblivion Remastering — очень крепкий орешек, как в плане требовательности к видеоподсистеме, так и к процессору. В ней результаты между Ryzen 7 9800X3D и Ryzen 5 7500X3D существенно отличаются.

В QuadHD на высоких настройках без использования DLSS и генерации кадров разница составляет 53% в пользу 16-поточного CPU. Наименьшее расхождение в ультрарежиме на 4К — всего 10%. При использовании генерации кадров и DLSS результаты отличаются на 22% при 3840×2160 и 36% в 2560×1440 пикселей. Энергопотребление у обоих CPU было почти одинаковое.

Моя любимая игра 2025 года Clair Obscur: Expedition 33 оказалась абсолютно безразличной к CPU. Поэтому разница в FPS не выходила за пределы погрешности в измерениях. Точно такая же ситуация наблюдалась в брутальном Doom: The Dark Ages.

Remnant 2 традиционно чувствителен не столько к количеству ядер, сколько к наличию 3D-кэша. В этой игре очень важна скорость реакции и удачно подобранный тайминг, ведь беспощадные боссы не прощают ни одной ошибки в soulslike с огнестрельным оружием.

При 4K независимо от настроек и использования DLSS+FG не наблюдалось никакой разницы. А вот на Quad HD ситуация кардинально изменилась. В классической растеризации разница составляла целых 43%. Включение современных ИИ-технологий немного нивелировало разрыв, уменьшив его до 25%.

Киберспортивный FullHD пресет демонстрирует максимальное различие в производительности — около 47%. Энергопотребление всей системы при этом доходило до 700 Вт. Forza Horizon 5 оказалась чувствительной к процессору только в QuadHD режиме, хотя разница была не очень существенной — около 15%.

Silent Hill F, как и Forza Horizon 5 наиболее сильно реагирует на смену процессора в QuadHD режиме. Причем с использованием DLSS Quality разница между Ryzen 7 9800X3D и Ryzen 5 7500X3D доходила до 25% в пользу 16-поточной модели с большими частотами.

Во всех остальных пресетах игра не обратила на это никакого внимания и результаты замеров остались в пределах погрешности.

Cyberpunk 2077 никак не отреагировал на различия между CPU, кроме режимов с использованием DLSS и мультикадровой генерации. В 4K и Quad HD расхождение составляло от 10% до 14% в пользу 16-поточной модели.

Не первый год CPU с 3D-кэшем является настоящей находкой для любителей киберспортивных игр, где каждая миллисекунда на вес настоящего золота, а низкая задержка является одним из основных рецептов для победы.

Поэтому для достижения максимального FPS настоящие киберспортсмены опускают разрешение до FullHD и снижают настройки до минимальных. Некоторые современные игровые мониторы предлагают отдельный киберспортивный режим с разрешением 1920×1080 и вдвое большей (чем нативная) частотой. Например, MSI MPG 274URDFW E16M при 4К выдает 160 Гц, а на FullHD уже 320 Гц.

И вот тут Ryzen 7 9800X3D раскрывает себя в полной мере. Разница между ним и 12-поточным Ryzen 5 7500X3D составляет 40%. FPS при этом пересекает отметку семи сотен кадров в секунду.

Вместо выводов

Усреднив весь массив из 164 замеров фиксируем игровой перевес Ryzen 7 9800X3D — 32% с RTX 5090. Но стоит понимать, что в зависимости от конкретного режима разницы может не быть вообще, либо количество FPS на обоих CPU настолько высокое, что большинство игроков не заметят ничего.

В прошлый раз я тестировал Ryzen 5 7500X3D в паре с видеокартой AMD Radeon 9070 XT. Этот сет демонстрировал столько же FPS (≈ 530 к/с) в киберспортивном режиме, сколько и на RTX 5090, упираясь в возможности CPU. При чем цена всего системного блока вместе с монитором может быть дешевле цены лишь одной RTX 5090.

Несмотря на действительно исключительные возможности 16-поточных процессоров с 3D-кэшем, сугубо для гейминга (в том числе киберспортивного) вполне хватает самой младшей версии Ryzen 5 7500X3D. Для абсолютного большинства непрофессиональных киберспортсменов не обязательно покупать видеокарту за 2000-4000 долларов США.

Обычные геймеры также ощутят преимущества процессоров с 3D-кэшем по сравнению с классическими CPU не столько из-за высокого FPS, а благодаря плавности в играх, отсутствию статеров и хорошим показателям редких и очень редких событий. Выбор, как и всегда, остается за покупателем.