Ángel Aller
— Amoureux du matériel.
Expert en ordinateurs et gaming
Qu'est-ce que AMD 3D V-Cache
AMD 3D V-Cache est une technologie d'empilement 3D de mémoire cache L3 dans les processeurs Ryzen qui permet d'offrir une densité de capacité plus grande grâce à sa structure. Plus il y a de demandes d'accès aux données qui restent dans le processeur, moins celui-ci mettra de temps à les traiter, ce qui se traduit par plus de performances ; c'est-à-dire, plus de FPS dans ce cas.
3D V-Cache a été présenté au COMPUTEX 2021 comme une technologie révolutionnaire, bien qu'il ne soit pas sorti sur le marché grand public avant le 20 avril 2022. Les AMD Ryzen 5000 (Zen 3) ont été les protagonistes, bien que le véritable protagoniste ait été le Ryzen 7 5800X3D, le premier processeur avec 3D V-Cache de l'histoire.
Le succès de cette puce a été tel qu'elle est devenue un best-seller malgré son prix élevé, environ 410€. Il faut noter que les AMD Ryzen 5000 avec Zen 3 ont été lancés en 2020, tandis que cette puce X3D est arrivée en 2022, à quelques mois seulement de la sortie des AMD Ryzen 7000!
Il a conquis tant de joueurs, qu'en 2025 beaucoup de gens continuent de parier sur le socket AM4 et sur l'AMD Ryzen 7 5800X3D pour ses performances en jeu.
Pourquoi il donne plus de FPS dans les jeux vidéo
Pour commencer, il est important de comprendre que la mémoire cache est classée par niveaux et est un type de mémoire qui répond à l'accès aux données fréquemment utilisées. Les niveaux déterminent la hiérarchie:
- Cache L1, c'est la première à répondre aux demandes reçues par le processeur. Normalement, elle est la plus proche des cœurs du processeur.
- Cache L2, lorsque la première est débordée, c'est la L2 qui prend le relais.
- Cache L3, les 2 niveaux précédents se remplissent rapidement, donc la L3 a la plus grande capacité.
Et si la L3 est également pleine ? Il faut alors sortir du processeur, la mémoire RAM et le disque dur étant les suivants. Ce n'est pas souhaitable car la latence qui se produit est énorme et l'opération est beaucoup plus lente.
Robert Hallock, Directeur du Marketing Technique chez AMD, explique que le temps que met le processeur à accéder à la mémoire cache L3 lorsqu'il cherche à répondre à une demande varie entre 8 et 10 nanosecondes. Devoir recourir à la RAM multiplie ce délai par 8 à 10 fois.
Dans un jeu vidéo, pendant que nous jouons, nous effectuons des actions (courir, changer d'arme, tirer, recharger, etc.). Selon Robert, le PC ne peut pas prédire ce que nous faisons (attention à l'IA), et toutes ces actions se transforment en un accès aux données de manière aléatoire : textures, animations, son, physique, etc.
Alors, 3D V-Cache fournit plus de mémoire cache L3 dans le processeur pour éviter qu'il ait à chercher de la mémoire en dehors de son die, augmentant la quantité de données que le processeur peut obtenir entre 8 et 10 nanosecondes. Traduit en données, nous aurons 15% de FPS en plus en 1080p
Gardez à l'esprit que dans les jeux, des milliers de demandes aléatoires sont faites par minute pour refléter à l'écran ce que nous voyons.
Donc, plus nous avons de mémoire cache L3 dans le processeur, plus nous aurons de FPS ? Ce n'est pas tout à fait ça, il y a beaucoup de choses à prendre en compte : architecture, performance mono-cœur, utilisation des cœurs par un jeu vidéo, etc.
Comment est fait le 3D V-Cache
Nous entrons de plein pied dans les détails des AMD Ryzen avec cette technologie, et comme nous savons déjà qu'il s'agit d'une technologie de mémoire empilée, nous devons découvrir le système par lequel une puce est placée sur une autre et comment elles sont interconnectées.
La première chose que je dois expliquer est que, dans une lithographie "X" et sur une surface "Y", il est impossible d'ajouter plus de mémoire cache en longueur ou horizontalement. Il n'y a pas plus de place, et un die de processeur moderne est plus serré que la zone métropolitaine de Tokyo.
La solution est d'empiler, de construire des gratte-ciel, donc il faut rechercher comment le faire, interconnecter, réduire les latences, etc. AMD a pris en compte les méthodes C4 et Micro Bump, mais ils ont dû aller plus loin.
Chez AMD, ils l'appellent Hybrid Bond 3D, c'est un système qui fait évoluer le systèmeC4 et le bien connu Micro Bump. D'autres marques ou entreprises qui empilent en 3D utilisent le Micro Bump, mais AMD avait besoin de plus de densité dans la zone en termes de connectivité, ainsi que d'une gestion thermique plus exhaustive.
Hybrid Bond 3D a beaucoup plus de points de connexion dans la même zone. Cela lui permet d'avoir plus de bande passante dans le même espace. Chez AMD, ils avaient déjà conçu leurs Ryzen 5000 avec leur largeur, leur longueur et leur hauteur, mais si ils ajoutaient 3D V-Cache, la puce serait plus haute, ce qui pose de nombreux problèmes pour les dissipateurs thermiques, les kits AIO, etc.
Par conséquent, ils devaient réduire la hauteur de la puce et cela impliquait de rechercher de nouvelles technologies. Ils ont donc vu que la solution résidait dans les piliers du CPU : il fallait réduire la hauteur de la puce Zen 3, ils ont donc décidé d'aplatir la base de la puce autant que possible.
Environ, ils ont réduit la base de presque la moitié pour que la mémoire cache empilée soit insérée et reste à la même hauteur que les autres AMD Ryzen 5000. De cette façon, le Ryzen 7 5800X3D a la même hauteur que l'AMD Ryzen 7 5800X, mais avec 32 MB L3 de plus.
Ainsi, l'Hybrid Bond 3D et l'aplatissement de la base de la puce sont les piliers de l'AMD 3D V-Cache.
Processeurs AMD avec 3D V-Cache
En divisant les processeurs en socket AM4 et AM5, ceux qui ont 3D V-Cache sont les suivants :
- AM4 : AMD Ryzen 7 5800X3D.
- AM5 :
- AMD Ryzen 7 7800X3D.
- AMD Ryzen 9 7900X3D.
- AMD Ryzen 9 7950X3D.
Pourquoi n'y a-t-il pas d'AMD Ryzen 5 avec 3D V-Cache ?
En réalité, AMD allait lancer un AMD Ryzen 5 5600X3D dans le magasin américain MicroCenter, mais finalement l'idée ne semble pas avoir pris. Bien que je n'aie pas la déclaration officielle, entre les rumeurs et ma logique, tout indique que ce serait une question de coûts de production.
Fabriquer des processeurs avec cette technologie est un défi, comme vous l'aurez remarqué, ce qui se traduit par une augmentation des coûts de production. La preuve en est le prix des Ryzen X3D, qui sont plus chers que les conventionnels.
AMD avait envisagé de lancer un AMD Ryzen 5 avec 3D V-Cache car c'est l'une des gammes les plus vendues de la marque. Cependant, ils devraient augmenter leur prix au-dessus de 350€, et beaucoup de gens ne seraient pas prêts à payer ce montant pour 6 cœurs et 12 threads.
Pensez que nous nous retrouverions dans une gamme où nous voyons les Intel Core i7 et AMD Ryzen 7, ce qui n'est pas une très bonne affaire.
Cela dit, attendez-vous à une surprise, d'autant plus que AMD a présenté le Ryzen 7 5800X3D près de 2 ans après la sortie de Zen 3.
L'impact de l'approche sur des marques comme NVIDIA
Avec les GPU, les fabricants peuvent fabriquer des puces plus grandes, il y a donc plus de surface pour installer de la mémoire cache. Le bon côté des GPU est qu'ils ont les modules de mémoire (GDDR6, GDDR6X, etc.) très proches, donc la latence générée n'est pas aussi grande qu'avec le CPU.
Cependant, il est toujours préférable que "tout reste à la maison" et d'améliorer la mémoire cache. C'est ainsi qu'est né AMD Infinity Cache avec les RX 6000 en RDNA 2. Il a eu beaucoup de succès et AMD a fait face à la gamme moyenne et même la gamme haute sans Ray Tracing au milieu.
Cette approche a attiré l'attention de NVIDIA, qui avait alors ses RTX 3000 avec l'architecture Ampere. La réponse a été claire : augmenter le cache L2 dans les RTX 4000.
Je vous mets un tableau pour que vous le voyiez clairement.
| GPUs | Cache L2 |
| RTX 3060 | 3 MB |
| RTX 4060 | 24 MB |
| RTX 3060 Ti | 4 MB |
| RTX 4060 Ti | 32 MB |
| RTX 3070 | 4 MB |
| RTX 4070 | 36 MB |
| RTX 3070 Ti | 4 MB |
| RTX 4070 Ti | 48 MB |
| RTX 3080 | 5 MB |
| RTX 4080 | 64 MB |
| RTX 3090 | 6 MB |
| RTX 4090 | 72 MB |
Maintenant, vous vous rendrez compte que l'augmentation de FPS si grande n'est pas seulement due à DLSS 3, n'est-ce pas ? Ils ont réalisé qu'AMD avait raison ici, ils ont donc augmenté leur cache L2 en obtenant de grands résultats.
Évidemment, tout ne se résume pas à augmenter le cache, mais à former une architecture comme Ada Lovelace qui fonctionne comme un charme.
Voulez-vous mettre à jour votre CPU ? Sans aucun doute, je vous recommande un AMD Ryzen 7000X3D, vous ne le regretterez pas !
