Herkese selamlar.
Bizim emektar Samsung B-Die kitin zamanlamalarını kurcalıyordum. tRFC biraz daha iner mi, tREFI ne kadar şişer derken konu her zamanki gibi kontrolden çıktı; bellek gecikmesinden önbellek mimarisine, oradan da eski Intel nesillerine kadar uzandım.
Derken aklıma zamanında LGA1150 soketinin kıyısında köşesinde kalmış o tuhaf canavar geldi: Core i7-5775C
İsmi ilk bakışta insanı hiç heyecanlandırmaz, sanki sadece Excel açacak sıradan bir Broadwell yongası gibidir. Fakat bu silikonun içinde 2015 yılı için "Nası ya?" dedirten bir detay gizliydi: 128 MB Crystalwell eDRAM.
Bugün 64 MB ekstra L3 önbellek için bayram ettiğimiz ortamda adamlar 2015 yılında işlemci paketinin dibine 128 MB bellek sıkıştırmıştı. Komedi şurada: Intel bunu saf işlemci gücü uçsun diye falan yapmadı. Ama ortaya çıkan sonuç, bugün AMD'nin X3D ile piyasayı domine ettiği mantığın aslında ta o günden çalıştığının canlı kanıtıydı.
Yıl 2015. Intel, 14 nm Broadwell mimarisini masaüstüne getiriyor ve karşımıza i7-5775C çıkıyor: 4 çekirdek / 8 izlek, 3.3 GHz taban ve 3.7 GHz Turbo frekans. Dönemin kralı i7-4790K'ya bakıyorsunuz, aynı çekirdek sayısıyla 4.0 GHz taban ve 4.4 GHz Turbo basıyor. Kâğıt üzerinde 4790K'nın bu yongayı çiğnemeden yutması, 5775C'nin ise sadece "Abi, ben de oyun açabiliyorum." diye kenarda beklemesi gerekirdi.
5775C'yi harici bir ekran kartıyla kullandığınız an işin bütün rengi değişiyordu. Iris Pro devre dışı kalıyor, grafik belleği amacı ortadan kalkıyor ama o 128 MB eDRAM işlemci paketinin içinde sapasağlam durmaya devam ediyordu. Üstelik CPU çekirdekleri bu belleğe doğrudan erişebiliyordu.
Modern anlamda chiplet üzerine dikey istiflenmiş bir L3 önbellek değildi elbette fakat eDRAM, işlemcinin geleneksel önbellek hiyerarşisinin ötesinde şeffaf bir L4 / Victim Cache rolü üstleniyordu. İşlemci bir veriyi L1'de bulamadı, L2'ye baktı yok, L3'e baktı yine yok... Normal bir mimaride verinin anakarttaki yavaş RAM'e gidip onlarca nanosaniye gecikme cezası yemesi gerekirken, 5775C'de arada muazzam bir tampon durak vardı: 128 MB eDRAM.
AIDA64 testine dikkat edin, modern masaüstü işlemcilerde göremeyeceğiniz resmî L4 Cache satırı çalışıyor. Standart DDR3-1600 bellek 66.1 ns gecikmeyle çalışırken, 128 MB L4 eDRAM katmanı 45.0 ns gecikme ve 48 GB/s bant genişliğiyle veriyi çekirdeğin burnunun dibinde tutuyor.
O dönemde işlemci alırken kafalardaki denklem: Daha yüksek GHz = Daha hızlı oyun performansı.
4790K: 4.4 GHz
5775C: 3.7 GHz
Fakat oyun motorları kuru frekans tabloları gibi çalışmıyor. Ağır sahne geçişlerinde ve kalabalık çizim yüklerinde işlemcinin sürekli anakarttaki RAM'e taşınması frametime dengesini yerle bir eder. 5775C'nin 128 MB eDRAM'i ise veriyi işlemcinin dibinde tutarak anakart yolculuğunu büyük oranda kesti.
En çarpıcı kanıtı ne derseniz, işlemciyi birebir aynı saat hızında tutup BIOS'tan sadece L4 önbelleği açıp kapattığınızda yaşananlar:
Birebir aynı 3592 MHz saat hızı. L4 kapalıyken işlemci bellek darboğazına girip ekran kartını besleyemiyor, GPU kullanımı yüzde 44'te ve 74 FPS veriyor. L4 128 MB devreye girdiği an bellek darboğazı kırılıyor, GPU kullanımı yüzde 82'ye, FPS ise 74'ten 133'e fırlıyor.
CS Dust II'de 226 FPS'den 306 FPS'ye, GTA V jet sahnesinde ise 102 FPS'den 147 FPS'ye zıplama. Çekirdek aynı, saat hızı aynı, tek fark çekirdeğin önündeki 128 MB önbellek.
4790K vs 5775C
Saat hızı 700 MHz daha yüksek olan fabrika çıkışı 4790K ile 5775C karşı karşıya geldiğinde ise asıl fark ortalama FPS'den ziyade hissettiğimiz akıcılıkta ortaya çıkıyordu:
Sol üstteki frametime grafiklerine dikkat edin. 4790K daha yüksek GHz basmasına rağmen grafikteki o testere dişi gibi mikro sıçramalar görülüyor. 5775C ise önbellek sayesinde gecikmeleri emip cetvelle çizilmiş gibi dümdüz bir çizgi çekiyor, mikro takılmaları tamamen yok ediyor.
Gelelim 2022 yılına. AMD sahneye çıkıp "Biz işlemcinin üzerine devasa bir önbellek koyacağız." dediğinde karşımıza Ryzen 7 5800X3D çıktı. İnsanlar önce frekansına baktı, tek çekirdek saat hızı standart modellere göre kısıtlıydı. Fakat asıl silah saat hızı değil, arkasındaki 96 MB L3 Cache gücüydü.
AMD'nin mantığı 2015'teki o kazara keşifle tamamen aynı temele dayanıyordu: CPU'yu yavaş sistem belleğine mümkün olduğunca az gönder. Bu yaklaşım oyunlarda öyle kusursuz çalıştı ki 5800X3D ve ardından gelen 7800X3D, Intel'in 300 Watt çekip 6 GHz basan tepe modellerini komik güç tüketimleriyle oyun testlerinde dize getirdi.
Intel mühendisleri bunu fark etmedi mi sanıyorsunuz? Adamlar kendi ürettiği çipin ne yaptığını bal gibi biliyordu. İş, mimariyi anlamamaları değil, masaüstünde devam ettirmek istememeleriydi. Çünkü eDRAM yongası bedava değildi, alt tabaka maliyeti ve ekstra paketleme masrafı vardı. 2015'te karşılarında doğru düzgün rekabet edemeyen, soba gibi ısınıp nal toplayan FX serisi varken bu masrafa girmediler. Pazarın tek hâkimi olan yönetim için karar: "Karşımızda rakip yokken neden paketleme maliyetini artıralım? 14 nm mimariyi makyajlar, lehim yerine macun basar, saat hızını 5.0 GHz'e iter, satarız." En tehlikeli cümle olan "Şimdilik buna gerek yok." kibri devreye girdi ve eDRAM masaüstünden silindi gitti.
Şimdi hemen "AMD fikri Intel'den yürütmüş." moduna girmeyelim, ikisi üretim tarafında başka dünyalar. Intel eDRAM'i çekirdeğin yanına ayrı bir zar olarak koymuştu, AMD ise 3D V-Cache ile saf SRAM zarlarını doğrudan çekirdeğin tepesine dikey istifledi. Çalıntı bir durum yok. Ancak donanımsal bir gerçek var: Intel 2015'te ek bir bellek tamponunun oyunda neleri değiştireceğini kanıtladı, AMD ise yıllar sonra çok daha gelişmiş bir 3D istifleme tekniğiyle aynı temel problemi çözerek turnayı gözünden vurdu. Problem aynıydı: RAM'e gitmek pahalıdır, önbellek ise hayat kurtarır.
Medya bu işlemciyi unuttu ama Overclock.net forumlarında tam 240 sayfalık bir efsane döndü. eDRAM'i kırmadan delid yapanlar, modlu BIOS'larla L4 çarpanını uçuranlar öyle profiller çıkardı ki:
Bu tablo Broadwell-C hız aşırtma sanatının zirvesi: eDRAM frekansı x24 çarpanla 2358 MHz'e çıkarılmış, L4 gecikmesi 32.9 ns'ye, bant genişliği 63.1 GB/s'ye dayanmış. Üstüne DDR3-2621 MHz CL9 CR1 bellek ayarıyla RAM gecikmesi 41.2 ns'ye çekilmiş. 2015 soketinde bugünün X3D mantığının nasıl iliklerine kadar sömürüldüğünün belgesidir.
Bugün 7800X3D veya yeni nesil X3D işlemcilere bakıp sadece "AMD önbelleği büyütmüş." demek hikâyenin arka planını eksik bırakır. Çekirdekleri çılgınca hızlandırmaktansa çekirdeğin muhtaç olduğu veriyi ayağına getirmek bazen katbekat daha verimlidir.
2015'teki i7-5775C bana göre sıradan bir işlemci değil, donanım dünyasının en büyük kaçırılmış fırsatlarından biri. Intel konseptin ilk sinyalini 2015'te verdi ama arkasında durmadı. AMD ise yıllar sonra bu açığı görüp doğru yatırımı yaptı ve pazarı domine etti.
Uzun lafın kısası, bazen elinize geleceğin teknolojisi geçer ama muhasebecilerin maliyet hesaplarına kurban edersiniz. Intel o gün bu mimariyi bırakmayıp Skylake ve Coffee Lake nesillerinde eDRAM'i standart hâle getirseydi, bugün ne Zen mimarisi bu kadar rahat at koşturabilirdi ne de X3D bu kadar devrimsel görünürdü. Siz ne diyorsunuz, Intel o gün devam etseydi pazar bugün nerede olurdu?
Bizim emektar Samsung B-Die kitin zamanlamalarını kurcalıyordum. tRFC biraz daha iner mi, tREFI ne kadar şişer derken konu her zamanki gibi kontrolden çıktı; bellek gecikmesinden önbellek mimarisine, oradan da eski Intel nesillerine kadar uzandım.
Derken aklıma zamanında LGA1150 soketinin kıyısında köşesinde kalmış o tuhaf canavar geldi: Core i7-5775C
İsmi ilk bakışta insanı hiç heyecanlandırmaz, sanki sadece Excel açacak sıradan bir Broadwell yongası gibidir. Fakat bu silikonun içinde 2015 yılı için "Nası ya?" dedirten bir detay gizliydi: 128 MB Crystalwell eDRAM.
Bugün 64 MB ekstra L3 önbellek için bayram ettiğimiz ortamda adamlar 2015 yılında işlemci paketinin dibine 128 MB bellek sıkıştırmıştı. Komedi şurada: Intel bunu saf işlemci gücü uçsun diye falan yapmadı. Ama ortaya çıkan sonuç, bugün AMD'nin X3D ile piyasayı domine ettiği mantığın aslında ta o günden çalıştığının canlı kanıtıydı.
Yıl 2015. Intel, 14 nm Broadwell mimarisini masaüstüne getiriyor ve karşımıza i7-5775C çıkıyor: 4 çekirdek / 8 izlek, 3.3 GHz taban ve 3.7 GHz Turbo frekans. Dönemin kralı i7-4790K'ya bakıyorsunuz, aynı çekirdek sayısıyla 4.0 GHz taban ve 4.4 GHz Turbo basıyor. Kâğıt üzerinde 4790K'nın bu yongayı çiğnemeden yutması, 5775C'nin ise sadece "Abi, ben de oyun açabiliyorum." diye kenarda beklemesi gerekirdi.
Ama Intel, 5775C'nin paketine 128 MB Crystalwell eDRAM eklemişti. Buradaki tek dertleri, dahili grafik birimi olan Iris Pro 6200'e anakarttaki yavaş DDR3 yerine doğrudan hızlı bir VRAM katmanı sağlamaktı. Mantıklı bir mühendislik hamlesiydi fakat Intel farkında olmadan bambaşka bir kapıyı aralamıştı.
GPU İçin Geldik Ama CPU'ya Yaradık
GPU İçin Geldik Ama CPU'ya Yaradık
5775C'yi harici bir ekran kartıyla kullandığınız an işin bütün rengi değişiyordu. Iris Pro devre dışı kalıyor, grafik belleği amacı ortadan kalkıyor ama o 128 MB eDRAM işlemci paketinin içinde sapasağlam durmaya devam ediyordu. Üstelik CPU çekirdekleri bu belleğe doğrudan erişebiliyordu.
Modern anlamda chiplet üzerine dikey istiflenmiş bir L3 önbellek değildi elbette fakat eDRAM, işlemcinin geleneksel önbellek hiyerarşisinin ötesinde şeffaf bir L4 / Victim Cache rolü üstleniyordu. İşlemci bir veriyi L1'de bulamadı, L2'ye baktı yok, L3'e baktı yine yok... Normal bir mimaride verinin anakarttaki yavaş RAM'e gidip onlarca nanosaniye gecikme cezası yemesi gerekirken, 5775C'de arada muazzam bir tampon durak vardı: 128 MB eDRAM.
AIDA64 testine dikkat edin, modern masaüstü işlemcilerde göremeyeceğiniz resmî L4 Cache satırı çalışıyor. Standart DDR3-1600 bellek 66.1 ns gecikmeyle çalışırken, 128 MB L4 eDRAM katmanı 45.0 ns gecikme ve 48 GB/s bant genişliğiyle veriyi çekirdeğin burnunun dibinde tutuyor.
GHz Egosunu Kıran Şey: Cache
O dönemde işlemci alırken kafalardaki denklem: Daha yüksek GHz = Daha hızlı oyun performansı.
4790K: 4.4 GHz
5775C: 3.7 GHz
Fakat oyun motorları kuru frekans tabloları gibi çalışmıyor. Ağır sahne geçişlerinde ve kalabalık çizim yüklerinde işlemcinin sürekli anakarttaki RAM'e taşınması frametime dengesini yerle bir eder. 5775C'nin 128 MB eDRAM'i ise veriyi işlemcinin dibinde tutarak anakart yolculuğunu büyük oranda kesti.
En çarpıcı kanıtı ne derseniz, işlemciyi birebir aynı saat hızında tutup BIOS'tan sadece L4 önbelleği açıp kapattığınızda yaşananlar:
Forza Horizon L4 OFF vs L4 ON
Birebir aynı 3592 MHz saat hızı. L4 kapalıyken işlemci bellek darboğazına girip ekran kartını besleyemiyor, GPU kullanımı yüzde 44'te ve 74 FPS veriyor. L4 128 MB devreye girdiği an bellek darboğazı kırılıyor, GPU kullanımı yüzde 82'ye, FPS ise 74'ten 133'e fırlıyor.
CS ve GTA V L4 OFF vs L4 ON
CS Dust II'de 226 FPS'den 306 FPS'ye, GTA V jet sahnesinde ise 102 FPS'den 147 FPS'ye zıplama. Çekirdek aynı, saat hızı aynı, tek fark çekirdeğin önündeki 128 MB önbellek.
4790K vs 5775C
Saat hızı 700 MHz daha yüksek olan fabrika çıkışı 4790K ile 5775C karşı karşıya geldiğinde ise asıl fark ortalama FPS'den ziyade hissettiğimiz akıcılıkta ortaya çıkıyordu:
Sol üstteki frametime grafiklerine dikkat edin. 4790K daha yüksek GHz basmasına rağmen grafikteki o testere dişi gibi mikro sıçramalar görülüyor. 5775C ise önbellek sayesinde gecikmeleri emip cetvelle çizilmiş gibi dümdüz bir çizgi çekiyor, mikro takılmaları tamamen yok ediyor.
X3D'ye Giden Yol ve AMD'nin Hamlesi
Gelelim 2022 yılına. AMD sahneye çıkıp "Biz işlemcinin üzerine devasa bir önbellek koyacağız." dediğinde karşımıza Ryzen 7 5800X3D çıktı. İnsanlar önce frekansına baktı, tek çekirdek saat hızı standart modellere göre kısıtlıydı. Fakat asıl silah saat hızı değil, arkasındaki 96 MB L3 Cache gücüydü.
AMD'nin mantığı 2015'teki o kazara keşifle tamamen aynı temele dayanıyordu: CPU'yu yavaş sistem belleğine mümkün olduğunca az gönder. Bu yaklaşım oyunlarda öyle kusursuz çalıştı ki 5800X3D ve ardından gelen 7800X3D, Intel'in 300 Watt çekip 6 GHz basan tepe modellerini komik güç tüketimleriyle oyun testlerinde dize getirdi.
Intel Bunu Görmedi mi? Excel Tabloları Kazandı, Cache Kaybetti
Intel mühendisleri bunu fark etmedi mi sanıyorsunuz? Adamlar kendi ürettiği çipin ne yaptığını bal gibi biliyordu. İş, mimariyi anlamamaları değil, masaüstünde devam ettirmek istememeleriydi. Çünkü eDRAM yongası bedava değildi, alt tabaka maliyeti ve ekstra paketleme masrafı vardı. 2015'te karşılarında doğru düzgün rekabet edemeyen, soba gibi ısınıp nal toplayan FX serisi varken bu masrafa girmediler. Pazarın tek hâkimi olan yönetim için karar: "Karşımızda rakip yokken neden paketleme maliyetini artıralım? 14 nm mimariyi makyajlar, lehim yerine macun basar, saat hızını 5.0 GHz'e iter, satarız." En tehlikeli cümle olan "Şimdilik buna gerek yok." kibri devreye girdi ve eDRAM masaüstünden silindi gitti.
AMD Intel'in Fikrini mi Çaldı?
Şimdi hemen "AMD fikri Intel'den yürütmüş." moduna girmeyelim, ikisi üretim tarafında başka dünyalar. Intel eDRAM'i çekirdeğin yanına ayrı bir zar olarak koymuştu, AMD ise 3D V-Cache ile saf SRAM zarlarını doğrudan çekirdeğin tepesine dikey istifledi. Çalıntı bir durum yok. Ancak donanımsal bir gerçek var: Intel 2015'te ek bir bellek tamponunun oyunda neleri değiştireceğini kanıtladı, AMD ise yıllar sonra çok daha gelişmiş bir 3D istifleme tekniğiyle aynı temel problemi çözerek turnayı gözünden vurdu. Problem aynıydı: RAM'e gitmek pahalıdır, önbellek ise hayat kurtarır.
Overclock.net Tayfasının eDRAM'i Çıldırttığı Zirve Noktası
Medya bu işlemciyi unuttu ama Overclock.net forumlarında tam 240 sayfalık bir efsane döndü. eDRAM'i kırmadan delid yapanlar, modlu BIOS'larla L4 çarpanını uçuranlar öyle profiller çıkardı ki:
Bu tablo Broadwell-C hız aşırtma sanatının zirvesi: eDRAM frekansı x24 çarpanla 2358 MHz'e çıkarılmış, L4 gecikmesi 32.9 ns'ye, bant genişliği 63.1 GB/s'ye dayanmış. Üstüne DDR3-2621 MHz CL9 CR1 bellek ayarıyla RAM gecikmesi 41.2 ns'ye çekilmiş. 2015 soketinde bugünün X3D mantığının nasıl iliklerine kadar sömürüldüğünün belgesidir.
Fikri Intel Gösterdi, Ekmeğini AMD Yedi
Bugün 7800X3D veya yeni nesil X3D işlemcilere bakıp sadece "AMD önbelleği büyütmüş." demek hikâyenin arka planını eksik bırakır. Çekirdekleri çılgınca hızlandırmaktansa çekirdeğin muhtaç olduğu veriyi ayağına getirmek bazen katbekat daha verimlidir.
2015'teki i7-5775C bana göre sıradan bir işlemci değil, donanım dünyasının en büyük kaçırılmış fırsatlarından biri. Intel konseptin ilk sinyalini 2015'te verdi ama arkasında durmadı. AMD ise yıllar sonra bu açığı görüp doğru yatırımı yaptı ve pazarı domine etti.
Uzun lafın kısası, bazen elinize geleceğin teknolojisi geçer ama muhasebecilerin maliyet hesaplarına kurban edersiniz. Intel o gün bu mimariyi bırakmayıp Skylake ve Coffee Lake nesillerinde eDRAM'i standart hâle getirseydi, bugün ne Zen mimarisi bu kadar rahat at koşturabilirdi ne de X3D bu kadar devrimsel görünürdü. Siz ne diyorsunuz, Intel o gün devam etseydi pazar bugün nerede olurdu?
baştan sona okudum. Gerçekten iyi hikayeymiş, bilmiyordum. 
