La memoria del sistema está lejos y tarda. Para no esperarla, el procesador guarda copias de lo que va a necesitar en una memoria pequeñísima y carísima que lleva dentro. Cuando esa memoria basta para lo que estás haciendo, el rendimiento se dispara; cuando no, todo se detiene a esperar.
En corto. Tres niveles, cada uno más grande y más lento. El tercero es el que se anuncia y el que explica por qué dos procesadores casi idénticos rinden muy distinto en juegos.
Qué es esto. Una explicación, no un análisis con nota. No tengo banco de pruebas para medir esto, así que no hay cifras propias ni puntuación: cada dato lleva su origen al lado. El manual de la casa lo prefiere así antes que inventar un 8,5 para rellenar una rúbrica.
Ficha técnica de la caché de un procesador
Qué es
Memoria muy rápida dentro del propio procesador
Niveles
L1, L2 y L3, de más rápida a más grande
L1
Unos pocos kilobytes por núcleo
L2
De cientos de kilobytes a unos megabytes
L3
Compartida, y la que se anuncia
Por qué es cara
Ocupa muchísima superficie de silicio
Dónde se nota
En juegos, más que en casi nada
Por qué existe
Un procesador moderno ejecuta miles de millones de operaciones por segundo. La memoria del sistema, en comparación, tarda una eternidad en responder: cientos de ciclos de reloj, durante los cuales el procesador no hace nada.
La caché guarda copias de lo que se acaba de usar y de lo que probablemente se use a continuación. Cuando acierta, el dato está a unos pocos ciclos. Cuando falla, toca esperar a la memoria.
- L1. Diminuta y a un par de ciclos. Por núcleo.
- L2. Mayor, algo más lenta. También por núcleo.
- L3. Grande, compartida entre núcleos, y más lenta que las otras dos.
- La memoria. Y si tampoco está ahí, cientos de ciclos de espera.
Por qué los juegos son el caso extremo
Un juego trabaja constantemente con el mismo conjunto de datos: geometría, estado del mundo, física, muchas veces por segundo. Si ese conjunto cabe en la caché, el procesador no tiene que salir a buscar nada.
Si no cabe por poco, sale continuamente y espera. De ahí que aumentar la caché produzca saltos de rendimiento en juegos que no se ven en casi ninguna otra carga: es la diferencia entre caber y no caber.
Por eso no es lineal. Doblar la caché no da el doble de rendimiento: da un salto grande en los juegos cuyo conjunto de trabajo pasa a caber, y prácticamente nada en los demás. Por eso las medidas varían tanto de un título a otro.
La caché apilada
Una de las novedades recientes consiste en colocar una pastilla adicional de caché encima del chip, conectada verticalmente. Eso multiplica la caché disponible sin ocupar más superficie.
Tiene un efecto secundario: esa pastilla encima dificulta la evacuación de calor, así que esos modelos suelen funcionar a frecuencias algo menores. Salen ganando igual en juegos y pueden salir perdiendo en cargas que dependen sobre todo de la frecuencia.
Mucha caché
- Salto grande en juegos.
- Menos esperas a la memoria.
- Frecuencia algo más baja si va apilada.
- Consumo más contenido.
Más frecuencia
- Mejor en cargas de cálculo puro.
- Mejor en compilación y render.
- Más consumo y más calor.
- En juegos, depende del título.
Qué hacer con esta información
Si el equipo es sobre todo para jugar, la caché pesa más que un par de cientos de megahercios. Si es para compilar, comprimir o renderizar, pesa más la frecuencia y el número de núcleos.
Y en cualquier caso, conviene mirar medidas de juegos concretos y no una media: como el efecto es de caber o no caber, las medias esconden precisamente lo que interesa.
- Para jugar, mira la caché L3 antes que la frecuencia.
- Para compilar y renderizar, al revés.
- Desconfía de las medias: el efecto varía mucho por título.
- Y recuerda que la caché apilada suele ir a algo menos de frecuencia.
Preguntas frecuentes
¿Qué es la caché de un procesador?
Memoria muy rápida dentro del propio chip donde se guardan copias de lo que se acaba de usar y de lo que probablemente se vaya a usar. Evita esperar a la memoria del sistema.
¿Por qué se nota tanto en juegos?
Porque un juego trabaja repetidamente con el mismo conjunto de datos. Si ese conjunto cabe en la caché, el procesador deja de esperar; si no cabe por poco, espera constantemente.
¿Es mejor más caché o más frecuencia?
Depende del uso. En juegos suele ganar la caché; en compilación, compresión y render suele ganar la frecuencia y el número de núcleos.
¿Por qué los modelos con caché apilada van a menos frecuencia?
Porque la pastilla de caché encima del chip dificulta evacuar el calor, y eso obliga a trabajar a frecuencias algo menores.
Lo bueno y lo malo
Lo que nos gustó
- Explica diferencias de rendimiento que la frecuencia no explica.
- El dato viene publicado en todas las fichas.
- En juegos, la mejora puede ser muy grande.
Lo que no
- El efecto no es lineal y varía mucho según el programa.
- Las medias de rendimiento esconden justo lo que interesa.
- Más caché suele significar menos frecuencia.
Veredicto: caber o no caber, esa es la cuestión
La caché es el componente que mejor explica por qué dos procesadores parecidos rinden distinto, y el que peor se entiende a partir de una media de resultados.
Si juegas, mírala. Si compilas, mira la frecuencia. Y si haces las dos cosas, mira medidas de tus programas concretos y no un resumen.
De la pieza que lleva todo eso dentro, el encapsulado del procesador.
Imagen destacada: cara inferior de un AMD Ryzen 9 3900X, Wikimedia Commons, licencia CC BY-SA 4.0.
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