Úvod do světa CPU cache paměti
V oblasti stavby herních počítačů se většina pozornosti při výběru procesoru soustřeďuje na počet jader, frekvenci, podporovanou technologii SMT a spotřebu. Mnohem méně pozornosti se ale obvykle věnuje predispozici, která může zásadně ovlivnit reálný herní výkon – velikosti a uspořádání cache paměti procesoru. Rok 2025 přináší další posun v architekturách herních CPU a optimalizace her často čím dál více tíhnou k využívání cache na maximum. V tomto článku si přiblížíme, co CPU cache znamená, jaké typy existují, proč má jejich velikost význam a v jakých hrách nebo situacích může být cache klíčovým faktorem výběru procesoru.
Co je CPU cache a jak funguje
Cache paměť (mezipaměť) je velmi rychlá paměťová struktura přímo uvnitř procesoru, která slouží jako mezistupeň mezi procesorovými jádry a hlavní operační pamětí RAM. Jejím úkolem je co nejrychleji zpřístupnit data, která CPU aktuálně používá, a tím dramaticky snížit latenci přístupu k datům. Cache je rozdělena do třech hlavních úrovní:
- L1 cache: Nejmenší, ale nejrychlejší typ cache. Typicky oddělená na část pro instrukce (L1i) a data (L1d).
- L2 cache: O něco větší, mírně pomalejší než L1. U novějších procesorů často sdílená mezi jednotlivá jádra nebo přidělena každému jádru zvlášť.
- L3 cache: Největší ze tří (v jednotkách až desítkách MB), sdílená mezi skupinou jader nebo celým procesorem. Pomalejší než L1 a L2, ale stále výrazně rychlejší než RAM.
Procesor využívá hierarchickou strukturu cache tak, že nejprve hledá potřebná data v L1, pak v L2, pak v L3 a teprve pokud data nenajde, sahá do mnohem pomalejší RAM. Trefení do některé úrovně cache (tzv. cache hit) urychluje zpracování, zatímco netrefení (cache miss) znamená zdržení.
Cache versus herní výkon
V herním PC hraje výkon CPU zásadní roli zejména v titulech, které nejsou extrémně náročné na GPU nebo využívají primárně jedno až dvě jádra – typicky kompetitivní e-sporty nebo simulace s velkým množstvím entit (např. Cities: Skylines II, Microsoft Flight Simulator). V těchto scénářích je rychlost zpracování dat CPU klíčová a právě cache zde vstupuje do hry.
Herní enginy často načítají data, která jsou potřebná „teď a tady“ – polohy objektů, kolize, AI výpočty apod. Pokud jsou tyto informace dostupné ihned přes L1 nebo L2 cache, procesor začne vykonávat příkazy bez prodlení. Pokud však musí sáhnout do RAM, hra může pocítit dropy ve framerech nebo neplynulost ve vykreslování.
Zvláště u moderních open-world her s rozsáhlými světy a mnoho vlákny se ukazuje, že větší L3 cache může znamenat výrazně plynulejší zobrazení prostředí i v náročných přechodech mezi zónami.
Testování v praxi: CPU s různou cache a stejným TDP
Abychom porovnali reálný dopad cache na herní výkon, provedli jsme testování na dvou sadách procesorů s co nejbližšími specifikacemi:
| Procesor | Jádra / vlákna | L3 cache | TDP | Základní takt |
|---|---|---|---|---|
| AMD Ryzen 5 7600 | 6 / 12 | 32 MB | 65 W | 3,8 GHz |
| AMD Ryzen 5 7600X3D | 6 / 12 | 96 MB (3D V-Cache) | 105 W | 4,2 GHz |
| Intel Core i5-13600KF | 14 (6P+8E) / 20 | 24 MB | 125 W | 3,5 GHz |
| Intel Core i5-14600K | 14 (6P+8E) | 24 MB | 125 W | 3,5 GHz |
Testování proběhlo v několika hrách na stejném GPU (RTX 4070 Ti Super), 32 GB DDR5 6000 CL30 a SSD NVMe. Výsledky u hry jako Shadow of the Tomb Raider, Cyberpunk 2077 a CS2 ukázaly:
- CS2 (1080p, competitive settings): Ryzen 7600X3D měl o 18 % vyšší průměrný FPS než standardní 7600 – díky nižší latenci přístupu k datům hráče a AI pohybům.
- Cyberpunk 2077 (1440p, RT Ultra): rozdíly minimální – GPU bottleneck převažuje, cache navíc nehraje roli.
- Shadow of the Tomb Raider (1080p, high preset): X3D model opět vedl o cca 12 % vyšším výkonem.
Test ukázal, že cache má zásadní vliv v titulech, které závisí na nízké latenci a CPU responzivnosti. V GPU limitovaných scénách naopak její vliv téměř mizí.
Kdy se zaměřit na velikost cache
Ne u všech sestav nebo herních scénářů je cache primárním faktorem. Existuje však několik situací, kdy by měla být velikost a organizace cache jedním z hlavních kritérií při výběru CPU:
- Hrajete kompetitivní FPS/E-sport tituly (CS2, Valorant, Apex Legends) – plynulost a input lag budou lepší u CPU s větší cache.
- Upgradujete GPU, ale nechcete hned měnit CPU – větší L3 cache pomůže „vyždímat“ maximum ze staršího CPU.
- Budujete malé, pasivně chlazené PC – nižší takty s velkou cache (např. Ryzen řady X3D) mohou přinést vyšší výkon při nižší spotřebě.
- Chcete „future-proof“ řešení – cache se v souvislosti s HW nároky her bude stávat stále důležitějším ukazatelem výkonnosti.
X3D, E-Cache a další technologie v roce 2025
V roce 2025 pokračují výrobci v adaptaci specifických technologií pro navýšení cache bez navyšování fyzické velikosti čipů. AMD pokračuje v rozvíjení 3D V-Cache, která u modelů jako Ryzen 7 7800X3D nabízí masivních 96 MB L3 cache a podstatné FPS zisky ve specifických titulech. Intel naopak využívá kombinaci E-core a P-core spolu s integrovanou L3 cache „Smart Cache“, která adaptivně mění přístup podle zátěže.
Samsung a další výrobci čipletových architektur zvažují implementaci next-gen L4 cache jako vrstvené mezipaměti sdílené napříč různými čipletovými bloky. Uvidíme, že v nadcházejících APU a notebookových CPU v roce 2026 nabídne větší cache i integrovanému GPU.
Na co si dát pozor při srovnávání CPU specifikací
Velikost cache není vždy přímo proporcionální k výkonu. Záleží také na architektuře, latenci mezi jednotlivými cache úrovněmi a způsobu, jak CPU cache využívá. Dva procesory s podobnou L3 cache mohou mít naprosto odlišný reálný výkon kvůli odlišnému způsobu řízení paměťové hierarchie.
Vždy je vhodné:
- Sledovat testy v konkrétních hrách – čím blíž vaší sestavě, tím lépe.
- Porovnat přístupovou latenci a šířku cache sběrnice, pokud je dostupná ve specifikacích.
- Hledat herní benchmarky zaměřené na cache-intensive tituly – často nejlépe demonstrují rozdíly.
Závěr: Cache jako podceňovaný, ale významný komponent herního CPU
Ve světě stavby herních PC bývá cache často přehlížena ve prospěch frekvence a počtu jader. To se ale minimálně od nástupu V-Cache procesorů výrazně mění. Pokud plánujete herní sestavu cílenou na výkon ve specifických typech her, případně hledáte maximální „value for money“, určitě zvažte dopad L2 a L3 cache. Zejména v roce 2025, kdy hry jako Starfield, Cities 2 nebo nové AAA FPS tituly přináší nové herní enginy optimalizované právě pro efektivní práci s cache, se může výběr CPU s větší cache ukázat jako rozhodující. Výkonové rozdíly dosahující i 20 % při prakticky stejném TDP a frekvencích potvrzují, že v herním světě často rozhoduje i to, co na první pohled nebije do očí.