Os cache scrubbers da PS5 são uma tecnologia nova, pelo que poucos sabem exactamente o que eles fazem. Um estudo elaborado por diversos catedráticos de várias universidades mostram que os cache scrubbers trazem vantagens em diversas áreas, desde a poupança na largura de banda a menores consumos de energia.
Os Cache Scrubbers da PS5 são uma novidade a nível tecnológico. Apesar de ter encontrado patentes sobre os mesmos em quase todos os fabricantes de CPUs e GPUs, eles farão a sua estreia em hardware na PS5.
Já abordamos uma das suas vantagens no artigo sobre o SSD da consola, e que podem ler aqui, mas curiosamente encontrei um estudo desenvolvido em colaboração por vários catedráticos de várias universidades e institutos, que analisam as vantagens de um sistema de cache scrubbing cooperativo entre o hardware e o software, que não posso deixar de referir!
O estudo é relativamente intenso e algo complexo, mas caso o queiram ler, podem-no fazer neste link.
Basicamente todo o artigo está resumido nos parágrafos iniciais, pelo que vamos colocar os mesmos de seguida, devidamente traduzidos:
Gerenciar os recursos limitados de energia e largura de banda e ao mesmo tempo melhorar o desempenho em hardware multi-núcleos é um desafio. Em particular, mais núcleos exigem mais largura de banda na memória, e as aplicações multi-thread stressam cada vez mais os sistemas de memória, levando a mais consumo de energia. No entanto, demonstramos que nem todo o tráfego de memória é necessário. Para programas Java modernos, 10 a 60% das escritas na DRAM são inúteis, porque os dados em nesses pedaços de código estão inoperantes – ou seja, garantidamente o programa não as voltará a ler novamente. Para além do mais, fazer-se a leitura da memória apenas para a inicializar do zero logo de seguida, desperdiça largura de banda. Propomos uma solução cooperativa de software / hardware: o gerenciador de memória comunica as linhas inoperantes e a zero às instruções de limpeza de cache. Demonstramos como as instruções de scrubbing satisfazem as invariantes do protocolo de coerência de cache MESI e demonstramos-as num Java Virtual Machine e um simulador multi-núcleo. A limpeza (scrubbing) reduz o tráfego médio na DRAM em 59%, o total de energia consumida pela DRAM 14% e os consumos de energia em DRAM dinâmica em 57%, numa faixa de configurações. O scrubbing de cache cooperativo entre software / hardware reduz a largura de banda usada na memória e melhora a eficiência energética, dois problemas críticos em sistemas modernos.
Como vemos deste resumo, a redução nos consumos energéticos, e a redução no uso da largura de banda são as vantagens principais. No caso em estudo, com código Java as poupanças de uso na largura de banda chegam aos 59%, um valor mais do que significativo. Esta situação pode melhorar ou piorar dependendo do tipo de código, e da qualidade dos scrubbers, mas se estimarmos um ganho de de menos de metade do ali referido, por exemplo, 25% que seja na poupança da largura de banda, isso é suficiente para atirar a largura de banda para uns equivalentes 560 GB/s sem o uso deste auxiliar.
Caso a mesmo se releve efectivamente eficiente, esta é uma tecnologia da qual ainda vamos ouvir falar bastante!