X3Dはゲーム専用じゃなかった、RAGで光る大容量キャッシュ

AMDの3D V-Cacheが本来狙っていた用途は、どうやらゲームではなかったらしい。ローカルRAG環境でX3D搭載CPUが非X3Dを大きく引き離す検証結果が公開され、大容量キャッシュの真価が見えてきた。

「ゲーム性能のためのキャッシュ」という思い込み

AMDのRyzen X3Dシリーズは、発売以来「ゲーミング向けCPU」として語られ続けてきた。ベンチマークで平均フレームレートが跳ね上がり、レビュアーも購入者も、3D V-Cacheはゲームのためにあると信じて疑わなかった。

ところがこの前提が、ひとつのベンチマークであっさり崩れた。

きっかけは韓国のハードウェアコミュニティGigglehdに投稿された一本のレビューだ。投稿者の필낄氏は、「X3Dは本当にゲーム専用なのか」という素朴な疑問から、ローカルRAG環境での性能検証を実施した。使用したのはGitHubで公開されているオープンソースベンチマーク、x3d-rag-benchmark。名前の通りX3D評価を意識して設計されたものだが、AMD公式のツールではなく有志のプロジェクトだ。

結果は、X3Dが本来どこで光る設計だったのかを物語るものになった。

RAGが突きつけた「CPUキャッシュの重要性」

なぜRAG（Retrieval-Augmented Generation）でCPUが効いてくるのか。ここを押さえないと今回の結果は読み解けない。

LLMは学習時点の知識しか持たない。2026年4月のニュースを2026年1月までのデータで学習したモデルに聞いても、幻覚混じりの答えが返ってくるだけだ。そこで外部データベースから関連文書を検索して回答を組み立てるのがRAGという仕組みになる。

この「検索」の部分が、実はGPUではなくCPUの仕事だ。正確には、ベクトル検索で広く使われるHNSW（Hierarchical Navigable Small World）というアルゴリズムがCPUに向いている。HNSWはグラフのノードをランダムに辿りながら近傍文書を探すため、メモリアクセスが不規則になる。ここで効いてくるのが、アクセス速度の速い大容量キャッシュだ。

HNSWはメモリ上のグラフを飛び石のように辿っていく。キャッシュに乗り切らないグラフデータをメインメモリに取りに行く頻度が減れば、それだけで検索スループットが跳ね上がる。3D V-Cacheが積む64MBのL3は、この用途にあつらえたような設計に見える。

Morgan Stanleyのリサーチは、エージェント型AIのワークロードが増えるほどCPU処理の比重が上がっていく流れを示している。GPU一辺倒のAI像は、もう実態に合っていない。

ベンチマーク結果：X3Dが非X3Dを2倍近く引き離した

필낄氏がテストしたのは、Ryzen 7 9700X（非X3D、8コア）、Ryzen 7 9800X3D、Ryzen 7 9850X3D、Ryzen 9 9950X（非X3D、16コア）、Ryzen 9 9950X3D、そしてIntel Core Ultra 7 270K Plus、Core Ultra 9 285Kの7モデル。テスト環境はDDR5-6000 16GB、GeForce RTX 5080、Windows 11 25H2で統一されている。

100Kバッチ検索（QPS、高いほど良い）

Ryzen 7 9850X3Dが66,399 QPSを記録し、Ryzen 7 9700Xの35,285 QPSを 88%上回った 。同じ8コアCPU同士の比較で、キャッシュの有無だけでここまで差がつく。Ryzen 9 9950X（39,690）と比べても、8コアのX3Dが16コアの非X3Dを軽々と抜き去っている。

「コア数よりキャッシュ容量」というRAGワークロードの特性が、これ以上ないほど明確に現れた数字だ。

200Kバッチ検索（QPS）

データベースが2倍になると差は縮むが、それでもRyzen 7 9850X3Dが52,944 QPS、Ryzen 7 9700Xが33,699 QPSで57%の差が残る。ワーキングセットがキャッシュに収まりきらなくなっても、X3Dの優位は崩れない。

インデックス構築（vec/s、高いほど良い）

100Kインデックス構築では、Ryzen 7 9850X3Dが2.93 vec/s、Ryzen 7 9700Xが6.08 vec/s。ここだけは非X3Dが倍近く速い。インデックス構築は単純な計算スループットが効く処理で、クロックの高い非X3Dが有利になる場面だ。

用途によって向き不向きがはっきり分かれている、というのが正直な読み方になる。

TTFT（最初のトークン生成時間、低いほど良い）

Ryzen 7 9700Xが119.6ms、Ryzen 7 9800X3Dが121.6ms、Ryzen 7 9850X3Dが124.4ms。TTFTに関してはGPU推論の比重が大きく、CPU間の差はほぼ消える。

TTFTのようなGPU律速の処理では、どんなCPUを積んでも結果は似たような数字になる。キャッシュ容量で差が出るのは、あくまでCPU側がボトルネックになる処理だけ。ここを混同すると「X3DはAI全般で速い」という雑な結論に転んでしまう。

Intel Core Ultraとの比較

Core Ultra 9 285Kの100Kバッチ検索は52,296 QPS、200Kで49,023 QPS。Ryzen 9 9950X3Dの61,364 / 46,778と比べるとバッチ検索ではIntelがやや優位な場面もあり、単純な「AMDの圧勝」ではない。ただし同一コア数帯のX3D vs 非X3Dの比較では、キャッシュの寄与が明確に現れている。

この結果が意味すること

X3Dシリーズはこれまで「ゲームでフレームレートが伸びるCPU」として評価されてきた。けれどその本質は、CPUコアの近くに大容量の高速メモリを置くという、ずっと汎用的なアーキテクチャ選択だった。ゲームで成果が見えやすかっただけで、キャッシュが効く処理全般に対して優位性を持っていた、と考えるほうが自然だ。

RAGは今後、企業の文書検索、コーディングアシスタント、マルチエージェント推論へと広がっていく。Morgan Stanleyの見立てでは、エージェントAIの普及に伴いレイテンシのボトルネックがGPUからCPUへ移っていく。そのとき評価軸に加わるのが、キャッシュが豊富なCPUという指標だ。

AMDは4月22日、さらにこれを押し進めたRyzen 9 9950X3D2 Dual Editionを発売する。16コア、両CCDに2世代目3D V-Cacheを積み、L3総容量192MB、価格899ドル（約14万3000円）、TDP 200W。片側CCDだけに3D V-Cacheを載せていた従来のフラッグシップX3Dの弱点を潰した構成だ。

AMDがこの製品を「ゲーミングCPU」と呼ばず、敢えて「Dual Edition」としてハイエンド製品ラインに据えた背景には、X3Dをゲーム専用カテゴリから引き剥がしたい意図が読み取れる。RAGやEDA、科学計算といった大容量キャッシュが効く領域が、今後の主戦場になるという判断だろう。

1つのベンチマークだけで結論を出すのは早い

ただし、必ず添えておきたい留保がいくつかある。

第一に、これは個人が公開したオープンソースベンチマークでの結果だ。テスト環境の厳密な統制、反復計測、メタ・FAISSの実装バージョンなど、工業レベルの検証と同一視はできない。第二に、実運用のRAGパイプラインはベクトル検索だけで構成されるわけではない。埋め込み計算、LLM推論、後処理まで含めた総合性能はGPUの比重が依然大きい。第三に、テストに使われたデータベース規模は10万〜20万ベクトルと、個人PC・小規模チーム向けのスケールだ。大規模な分散ベクトルDBサービスを代表する数字ではない。

それでも、非X3Dとの間に88%という差が出た事実は小さくない。この差は実測であり、誰かの予測ではない。

AI推論におけるCPUの役割を再評価する動きは、今後もっと広がっていく。「ゲーミングCPU」というラベルは、X3Dにとっていつの間にか窮屈なものになっていたのかもしれない。

参照元

• Gigglehd - X3D가 게임 전용이라고? 대용량 CPU 캐시의 새로운 활용처 RAG

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