الصور التي تراها على شاشة جهاز الكمبيوتر الخاص بك مصنوعة من نقاط صغيرة تسمى البكسل. في معظم إعدادات الدقة الشائعة ، تعرض الشاشة أكثر من 2 مليون بكسل ، ويجب على الكمبيوتر أن يقرر ما يجب فعله بكل واحدة من أجل إنشاء صورة. للقيام بذلك ، يحتاج إلى مترجم - شيء لأخذ البيانات الثنائية من وحدة المعالجة المركزية وتحويلها إلى صورة يمكنك رؤيتها. يُعرف هذا المترجم بمعالج الرسومات أو GPU.
تأتي معظم أجهزة الكمبيوتر المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المكتبية للمستهلكين على مستوى المبتدئين مزودة بوحدة معالجة رسومات ثانوية مدمجة في معالجها الرئيسي ، والمعروفة باسم الرسومات المدمجة . ومع ذلك ، غالبًا ما تحتوي الأجهزة ذات المستوى الاحترافي أو المخصص على مساحة لبطاقة رسومات مخصصة. تتمثل ميزة بطاقة الرسومات في أنها يمكن أن تعرض صورًا أكثر تعقيدًا بشكل أسرع بكثير من الشريحة المدمجة.
تعتبر وظيفة بطاقة الرسومات معقدة ، ولكن من السهل فهم مبادئها ومكوناتها. في هذه المقالة ، سوف نلقي نظرة على الأجزاء الأساسية لبطاقة الفيديو وماذا تفعل. سنقوم أيضًا بفحص العوامل التي تعمل معًا لإنشاء بطاقة رسومات سريعة وفعالة.
فكر في الكمبيوتر كشركة لها قسم فني خاص بها. عندما يريد الأشخاص في الشركة قطعة من العمل الفني ، فإنهم يرسلون طلبًا إلى القسم الفني. يقرر القسم الفني كيفية إنشاء الصورة ثم يقوم بوضعها على الورق. والنتيجة النهائية هي أن تصبح فكرة شخص ما صورة حقيقية قابلة للعرض.
تعمل بطاقة الرسومات وفقًا لنفس المبادئ. تقوم وحدة المعالجة المركزية ، التي تعمل جنبًا إلى جنب مع التطبيقات البرمجية ، بإرسال معلومات حول الصورة إلى بطاقة الرسومات. تقرر بطاقة الرسومات كيفية استخدام وحدات البكسل على الشاشة لإنشاء الصورة. ثم يرسل هذه المعلومات إلى الشاشة عبر كابل.
يعد إنشاء صورة من البيانات الثنائية عملية متطلبة. لعمل صورة ثلاثية الأبعاد ، تقوم بطاقة الرسومات أولاً بإنشاء إطار سلكي من خطوط مستقيمة. ثم يقوم بتنقيط الصورة (يملأ وحدات البكسل المتبقية). كما أنه يضيف الإضاءة والملمس واللون. بالنسبة للألعاب سريعة الوتيرة ، يجب أن يمر الكمبيوتر بهذه العملية حوالي 60 إلى 120 مرة في الثانية. بدون بطاقة رسومات لإجراء العمليات الحسابية اللازمة ، سيكون عبء العمل أكثر من اللازم على الكمبيوتر للتعامل معه.
تنجز بطاقة الرسومات هذه المهمة باستخدام أربعة مكونات رئيسية:
- اتصال اللوحة الأم للبيانات والطاقة
- معالج رسوميات (GPU) ليقرر ما يجب فعله بكل بكسل على الشاشة
- ذاكرة الفيديو (VRAM) للاحتفاظ بمعلومات حول كل بكسل ولتخزين الصور المكتملة مؤقتًا
- اتصال الشاشة حتى تتمكن من رؤية النتيجة النهائية
بعد ذلك ، سنلقي نظرة على المعالج والذاكرة بمزيد من التفصيل.
وحدة معالجة الرسومات
مثل اللوحة الأم ، فإن بطاقة الرسومات عبارة عن لوحة دوائر مطبوعة تضم معالجًا و VRAM . كما أن لديها شريحة نظام الإدخال / الإخراج (BIOS) التي تخزن إعدادات البطاقة وتقوم بإجراء التشخيصات على الذاكرة والإدخال والإخراج عند بدء التشغيل.
معالج بطاقة الرسومات ، يسمى وحدة معالجة الرسومات (GPU) ، يشبه وحدة المعالجة المركزية للكمبيوتر. ومع ذلك ، تم تصميم وحدة معالجة الرسومات (GPU) خصيصًا لإجراء الحسابات الرياضية والهندسية المعقدة اللازمة لعرض الرسومات. تحتوي بعض أسرع وحدات معالجة الرسومات على ترانزستورات أكثر من وحدة المعالجة المركزية المتوسطة.
تنتج وحدة معالجة الرسومات (GPU) الكثير من الحرارة ، لذا فهي تقع عادةً أسفل المشتت الحراري أو المروحة. تختلف الرقائق المدمجة قليلاً ، من حيث أنها لا تمتلك VRAM الخاصة بها ، وعليها أن تسحب من نفس مخزون ذاكرة الوصول العشوائي مثل وحدة المعالجة المركزية. قد يتسبب هذا التمييز في نفاد الذاكرة في نظامك أثناء اللعب باستخدام وحدة معالجة الرسومات المدمجة.
بالإضافة إلى قدرتها على المعالجة ، تستخدم وحدة معالجة الرسومات (GPU) برمجة خاصة لمساعدتها على تحليل البيانات واستخدامها. تنتج AMD و nVidia الغالبية العظمى من وحدات معالجة الرسومات في السوق ، وقد طورت كلتا الشركتين تحسينات خاصة بهما لأداء وحدة معالجة الرسومات. يمكن أن توفر معالجات الفيديو اليوم:
- تنعيم المشهد الكامل (FSAA) ، الذي ينعم حواف الكائنات ثلاثية الأبعاد
- مرشح متباين الخواص (AF) ، مما يجعل الصور تبدو أكثر هشاشة
- فيزياء الوقت الحقيقي وتأثيرات الجسيمات
- شاشات متعددة الشاشات
- ارتفاع معدل إخراج الفيديو
- فيديو فائق الدقة بملايين البيكسلات
- حسابات تسريع GPU
طورت كل شركة أيضًا تقنيات محددة لمساعدة وحدة معالجة الرسومات في تطبيق الألوان والتظليل والأنسجة والأنماط.
نظرًا لأن وحدة معالجة الرسومات (GPU) تنشئ صورًا ، فإنها تحتاج إلى مكان ما للاحتفاظ بالمعلومات والصور المكتملة. يستخدم ذاكرة الوصول العشوائي الخاصة بالبطاقة لهذا الغرض ، حيث يقوم بتخزين البيانات حول كل بكسل ولونه وموقعه على الشاشة. يمكن أن يعمل جزء من VRAM أيضًا كمخزن مؤقت للإطار ، مما يعني أنه يحتفظ بالصور المكتملة حتى يحين وقت عرضها. عادةً ما تعمل ذاكرة الوصول العشوائي للفيديو بسرعات عالية جدًا ومزدوجة المنافذ ، مما يعني أن النظام يمكنه القراءة منها والكتابة عليها في نفس الوقت.
يتم توصيل بطاقات الفيديو الحديثة بفتحة توسيع PCIe x16 . قد لا تأتي أجهزة الكمبيوتر الصغيرة الحجم ذات الرسومات المدمجة ، مثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المكتبية الصغيرة ، مع مثل هذه الفتحة. ومع ذلك ، لا يزال من الممكن توصيل بطاقات الرسومات باستخدام جهاز حل بديل مكلف يسمى وحدة معالجة الرسومات الخارجية .
اختيار بطاقة رسومات جيدة
من السهل اكتشاف بطاقة رسومات من الطراز الأول. يحتوي على ذاكرة كبيرة ومعالج سريع . في كثير من الأحيان ، يكون أيضًا أكثر جاذبية من الناحية المرئية من أي شيء آخر من المفترض أن يدخل داخل علبة الكمبيوتر. يتم توضيح الكثير من بطاقات الفيديو عالية الأداء أو تحتوي على مراوح مزخرفة أو أحواض حرارة.
لكن البطاقة المتطورة توفر طاقة أكثر مما يحتاجه معظم الناس حقًا. يمكن للأشخاص الذين يستخدمون أجهزة الكمبيوتر الخاصة بهم بشكل أساسي للبريد الإلكتروني أو معالجة الكلمات أو الوسائط الاجتماعية العثور على كل دعم الرسومات الضروري على وحدة المعالجة المركزية (CPU) ذات الرسومات المدمجة. تعد البطاقة متوسطة المدى كافية لمعظم اللاعبين العاديين. يشمل الأشخاص الذين يحتاجون إلى قوة البطاقة المتطورة عشاق الألعاب والأشخاص الذين يقومون بالكثير من الأعمال الرسومية ثلاثية الأبعاد.
مقياس إجمالي جيد لأداء البطاقة هو معدل الإطارات ، ويقاس بالإطارات في الثانية (FPS). يصف معدل الإطارات عدد الصور الكاملة التي يمكن أن تعرضها البطاقة في الثانية. يمكن للعين البشرية معالجة حوالي 25 إطارًا كل ثانية ، لكن الألعاب سريعة الحركة تتطلب معدل إطارات لا يقل عن 60 إطارًا في الثانية لتوفير حركة وتمرير سلس. مكونات معدل عرض الإطارات هي:
المثلثات أو الرؤوس في الثانية: الصور ثلاثية الأبعاد مصنوعة من مثلثات أو مضلعات. يصف هذا القياس مدى سرعة وحدة معالجة الرسومات في حساب المضلع بأكمله أو القمم التي تحدده. بشكل عام ، يصف مدى سرعة إنشاء البطاقة لصورة إطار سلكي.
معدل تعبئة البكسل: يصف هذا القياس عدد وحدات البكسل التي يمكن أن تعالجها وحدة معالجة الرسومات في الثانية ، مما يُترجم إلى مدى سرعة تنقيط الصورة.
تؤثر أجهزة بطاقة الرسومات بشكل مباشر على سرعتها. هذه هي مواصفات الأجهزة التي تؤثر بشكل كبير على سرعة البطاقة والوحدات التي يتم قياسها بها:
- سرعة ساعة وحدة معالجة الرسومات (ميجاهرتز)
- حجم ناقل الذاكرة (بت)
- مقدار الذاكرة المتوفرة (ميغا بايت)
- معدل ساعة الذاكرة (ميجاهرتز)
- عرض النطاق الترددي للذاكرة (جيجابايت / ثانية)
تلعب وحدة المعالجة المركزية واللوحة الأم في الكمبيوتر دورًا أيضًا ، نظرًا لأن بطاقة الرسومات السريعة جدًا لا يمكن أن تعوض عن عدم قدرة اللوحة الأم على توصيل البيانات بسرعة. وبالمثل ، فإن اتصال البطاقة باللوحة الأم والسرعة التي يمكن بها الحصول على تعليمات من وحدة المعالجة المركزية يؤثران على أدائها.
الأسئلة الشائعة حول بطاقة الرسومات
ماذا تفعل بطاقة الجرافيكس؟
تُعرف وحدة معالجة الرسومات أو GPU أيضًا ببطاقة الرسومات. إنها دائرة إلكترونية تعمل على تسريع المعالجة المطلوبة لإنشاء الصور والرسوم المتحركة والفيديو وعرضها.
هل GTX أم RTX أفضل؟
يعتبر GeForce RTX 2060 هو الخيار الأسرع مقارنةً بـ GeForce GTX 1070. ومع ذلك ، لا يمتلك أي منهما القدرة على دعم اللعب بدقة 4k فائقة.
ما هي أفضل بطاقة رسومات للألعاب؟
هناك العديد من الخيارات عندما يتعلق الأمر بأفضل بطاقة رسومات للألعاب. يتلخص الأمر في النهاية في التفضيلات والمتطلبات الشخصية. تعتبر كل من GeForce RTX 3090 و 3090 Ti و 3070 ، جنبًا إلى جنب مع Radeon Rx 6800 ، من أفضل الخيارات للألعاب الثقيلة.
ما هي بطاقة الرسومات الأفضل من تشكيلة NVIDIA؟
تعتبر NVIDIA GeForce RTX 3090 DirectX 12.00 أفضل بطاقة رسومات من مجموعة NVIDIA ، والتي تتبعها NVIDIA GeForce RTX 3080.
هل يمكنك وضع بطاقة رسومات في جهاز كمبيوتر محمول؟
تأتي معظم أجهزة الكمبيوتر المحمولة مع بطاقات رسومات مدمجة متصلة بشكل دائم باللوحة الأم. ومع ذلك ، بالنسبة لأجهزة الكمبيوتر المحمولة التي تأتي مع منفذ Thunderbolt 3 ، فمن الممكن توصيل بطاقة رسومات خارجية.