22 يناير 2017

اهم ما يجب ان تعرفة عن بنية البطاقات الرسومية لكى تستطيع اختيار البطاقة التى تُناسبك .

فى بداية المقال يجب فهم كيفية عمل البطاقة الرسومية فى الاساس و دورة بداخل الحاسب سواء كان مكتبي او لوحي او حتي بداخل الهواتف الذكية 
هل تسائلت عن كيفية تكون الصورة التي نراها أمام عينينا فى الشاشة كل يوم من أين تاتي و يكفتم معالجتها ؟

الصورة مكونة من بيكسلات بأعداد مهولة و التي تكون الدقة التي نختارها بداخل النظام و الالعاب Resolution.
اي عملية تتم بداخل الحاسب تأتي علي هيئة Binary Code من البروسيسور CPU ثم تذهب للبطاقة الرسومية لكي يتم أكساء هذه بالبيانات علي هيئة بيكسل و يتم استخدام الرام لحفظ هذه البيانات مؤقتا لحين استخدامها.
ولكننا ليس هنا لنتعرف عن كيفية عمل الحاسب بشكل عام بل لتعريف المُصطلحات التي نسمعها كل يوم اثناء قرائتنا عن كُل ما هو جديد فى البطاقات الرسومية من كلتا الشركتين AMD – Nvidia .

فيما يلى اهم المصطاحات التى يجبب ان تكون على دراية بها حتى تستطيع اختيار البطاقة الرسومية التى تُعطيك الاداء المُناسب الذى ترضى عنة .

الـ  GPU
وهو الاختصار العلمى لمُصطلح Graphics processing unit الذى يعنى وحدة مُعالجة الجرافيك وهو المسئول الاول عن مُعاجلة جميع البيانات الداخلة الى البطاقة الرسومية وتحويلها اى اشياء تُرى بالعين على الشاشة .


gpu2

 Graphics processing unit


الــ Process technology

وهو مُصطلح خاص يُطلق على دقة التصنيع المُستخدمة فى عملية تصنيع شريحة الـ DIE الموجودة على الـ GPU الرسومى وهى هامة جدا فى تحديد قوة الشريحة الرسومية ومعدل استهلاكها من الطاقة وايضا قوة الانبعاث الحرارى لها اثناء التشغيل , حيثُ انة كُلما كانت دقة التصنيع صغيرة كان هذا افضل ويُرمز لوحدة قياس دقة التصنيع بالنانو ميتر nm فمثلا جميع البطاقت الرسومية الموجودة فى الاسواق حاليا مُصنعة بدقة تصنيع 28nm .

ومن المُتوقع ان تتحرك دقة التصنيع فى العام القادم 2014 الى 20nm وبالتالى وضع كمية اكبر من الترانزيستورات المصنوع بهذا الحجم داخل الـ GPU وبالتالى تصنيع بطاقات تُعطى اداء اقوى .

الــ Architecture

وهو مُصطلح خاص مقصود بة المعمارية والتى هى طريقة البناية الهندسية الخاصة بالمعالج الرسومي الموجودة على البطاقة وهي وحدة الاساس و البصمة التكنولوجية الذي يتم بناية المعالج عليها حيث تؤثر المعمارية الخاصة بكل جيل علي أداء و متطلبات هذا الجيل و كيفية تواصل المعالج مع بقية اجزاء الحاسب مثل معمارية Fermi الخاصة بالجيل 5XX و المعمارية Kepler الخاصة بالجيل 6XX و 7XX من Nvidia , و معمارية Tahiti GCN “Graphics core next” من AMD والتى تم بواسطتها بناء جيل HD 7XXX وايضا الجيل القادم RX XXX .

NVIDIA-Kepler-GK110-Block-Diagram_l
صورة لآحدث معمارية من NVIDIA وهى معمارية KEPLER

الــ Die

هي عبارة عن قطعة السيليكون السوداء التي توجد اعلى الـ GPU الرسومى وهى تحديدا التى تحتوى على كم كبير من بلايين الترنزيستورات مُتراصة بطريقة مُعينة تُسمى المعمارية – حيث تعتبرة منطقة الـ DIE الموجودة فى الـ GPU هى المنوطة بتنفيذ كُل العمليات الخاصة بالبطاقة الرسومية.

996626_584794898247033_778399210_n

GPU DIE

الـ Die Size

هو الحجم الفيزيائى الكلي لشريحة DIE الموجودة على الـ GPU الذي يختلف حجمة من بطاقة لآخُرى بنائا علي عدد الترانزيستورات الداخلة فى تكوين هذة الرقاقة السيلكونية وايضا دقة تصنيع الترانزيستورات المُستخدمة فى بناء هذة الشريحة , فمثلا المعالج الرسومي الخاص ببطاقة GTX580 الشهيرة هو Nvidia GF110 حيثُ ان GF ترمُز الى GEFORCE Fermi وهو اسم المعمارية و 110 هو اسم الرقاقة وهى مبنية بدقة تصنيع 40nm وتحتوى على عدد 3 بليون ترانزيستور ولهذا نجد ان حجم ال Die الفيزيائى هو 520mm2 وعى اكبر شريحة رسومية فى جيل الـ Fermi السابق بالكامل , اما حاليا فيوجد جيل ال KEPLER والذى استطاعت شركة NVIDIA ان تصنع GPU رسومى عملاق يحمل اسم GK110 يدخُل فى تكوينة حولى 7.1 لاوين ترانزيستور مُصنعة بدقة تصنيع 28nm .

dCLUtcz
صورة للـ Die الخاص بمعمارية Fermi Nvidia


ينطبق نفس الكلام السابق على شركة AMD ايضا من حيث عدد الترانزيستورات وحكم ال DIE ولكن الاختلاف دائما ما يأتى فى المعمارية نفسها . 

YdNcUl7

صورة للـ DIE الخاص بمعمارية Tahiti AMD

الـ Stream processors

هو الاسم العلمى لجيش جرار من الانوية الرسومية التى توجد داخل كُل GPU سواء كان من تصنيع شركة AMD او شركة NVIDIA وهى تُسمى ايضا Unified Shaders وذلك لآنها تجمع بين الوظائف الاتية الـ Geometry Shader و الـ Vertex Shader و الـ Pixel Shader والتى هى المسئول الرئيسى عن مُعالجة الجرافيكس الخاص بالالعاب , وكُلما ازاد عدد الستريم بروسيسور كُلما اصبح ال GPU الرسومى قويا قادرا على اداء اصعب المهام فى اسرع وقت .

  

iMdJKdX
صورة توضح الـ Stream processors
 


الـ ROPs

كلمة ROPs هى الاختصار العلمى لمُصطلح Raster Operations popeline وهو يُعد من اهم الاشياء التى يتوقف عليها بتية ال GPU الرسوميى حيثُ ان ال ROPs هى انابيب البيكسل الموجودة داخل الـ GPU والتى هى المسئول الاول عن نقل البيانات داخل ال GPU والتى تتمثل فى ال pixels و texels داخل الـ GPU وايضا مسئولة عن اخراج البيانات التى انتهى الـ GPU من مُعالجتها الي شاشة العرض عن طريق عمليات تسمي matrix and vector و كل ما زاد العدد بالطبع زاد التدفق و معالجتهم داخل ال GPU وبالتالى تزداد قوة الـ GPU , واقوى GPU موجودة رسميا فى الاسواق يحتوى على عدد كبير من الـ ROPs هو GTX TITAN حيث يحتوى على عدد 48 ROPs .

الـ TMUs 

كلمة TMUs هى الاختصار العلمى لمُصطلح Texture mapping unit والتى هى بمثابة معالج فعلي منفصل وظيفتة الاساسية تدوير وتغيير حجم الصورة النقطية والتحكُم فيها وأكساها لتُصبح مرئية ذو طابع ملموس وُكلما ازدادت وحدات الاكساء كُلما كان اداء البطاقة قويا .

الـ GPU Clock
هو مُصطلح خاص يوضح التردُد الذى يعمل بة المُعالج الرسومى الموجود على البطاقة والمعروف باسم الـ GPU ووحدة قياسة الاساسية هى ال MHz , والتردُد هو عدد عدد النبضات التى يستطيع الترانزيستورات الموجودة داخل الـ GPU تنفيذها فى الثانية الواحدة , وبالطبع كُلما كان التردُد عاليا كُلما كان اداء الـ GPU الموجود على البطالقة مُميزا فى ادائة .
الـ Memory interface 

هو مُصطلح معرف لغويا بأسم عرض الناقل وهو عبارة عن عدد المسارات التى تسير فيها البيانات بين الـ GPU ووحدات الذواكر الموجودة على البطاقة الرسومية و تُفاس وحدة عرض الناقل بال bit فمثلا تجد مدونا على علبة البطاقة الرسومية ان ال Memory interface يبلُغ 64 او 128 او 192 او 256 او 320 او 384 او 448 او 512 bit وبالطبع كُلما ازداد عرض الناقل الموجود فى البطاقة كُلما كان اداء البطاقة قويا .

الـ Memory Type
وهو مُصطلح خاص يُكتب على علبة البطاقة الرسومية وهو يوضح نوع جيل الذواكر الذى تستخدمة البطاقة الرسومية الموجودة داخل العلبة حيثُ انة هُناك العديد من اجيال الذواكر التى بُنيت عليها البطاقات الرسومية بمرور الزمن هذة الاجيل هى :- SDR , DDR , DDR2, DDR3, DDR4, واخيرا DDR5 والتى تُتسخدم حاليا مع العديد من البطاقات الرسومية الموجودة فى الاسواق .
الـ Memory Clock
وهو مُصطلح خاص يوضح التردُد الذى تعمل بية الذواكر الموجودة على البطاقة الرسومية ووحدة قياسة هى الـ MHz وكُلما كان تردُد هذة الذواكر عاليا كُلما كان هذا افضل و حاليا اعلى تردُد ذواكر موجود على نوع من البطاقات الرسويمة هو 7200 MHz وهو مبوجود فقط فى بطاقات NVIDIA GTX770 OC المكسورة السرعة مصنعيا .
الـ Memory Size
وهو مُصطلح يوضح حجم الذواكر الموجودة على البطاقة الرسومية والتى اصبحت سعتها حاليا تُقاس بالـ GB ومن الجدير بالذكر انة توجد بعض البطاقات الرسومية حاليا بالسوق تأتى بسعة ذاكرة تبلُغ 6GB DDR5 .

Tahiti-GPU

صورة لمنطقة الذواكر فى البطاقة الرسومية

الـ Memory Bandwidth
هو ناتج عملية حسابية خاصة مُرتبطة بتردد الذاكرة و عرض الناقلال خاص بالذاكرة للبطاقة الرسومية المعروفة باسم Memory interface ووحدة قياسة هي الـ GB/s وتزداد قدرة البطاقة فى Memory Bandwidth اذا كانت تمتلك عرض ناقل كبير مع تردُد ذواكر عالى .


الـ TF 

وهواختصار لكلمة Tera Flops وهو يرمُز الى اقصى قوة حوسبية تستطيع هذة البطاقة الوصول اليها فى الثانية الواحدة فمثلا نجد بطاقة AMD R9-290X الجديدة تصل فى قوتها الحوسبية الى TF 5.6 وهذا معناة ان البطاقة تستطيع تنفيذ عدد 5.6 تريليون تعليمة حسابية في الثانية واحدة من قبل وحدة المعالجة الرسومية وهو رقم ضخم للغاية وكُلما كان مُعدل اداء البطاقة فى الـ TF عاليا كُلما كانت البطاقة قوية حوسبيا .


الـ Texture Fillrate 

هو مُصطلح يرمُز الى عدد الـ Textures التي يتم عمل ريندر لها الي الشاشة و الذي يتم حسابة بال Gigatexel / Sec


الـ Pixel Fillrate

هومُصطلح يرمُز الى عدد الـ Pixels التي يمكن للـ GPU أظهارها علي الشاشة وهى تُقاس Gigapixel / Sec 

الـ Technologys 

وهو كلمة توضح اهم المُميزات التى تحتوى عليها هذة البطاقة الرسومية الجديدة من دعم لمُختلف الخصائص والمُميزات مثل : Dierect X والـ Physx والـ 3D VISION والـ SLi والـ AMD Crossfire والـ Eyefinity والـ Nvidia Surround .
كُل هذة الخصائص المُشتركة تدعُمها البطاقات الرسومية ولكن باصدارات مُختلفة طبقا لنوع الويندوز التى تعمل علية والبطاقة الرسومية التى تستخدمها سواء كانت من AMD او NVIDIA .
نرجو ان نكون استطعنا ان تُعطيكُم اطلاالة سريعة ومُبسطة عن اهم العوامل والمعايير التى يجب مُراعتها عند شراء البطاقة الرسومية الخاصة بك .

Article Tags

Related Posts