افضل محاكي اندرويد لجهاز الكمبيوتر بنظام ويندوز 7

كل ما تريد معرفته عن كارت الشاشة والـ (GPU) وتقنية (GPU Turbo) الجديدة

أصبحت التكنولوجيا هي القوى المسيطرة على العالم الأن، الكل يتحدث بلغة التكنولوجيا حتى أصبح العالم قرية صغيرة، ومن هنا كان التعرف على المصطلحات التكنولوجية أمر ضروري لمواكبة العصر.

خاصة المصطلحات التكنولوجية التي تخص الحاسب الآلي والهواتف النقالة، فالحاسب الآلي أو الهواتف النقالة أصبحوا متواجدين مع الصغار قبل الكبار، ولضرورة السؤال عن كارت الشاشة والــ (GPU) أثناء شراء الحاسب الآلي أو الهواتف النقالة وجب التنويه عن أهميته وأنواعه وأخر إصدراته، عوضاً عن إنه أحد أهم المكونات في هندسة الحاسب الآلي.
ولدخول عالم الحاسب الآلي يجب التفريق بين كارت الشاشة أو بطاقة معالجة الرسومياات وبين وحدة معالجة الرسوميات والتي يطلق عليها (GPU)، وبالتالي معرفة الفرق بين (GPU) و (CPU) لأن الكثير لا يستطيع التمييز بينهم.

تعريف الـ GPU

الـ GPU هى إختصار لجملة (Graphic Processing Unit) ومعناها وحدة معالجة الرسومات، هى عبارة عن دائرة إلكترونية مخصصة لمعالجة كل ما يخص الصور والرسومات الخاصة بالجرافيك عن طريق إنشاء الصور في ذاكرة مؤقتة مخصصة لعرض الصور، وبالتالي هي عنصر ضروري وهام في جميع الأجهزة الإلكترونية التي تتعامل مع الصور والرسومات مثل ( الحاسب الآلي – الهواتف النقالة – أجهزة الألعاب مثل الـ play Station).

ومع التقدم الهائل في التكنولوجيا هذه الأيام تعتبر أجهزة الــ (GPU) وحدة معالجة الرسومات الحديثة أكثر كفاءة وفعالية على العمل لإمكانية تلك الرقاقات الإلكترونية على التعامل مع أكثر من صورة في نفس الوقت فيما يسمي (Parallel Computing) وهو نظام الحوسبة المتوازية الذي يستخدم الكثر من الألجورزمات (Algorithms) لتحقيق تلك النتيجة الفعالة في التعامل مع البيانات.

الحديث عن (GPU) أو وحدة معالجة الرسومات تم تداوله في أواخر الثمانينات قبل أن تقوم شركة (NVIDIA) بالإعلان عن أول وحدة معالجة رسومات في العالم التي أطلق عليها (GeForce 256) .

العمليات المسئولة عنها وحدة معالجة الرسمات

• الحسابات المتعلقة بالرسومات الـ 3D.
• عرض الصور والفيديوهات والصور المتحركة.
• عرض الرسومات الإحصائية.

مما يعني إنها تتعامل مع كل ما يخص الرسومات والصور فقط.

تاريخ الـ GPU

في بداية صناعة الحواسيب كان الـ CPU (Central Processing Unit) ومعناها وحدة المعالجة المركزية، يقوم بأعمال وحدة معالجة الرسومات، ولكن مع تقدم التكنولوجيا ومع تطوير العديد من برامج الجرافيكس وإنطلاق ثورة ألعاب الفيديو كان لابد من إيجاد حل يساعد على عرض الصور بطريقة أسرع عن طريق القيام بالعمليات الحسابية الخاصة بها بصورة أسرع.
ويوجد شركتين يعملان في إنتاج كارت الشاشة وهما (NVIDIA) و(AMD) وبحلول عام 2020 من المتوقع أن تكون (Intel) أحد المنتجين المهمين.
وقد تم إنشاؤها كشرائح أو رقائق منفصلة أول مرة عن طريق شركة NVIDIA في التسعينات ويطلق عليها GeForce 256

مفاهيم خاطئة عن (GPU) و (CPU)

يوجد خلط في فهم بعض المفاهيم مثل GPU والـ CPU، يوجد الكثير من يعتقد أن كلا المفاهيم هي في النهاية تعود لمصطلح واحد أو أن لكل منهما نفس الإستخدام ولكن على العكس فهما قطعتين منفصلتين تماماً ويعتبروا أهم قطعتين في الحاسب الآلي والاجهزة الإلكترونية.

تعريف الــ CPU (وحدة المعالجة المركزية)

الـ CPU (Central Processing Unit) أو وحدة المعالجة المركزية ويطلق عليها أيضاً "عقل الكومبيوتر، وهو واحد من أهم الأجزاء الرئيسية التي يتطلب وجودها في أجهزة الحاسب الآلي والأجهزة الإلكترونية، ويعرف أيضاً بإسم البروسيسور (Processor)، ويتم تعزيزه بواسطة الـ GPU (وحدة معالجة الرسومات).

وهو يحتوي على ملايين القطع من الترانزستور التي تعمل على حل العمليات الحسابية المعقدة وهي تحتوي على الـ (Processing Cores) التي تحتوي على الترانزستور وهي مسئولة عن تنفيذ أكثر من عملية في نفس الوقت، وإستقبال الأوامر تنفيذها (إستقبال المدخلات وتولد المخرجات أو النواتج) بناء على عمليات منطقية تسمي (Processing) أو المعالجة. ومكونات وحدة المعالجة المركزية عبارة عن:

كل ما تريد معرفته عن كارت الشاشة والـ (GPU) وتقنية (GPU Turbo) الجديدة

1. وحدة المنطق الحسابي (Arithmetic Logic Unit) وهي عبارة عن العمليات المنطقية مثل (Not – OR - AND) وهي تقوم بتنفيذ العمليات الحسابية والمنطقية وتعتبر المكون الأساسي والرئيسي في وحدة المعالجة المركزية.
2. وحدة التحكم (Control Unit) وهو الذي يقوم بنقل التعليمات من وحدة المعالجة المركزية إلي باقي الأجهزة مثل أجهزة الإدخال والإخراج والذاكرة.
3. الذاكرة (Memory Unit) للتعامل مع البيانات ونقلها وتخزينها والبيانات التي تتلقاها وحدة المعالجة المركزية بحيث يمكن الوصول إليها بسرعة من خلال الـ RAM (Random Access Memory) وهي الذاكرة قصيرة الأجل.

العمليات المسئولة عنها وحدة المعالجة المركزية

• تلقي التعليمات من المستخدم
• تفسير التعليمات والتعامل معها
• إصدار أوامر إلي كافة أجزاء ومكونات الحاسب الآلي
• التحكم في العنصر الزمني لتدفق البيانات
• تنفيذ جميع الحسابات
• التحكم في تخزين البيانات

وبعد تعريف كلاً من وحدة المعالجة المركزية (CPU) ووحدة الرسومات المركزية (GPU) نستنج أنه:

• وحدة المعالجة المركزية (CPU) تقوم بالكثير من العمليات الحسابية المعقدة.
• وحدة الرسومات المركزية (GPU) مخصصة فقط لعرض الرسومات والصور والتعامل معها.
• إن كلاً من CPU والـ GPU وبعد التقدم التكنولوجي خاصة في مجال صناعة الحواسيب والاجهزة الإلكترونية يستطيعان أن يقومان بالعديد من الوظائف والمهام في نفس الوقت (Parallel computing).
• سرعة الـ GPU أكبر من سرعة الـ CPU.
• الـ CPU تحتاج ذاكرة أكبر من الـ GPU.

أنواع الـ GPU

يوجد نوعين رئيسيين من كارت الشاشة (GPU) هما:

1. كارت شاشة داخلي : هو كارت شاشة رئيسي متواجد بكل حاسب آلي يتواجد داخل (Motherboard) أى اللوحة الأم الخاصة بالحاسوب، وتشارك عقل الحاسب الآلى فى ذاكرة الوصول العشوائية الخاصة به (PC RAM)، ويمكون مناسباً للإستخدام الشخصي البعيد عن التطبيقات التي تتطلب معالجة الصور والفيديوهات.
2. كارت شاشة خارجي : هو كارت شاشة منفصل لا يأتي مع اللوحة الأم الخاصة بالحاسوب وإنما رقاقة منفصلة، لها الذاكرة الخاصة بها والتي تسمى (VRAM) وبهذا لا تستخدم ذاكرة الوصول العشوائية الخاصة بالجهاز الذي تعمل عليه هذه الرقاقة وعادة ما يتم إستخدامها في الحواسيب المحمولة وعلى الرغم من وجود معالج رسومات بالحاسوب إلا أن بعض المستخدمين يحتاجون إلي تعزيز قوة وحدة معالجة الرسومات الخاصة بهم وخاصة المستخدمين الذين يعملون بالمجالات الخاصة بالجرافيكس والديزين ومعالجة الفيديوهات والصورمثل ( Photoshop – Illustrator – InDisign ) وغيرها من البرامج التي تتطلب وحدة معالجة رسوميات ذات كفاءة عالية.

ومن أكثر القرارات البارزة في تلك المجالات هو إعلان شركة "Apple" بدعم كارت الشاشة الخارجي على نظام تشغيل Mac OS.

الشركات المسئولة عن نتاج وحدة معالجة الرسومات (GPU)

معروف عالمياً أن شركة نفيدا (NVIDIA) تنتج الكثير من مكونات الحاسب الآلي خاصة وحدة معالجة الرسومات حيث تعتبر من الشركات الرائدة في صناعتها، ويتم التعاون حالياً مع شركة (NVIDIA) على إنتاج وحدة معالجة رسومات لتستخدم في تطوير تكنولوجيا صناعة السيارات بدون سائق. ومن ثم بدأ في مزاحمتها شركة AMD الرائدة في صناعة الألعاب الإلكترونية.
وحسب التصنيفات في موقع Ranker.com فإن أفضل 10 شركات تقوم بتصميم وحدة معالجة الرسومات:

1. NVIDIA
2. AMD
3. ASUS
4. Intel
5. EVGA.
6. Gigabyte
7. Sapphire
8. Zotac
9. Via
10. Power VR

وبالنسبة للهواتف النقالة بما أن حامليها من الممكن أن يكونوا من هواة الألعاب والتصوير ولذلك يكونوا بحاجة إلي كارت شاشة يتناسب مع إحتياجتهم وذو مواصفات خاصة، ولذلك هناك العديد من الشركات الرائدة في صناعة كارت الشاشة الخاص بالهواتف النقالة ومنها:

• TEGRA

كل ما تريد معرفته عن كارت الشاشة والـ (GPU) وتقنية (GPU Turbo) الجديدة

هذا النوع من كروت الشاشة ينتج من شركة "NVIDIA" وقد يظن البعض أن شركة "NVIDIA" رقم واحد في السوق بالنسبة لوحدة معالجة الرسومات (GPU) الخاصة بالحواسيب الآلية فقط، ولكنها برعت في إنتاج الـ "GPU" الخاص بالهواتف النقالة وأجهزة الإنترنت.ويطلق علي هذا النوع من وحدة معالجة الرسومات إسم "System on Chips" (SoC) بمعني نظام على شريحة إلكترونية، وتمت صناعتها في البداية للعمل داخل مشغل الوسائط، والنماذج الحديثة منها أثبتت كفائتها في تشغيل تطبيقات الألعاب وتطبيقات الوسائط وغيرها دون أن تؤثر على كفاءة الجهاز وتستهلك أقل قدر ممكن من طاقة الجهاز.

• ADRENO

كل ما تريد معرفته عن كارت الشاشة والـ (GPU) وتقنية (GPU Turbo) الجديدة

في البداية كان يطلق عليها إسم " Imageon" بعد أن تم تصنيعها تبع شركة "ATI" حتي 2009 ومن ثم أستحوذت عليها شركة ""Qualcomm وقامت بتطويرها تحت إسم "ADRENO" وتمتلك ADRENO العديد من الإصدارات أفضلهم "ADRENO 420" وأضعفهم "ADRENO 130".

• PowerVR

كل ما تريد معرفته عن كارت الشاشة والـ (GPU) وتقنية (GPU Turbo) الجديدة

PowerVR جزء من شركة " Imagination" التي كان يطلق عليها سابقاً إسم " VideoLogic" وهي شركة مسئولة عن إنتاج السوفت وير والهارد وير الخاص بالجرافيكس والرسومات وتشفير الفيديوهات وفك تشفير الفيديوهات ومعالجة الصور. وكن شركة PowerVR لا تقوم بصناعة الدوائر الكهربية والهارد وير ولكن تقوم بترخيص براءة الإختراع لصالح شركات آخري مثل : ( Samsung – INTEL – NEC – Apple) وغيرها من الشركات.

وهناك العديد من الشركات الرائدة في ذلك المجال، والبعض لم يستطع منافسة شركة "NVIDIA" وتخصص بصناعة الـ "GPU" الخاصة بالهواتف النقالة فقط وتستمر الشركات في المنافسة وتطوير وحدة معالجة الرسومات الخاصة بها من أجل البقاء في الأسواق.

ما هى تقنية GPU Turbo الجديدة

هى عبارة عن تقنية حديثة أطلقتها شركة (Honor) والتي تهدف إلى تحسين كفاءة وحدة معالجة الرسومات حسب إحصائيات الشركة المصنعة بنسبة 60 % بالإضافة إلى خفض إستخدام الطاقة بنسبة 30% وبالتالي سيتم تحسين التجربة الخاصة بالمستخدم أو تجربة ألعاب الفيديو على الهواتف، تلك الألعاب التي كانت تستغل مساحة كبيرة من ذاكرة الهاتف بالإضافة إلي إستهلاك أعلى للطاقة.
وتتعاون شركة (Honor) مع شركة (Huawei) لإنتاج الهواتف المحمولة على إنتاج هواتف تعمل فيها هذه التقنية، وخاصة أن الهواتف المحمولة تواجه العديد من القيود مثل ( الذاكرة – إستخدام الطاقة – درجة حرارة الهاتف ). مما يجعل الهواتف أكثر قدرة على التعامل مع التطبيقات التي تحتوي على قدر كبير من الرسومات والجرافيكس. عن طريق برمجة متقنة للـ GPU بالإضافة إلي إستخدام Cores (نواة تحتوي آلاف الترانزستور تعمل على تحقيق المطلوب) لتحقيق الغاية المطلوبة منها وهي أعلي كفاءة مع أقل إستخدام لطاقة الهاتف.

كل ما تريد معرفته عن كارت الشاشة والـ (GPU) وتقنية (GPU Turbo) الجديدة

والفكرة المماثلة لتلك التكنولوجيا الجديدة "GPU TURBO" كانت من على أرض الواقع وهي "Turbo Charger" وهو شاحن خاص بالسيارات يعمل عن طريق إستخدام إسطوانة تقوم بضخ الهواء إلي محرك إحتراق الوقود فيمد السيارة بالطاقة دون إستخدام أي وقود مما يؤدي إلي توفير الوقود.

وظهرت تلك التقنية في البداية من خلال هاتف Mite 10 وهاتف B20 ، وتدعم تقنية GPU TURBO مبدئياً إثنان من الألعاب المنتشرة هذه الأيام والتي يلعب عيها ملايين الأشخاص يومياً، كما إنها تحتاج تحتاج إلي وحدة معالجة رسومات حديثة وقوية وهما PUBG MOBILE و Mobile Legends: Bang Bang، وسيتم الإعلان عن دعم تقنية GPU TURBO عن المزيد من الألعاب قريباً.

بالإضافة إلي تجربة 4D Games التي توفر على المستخدمين تجربة مميزة للألعاب وألوان وصورة ذات كفاءة عالية. ووضوح أصغر تفاصيل اللعبة واللعب بها كأن المستخدم بداخلها مع إصدار مؤثرات صوتية وإهتزازات لتوفر التجربة الكاملة للمستخدم.

وفي المستقبل ستدعم تفنية "GPU TURBO" خاصية الواقع الإفتراضي من خلال الهاتف النقال، وهي تقنية تحتاج لوحدة معالجة رسومات ذات كقاءة عالية جداً لإنها تمكن المستخدم من عمل جولة في مكان ما وكإنها موجود في ذلك المكان.

مبيعات الـ "GPUs" على مستوي العالم

في عام 2013 تم شحن 438.3 مليون وحدة معالجة رسومات على مستوي العالم، وكانت التوقعات في 2014 تقدر بحوالي 414.2 مليون وحدة معالجة رسومات.

الفرق بين كارت الشاشة (بطاقة معالج الرسوميات) و وحدة معالج الرسوميات (GPU)

هل كارت الشاشة أو كما يطلق عليها بطاقة معالجة الرسوميات هي نفسها وحدة معالجة الرسوميات سؤال بالتأكيد يتردد على ذهن كل من تعمق في موضوع وحدة معالجة الرسوميات والإجابة بالبساطة أن كلاهما منفصل عن الآخر، ولكن لن يعمل أي منهم بدون الجزء الآخر.
وتعتبر وحدة معالجة الرسوميات (GPU) هي نواة كارت الشاشة وروحها ولا يمكن الإستغناء عنها.

مكونات كارت الشاشة (بطاقة معالجة الرسوميات)

• وحدة معالجة الرسوميات (GPU): وهي روح كارت الشاشة بحيث تتعامل مع معالجة الصور ومقاطع الفيديو وهي بدورها تحتوي الآلاف من الدوائر الكهربية التي تقوم بتنفيذ العمليات المنطقية والأوامر الصادرة إليها وتنفيذها بإعلي دقة ممكنة.
• المخارج: لا يتواجد كارت الشاشة بدون أي مخارج مثل مخرج الشاشة وأغلب إصدارات كارت الشاشة الخاصة بالحواسيب الآلية يتواجد بها مخرج للشاشة ولا غني عنه، ومخرج لآلة العرض، وكذلك مخرج للكاميرا والتلفاز والفيديو. ولا يتواجد كارت شاشة بدون مخارج وتختلف من كارت شاشة (بطاقة معالجة رسوميات) لكارت شاشة آخر.
• الذاكرة: وعامل آخر يساهم في زيادة كفاءة كارت الشاشة هو حجم الذاكرة وكلما زاد حجم الذاكرة كلما زادت دقة العروض. وبالتالي يتم التعامل مع كمية أكبر من البيانات في نفس الوقت.

هل يمكن تغيير كارت الشاشة (بطاقة معالجة الرسوميات) الخاص بالحواسيب

يعتمد تغيير كارت الشاشة الخاص بالحاسب الآلي المكتبي والحاسب الآلي الشخصي على:

1. إذا كان كارت الشاشة مدمج باللوحة الأم: يجب أن يتم تغييره من خلال فني متخصص بالحواسيب الآلية وصيانتها لإنه يتواجد باللوحة الأم الخاصة بالحاسب الآلي (Mother Board) ولايمكن التلاعب بها وإلا أدي إلي تلفها.
2. إذا كان كارت الشاشة منفصل: يمكن تغييره بسهولة وترقيته إلي إصدار أحدث أعلي كفاءة.
3. من الممكن عدم البعد عن تغيير كارت الشاشة الداخلي وتعزيزه بكارت شاشة منفصل أعلي كفاءة.

ما يجب مراعته عند شراء كارت شاشة جديد (GPU)

1. يتم شراء كارت شاشة يتوافق مع إمكانيات الحاسب الآلي الذي سوف يعمل عليه.
2. تحدد إستخدامك لكارت الشاشة، إن كان للإستخدام العادي أو ألعاب الفيديو أو البرمجة وإستخدام البرامج الخاصة بالجرافيكس فلكل منهم نوع خاص يعمل بصورة أفضل من أجل المهمة التى صنع من أجلها.
3. مساحة الذاكرة الخاصة بكارت الشاشة.
4. مناسب لفتحات التوصيل المتوفرة فى جهازك مثل HDMI حتي لا تحتاج لشراء واصلة لتوصيل كارت الشاشة بجهازك.
5. الدقة والوضوح Resolution.
6. سرعة كارت الشاشة.

مقال قد يفيدك : الذكاء الاصطناعي وتطبيقاته

تعديل المقال