لايوجد حاسب كومبيوتر خالي من مُشكِلَة عُنُقُ الزُجاجه، فهل واجهتك من قبل ؟ بالتأكيد الإجابه بنعم وإلا لم يكن لديك سببٌ لقرائة هذا المقال، أما إن كانت إجابتك بلا فلابد وأنك لم تُفكر في الأمر مرتين ؟

دائماً ما تسبَبَ لنا المُعالج المركزي في عُنق الزجاجه، دائماً كان هو السبب في تأخير البطاقه الرسوميه عن العمل بأقصى جهد مُمكن لها، ولكن بفضل سعينا وراء البحث والمعرفه تمكنا من شراء المُعالج المركزي القادر على مُساعدة البطاقه الرسوميه للعمل بأقصى طاقه ممكنه لها إلا أن البعض مِنا يرى أن هُنالك نسبه من عُنق الزجاجه ستظل قائمه مهما حاولنا الهروب منها!.

هوس عُنق الزجاجه

تخيل إمتلاكك بطاقه رسوميه مُتوحشه بالمعالجه الرسوميه كمثال على Radeon RX Vega 64 / GTX 1080 Ti فأي المُعالجات المركزيه القادره على مُساعدتك في الهروب من عنق الزجاجه مع هذه البطاقات!، بالتأكيد ستسعين بأحدث وأقوى المُعالجات المركزيه كمثال على مُعالج Core I7-8700K  كي تتأكد من عدم وجود أي نسبة من عُنق الزُجاجه، ولإستكمال مسيرتك قُمت بشراء 32GB DDR4  من سِعة الذواكر العشوائيه.

وعند قيامك لتشغيل لعبة RDR 2 إستطعت تحقيق 100FPS مع هذه المنصه، البطاقه الرسوميه تعمل بكامل طاقتها وكفائتها +99%، تجرِبة اللعبه كانت رائعه وتستحق والأداء كان قوياً ومُستقراً، لا توجد عُنق زجاجه بهذا الشكل. ولكنك قررت شِراء نظام تبريد مائي من أجل كسر سُرعة المُعالج المركزي وتمكنت رفع تردد أنويته إلى 5.0GHz ثم تفاجئت بأنك قادر على تحقيق 106FPS مع نفس اللعبه بالضبط فهل كُنت تُعاني من عُنق زجاجه قبل كسر سُرعة المعالج المركزي ؟

جميعنا على موعد مع عنق الزجاجه

هل إذا بادرنا بشراء مُعالج مركزي كمثال على Core I9 9900K / Ryzen 9 3900X نكون قادرين على تحقيق عدد إطارات أعلى، وماذا عن المستقبل أيضاً ؟، هل سيتواجد مُعالج مركزي قادر على تحقيق 130FPS أو أعلى مع نفس البطاقه الرسوميه التي لدينا؟ الإجابه هي "نعم بالتأكيد" والدليل على ذلك إذا نظرنا إلى مُعالجات الماضي القريب مثل Core I7 4790K  ثم Core I7-6700K  فسنجد أنه مع كل معماريه هندسيه جديده نستطيع تحقيق عدد إطارات أعلى داخل الألعاب بالرغم أنها بطاقه رسوميه واحده ، وتأكد أن نفس الشيء سيحدث مع المستقبل القريب.

وليس فقط ذلك ، بل تخيل قيامك بشراء سعة الذواكر العشوائيه التي تعمل بتردد 2400MHZ ثم فكرت بإقتناء التي تعمل منها بتردد 3600MHz فهل وجدت فارق بالأداء ؟ الإجابه هي "نعم"، وماذا عن حلول التخزين فهل تلعب دوراً في الأمر؟

ببساطه شديده "كُلما حاولت الهروب منها كُلما واجهتها أكثر وكُلما فكرت فيها زيادةً  كُلما وجدتها لديك بالفعل". فكر بالبِطاقات الرسوُميه التي تخرُج على هّيئة عدة طرازات مُتنوعه لنفس المُعالج الرسوُمي الواَحد ، فأحدهما تأتي بتردد نواة المُعالج الرسومي الذي يعمل بِسُرعِة 1860MHz والأخرى بتردد 1940MHz والاخيره بتردد 2040MHz وكلما كانت أسرع إستطعت من تحقيق عدد إطارات أكبر ، فهل البطاقه الإلكترونيه PCB تُشكِل عُنق زجاجه للمعالج الرسومي !؟

مشكلة عنق الزجاجه بالهاردوير لها أشكال عديده

فلم تعُد تقتصر مُشكلة عُنقُ الزُجاجه على المعنى الحرفي الدالّ على إختناق المُعالج المركزي بالبيانات بنسبة 100% فحسب ، وإنما كُلما إستطعت شراء قطعة هاردوير أحدث وأسرع من السابقه وتمكنت بسببها من تحقيق نتائج أعلى بالأداء فهذا يعني أنك تخلصت من نِسبة عُنُقُ زُجاجه جديده. البطاقه الرسوميه ليست إستثناءاً - فكلما تمكنت من شراء بطاقه رسوميه أقوى من السابقه التي كانت لديك وحققت بها نتائج أعلى بالأداء مع باقي نفس مواصفات الحاسب فهذا يعني أنك تخلصت من عُنق زجاجه جديد.

و لكن تحديداً لكون البطاقه الرسوميه هي المسؤوله بالمقام الأول عن المعالجه الرسوميه داخل الألعاب فنحاول دائماً أن نُلبي مُتطلباتها من باقي أجزاء الهاردوير كي تعمل بكامل طاقتها ولأننا في الماضي كثيراً ما أهملنا قدر المُعالجه المركزيه وربما العديد من تجاربنا الأولى لم تكُن على درايه كامله حول أهمية المُعالج المركزي للألعاب سواء هو أو الذاكره العشوائيه.

بالرغم أن هُناك نواة معالجه مركزيه أسرع عن غيرها وقادره على تحقيق عدد إطارات أعلى داخل الألعاب وهذه الحاله تُعتبر المفهوم العام والأكثر دقه لعُنُقُ الزُجاجه إلا أننا لا يجب أن نعتبرها مشكلة قائمه بالمعني الحرفـي. فإذا نظرنا لهذا الأمر بنفس هذا الشكل الحرافي فسنجد العديد من أجزاء الهاردوير لدينا تتسبب في عُنُقُ زُجاجه ، تلك الأمور بسيطه مثل : أفضل لوحه أم في كسر السرعه ، أسرع بطاقه رسوميه في التردد ، أسرع وحدة تخزين مُخصصه للألعاب ، ذواكر الوصول العشوائيه القابله لكسر السرعه الأعلى – جميعها نقاط لا يُنظَرُ إليها إلا بِمُسابقات كسر السرعه التنافسيه ولِأنها ليست ضروريه للمُستخدم العادي أو حتى هواة الألعاب والحماسيين مِنهمُ.

إذن متى يستحق الأمر الإهتمام حقاً ؟

عندما لا نتمكن من رؤية قُدرة البطاقه الرسوميه على العمل بكامل طاقتها داخل الألعاب "+99%" فهذا دليل على عُنق زجاجه، على سبيل المثال تبدأ في رؤية النسبه الخاصه من إنشغال المُعالج الرسومي بتحميل البيانات "Core GPU Load" دائماً أقل من 80% أو 70% ، فهذا يعني مواجهتك لمشكلة عنق زُجاجه. ولكن إنتظر لحظه، فليست دائماً النسبه القليله من إنشغال المُعالج الرسومي بتحليل البيانات دليل على وجود عُنق زجاجه.

فأحياناً توجد بالألعاب فترات زمنيه ومشاهد رسوميه لا تستحق كامل جُهد نواة المُعالج الرسومي ، ولِكَونَ المُعالج الرسومي يحتوى على الألاف من الأنويه فهو ليس في حاجه لتنشيط جميع هذه الأنويه بداخل تلك المشاهد الرسوميه البسيطه. أحد الأسباب الأخرى من نسبة تحميل المُعالج الرسومي القليله هو تفعيل تقنية V-Sync من داخل قائمة إعدادات فيديو الالعاب وهي المسؤوله عن مُعالجة مُشكلة تمزيق الصوره وتثبيت عدد الإطارات التي ينبغي على المُعالج الرسومي مُعالجتها عند 60FPS إطار فقط وهي تُعتبر إحدى أهم مميزات إستقرار الأداء وإعتدال مشاهد الرسوميات وتقليل جُهد المُعالج الرسومي الفائض عن الحاجه.

الأمر يستحق الإهتمام حقاً عندما نُلاحظ هبوط كبير من نسبة تحميل المُعالج الرسومي وفي نفس ذات الوقت إمتلاء خيوط المعالج المركزي بالبيانات بنسبة 100% ، أو تُلاحظ إستخدام لكامل سعة الذواكر العشوائيه أو سُرعة عمل وحدات التخزين بنسبة 100% ، ففي هذه الحاله إن لاحظت هبوط ملحوظ في نسبة "تحميل المعالج الرسومي Core GPU Load" وبنفس الوقت تدني مستويات الأداء وبُطىء في المشاهد الحركيه داخل الألعاب فهذا يعني مُشكلة عنق زجاجه بالمعنى الحرفي.

المُعالجات المركزيه القويه التي تبدأ مع Core I5-SKUs / Ryzen 5-SKUs قادره على تمكين مُستخدميها بالهروب من مُشكلة عنق الزجاجه حتى وإن كانت لديهم أقوى البطاقات الرسوميه ، والفضل يرجع لتقنية V-Sync المسؤوله عن تثبيت عدد الإطارات التي ينبغي على المُعالج الرسومي مُعالجتها وطلب بياناتها من المُعالج المركزي بنسبة 60fps فقط، بمعنى آخر أنها تتسبب في تقنين جُهد كلٍ من المُعالج المركزي والرسومي. ولكن إن كُنت من مُلاك الشاشات صاحبة معدل التحديث الأسرع أو الشاشات عالية الدقه وأبعاد العرض الواسع فيجب أن تمتلك منظومه كامله من القوى المُسيطره على أساليب المُعالجة وطُرق إنتقال تفاصيل البيانات بين جميع أجزاء الهاردوير.

في الواقع السبب من وجود المُعالجات المركزيه القويه في عالم الألعاب هو شاشات الأبعاد الضخمه ولكن هذه الشاشات تتسبب غالباً في إختناق المُعالج المركزي حتى القوي منها ، والسبب في ذلك هو مُطوري الالعاب أنفسهم في تحديدهم لِقُدرات مُعالجة بيانات اللعبه من خلال عدد أنويه قليله جداً بينما تبقى بقية أنوية المُعالج المركزي الأُخرى في حالة خمول تام. لهذا السبب نبحث غالباً عن تردد عمل النواه الأسرع بالمُعالجات المركزيه لكي يكون لديها القُدره على إنهاء تحليل أكواد ورموز بيانات الألعاب وإرسال نتائج معلوماتها إلى البطاقه الرسوميه في فترات زمنيه أسرع وبهذا الشكل نتمكن بالهرب من عنق الزجاجه.

العديد من أشكال عُنُقُ الزُجاجه التي لا تستحق إهتمامناً…

أعتقد أن هناك مجموعه كبيره من العوامل والإحتمالات التي إحتويناها اليوم، ومن ناحيةٍ أُخرى هناك عدد من الإحتمالات التي لم ندخل في تفاصيلها وقادره أيضاً على أن تتسبب في نسبة عُنُقُ زجاجه لنُظم حواسبنا ، فتذكر أن هبوط نسبة إنشغال وتحميل المُعالج الرسومي "GPU Core Load" عن +99% لا تعني بالضروره عن وجود عُنق زجاجه ، فعند رؤية نسبة 80% أو حتى أقل منها لا تفزع، وإنما هذا يعني عدم تنشيط جميع أنوية المُعالج الرسومي لعدم وجود ما يستحق تنشيطها وإنشغالها بإكمل طاقتها.

تذكر أيضاً أن نسبة إنشغال وتحميل GPU Core Load بنسبة +99% لا تعني دائماً إنشغال كامل أنوية المُعالج الرسومي بالمُعالجه ، والدليل على ذلك هناك بعض الألعاب التي تتسبب في إستهلاك المُعالج الرسومي للطاقه بقيمة 40W ويكون فيها المُعالج الرسومي دائماً بحاله +99% بينما بعض الألعاب الأخرى التي تتسبب للمُعالج الرسومي في إستهلاك 220W ويكون فيها أيضاً +99%.

في الواقع النوع الثاني من هذه الألعاب التي تفرض إستهلاك منسوب كبير من طاقة المُعالج الرسومي هي أفضل البراهين والأدله التي يُمكن الإعتماد عليها، فهي الألعاب التي تحتوي على المشاهد الجرافيكيه الثقيله والبيانات الكثيفه التي تتسبب للمعالج الرسومي في العمل بأقصى طاقته وإستخراج كل ما لديه من قوه، مثل بعض برامج وأدوات إختبار إستقرار عمل البطاقه الرسوميه بعد عمليات كسر السُرعه كبرنامج 3DMARK / UNIGINE HEAVEN وغيرهم ولكن هذه هي أفضل الوسائل للتأكد من وجود عنق زجاجه تستحق النظر إليها أم عدم وجودها.

إن كانت لديك مشكلة عنق زجاجه واضحه وجليه مثل الحالات التي تحدثنا عنها بالموضوع فشاركنا إياها ، ربما نتمكن في مُساعدتك على الهروب منها بأفضل شكل ممكن.