الرئيسية المقالات

إلي أي مدي يكافئ جهاز Xbox Series X الحاسب الشخصي PC؟

تقنيات RTX تصل الي أجهزة المنازل!

أخيرا عرفنا المواصفات الكاملة لجهاز الألعاب المنزلي الجديد Xbox، والذي يسمي Series X. وهي مواصفات قوية للغاية، فعلي العكس من جهاز Xbox One الخاص بالجيل الحالي، والذي أتي بموصافات تقنية متواضعة في زمنه، فان جهاز الجيل القادم Xbox Series X يرفع سقف طموح المواصفات التقنية عاليا للغاية.

لكن إلي أي مدي يكافئ جهاز Xbox Series X الحاسب الشخصي؟ هل قضي جهاز Series X علي الحواسيب الشخصية ذات الفئة العليا أو الوسطي؟ دعونا نحكم ونقيس.

المعالج المركزي CPU:

بدءا ذي بدء، سيأتي الجهاز بمعالج مركزي من طراز Ryzen 3700X بعدد 8 نواة و 16 مسار معالجة .. لكنه سيعمل بتردد منخفض، ففي حين يعمل 3700X بتردد 4.0GHz علي كل الأنوية، وتردد 4.4GHz علي النواة الواحدة، سيأتي معالج جهاز Xbox بتردد 3.6GHz فقط علي كل الأنوية، يأتي معالج Xbox أيضا بحجم أقل للذاكرة المساعدة من المستوي الثالث L3 Cache .. مما يعني أن أداؤه سيكون أقل من 3700X بنسبة تتراوح ما بين 15% الي 20% علي الأقل، مما يعني أن من يمتلك هذا المعالج أو ما هو أعلي منه (مثل 3800X و 3900X و 3950X) من AMD أو (9900/9900K) من Intel سيكون في أمان تام.

المعالج الرسومي GPU:

سيأتي الجهاز بمعالج رسومي من شركة  أيضا AMD، بمعمارية جديدة، وهي معمارية RDNA 2، وهي معمارية البطاقات الرسومية القادمة من AMD، والتي تختلف عن معمارية RDNA 1 في بطاقات RX 5000 الحالية.

سوف يأتي معالج Series X الرسومي بعدد 3328 نواة (مركزين في 52 وحدة معالجة CU) .. بتردد 1825MHz، ويضمن هذا أن يأتي المعالج بأداء يفوق بطاقة RX 5700XT (التي تحوي 40 وحدة معالجة CU وتعمل بنفس التردد) بنسبة 33% تقريبا، مما يضع معالج الجهاز الرسومي في مصاف بطاقات RTX 2080 و RTX 2080 Super من NVIDIA من ناحية القوة الحوسبية، مما يعني أن أصحاب هذه البطاقات فقط هم من سيكونون في أمان، اضافة الي أصحاب بطاقات 2080Ti و Titan RTX.

لكن القوة الحوسبية وحدها لا تحدد أداء البطاقة الرسومية، فالذاكرة بداخل جهاز Series X هي ذاكرة GDDR6 بسعة تبادل بيانات bandwidth بقدرة 560GB في الثانية، لكنها قدرة مشتركة بين المعالج الرسومي والمركزي، مما يعني أن الطرفين سوف يتنافسان معا علي سعة تبادل البيانات، وهو تنافس شديد للغاية بالمناسبة، ويعني أن كل طرف منهما سيحصل علي قدر أقل من الـ 560GB المتاحة، بحسب ظروف كل منهما. قدرة المعالج الرسومي GPU للوصول للبيانات تنخفض بشدة اذا كان هناك تنافس مع المعالج المركزي CPU. هناك ما هو أسوأ أيضا، جزء من ذاكرة جهاز Series X (حوالي ثلث الذاكرة) يعمل بسعة تبادل منخفضة تبلغ 336GB/s.

علي الناحية الأخري نجد أن بطاقة RTX 2080 وحدها لها 448GB في الثانية من سعة تبادل البيانات bandwidth مخصصة لها فقط لا يشاركها فيها أحد، أما بطاقة RTX 2080 Super فلها 495GB في الثانية من سعة التبادل لها وحدها فقط. الأمر الذي يعني في النهاية أن أقصي طموح لمعالج Series X الرسومي هو الوصول لأداء بطاقة RTX 2080، اذا توفرت الظروف الموائمة.

الخصائص الرسومية Graphical Features:

لكن هذا ليس سلاح Series X الوحيد في القوة الرسومية، فبفضل معمارية RDNA 2 الجديدة من AMD، فإن المعالج الرسومي لجهاز Xbox سوف يحوي الكثير من مزايا معمارية بطاقات 2000 RTX -بعد عامين من انطلاقها- وهو الأمر الذي يعني أن جهاز Xbox Series X سيحقق الكثير من الانجازات البصرية والأدائية التي تمتعت بها بطاقات RTX 2000 طوال العامين المنصرمين، وسوف يحمل معالج Series X هذه الخواص من خلال دعمه بشكل كامل للتحديثات الأخيرة لمكتبة DirectX 12 علي الحاسب الشخصي PC.

تسريع تتبع الأشعة Ray Tracing من خلال وحدات تتبع الأشعة:

سوف يدعم معالج Series X الرسومي آخر اصدارات DirectX 12 وهي مكتبة DXR وتتبع الأشعة Ray Tracing، بعدما دعمت شركة Microsoft التقنية في مكتبة DirectX 12 من خلال تحديث DirectX Ray، أو ما يسمي اختصارا DXR.

و بعدما خوت مكتبة DirectX 12 من اية تحسينات بصرية ذات أهمية، أصبحت الآن صاحبة ما يعد أهم ترقية رسومية في العقد الأخير كله، بل وربما منذ اختراع الرسوم ثلاثية الأبعاد نفسها. فمن خلال تقنية تتبع الأشعة ستستطيع اللعبة رسم مؤثرات اضاءة فائقة الجودة، تحاكي العالم الحقيقي، وتستطيع رسم عدد أكبر من الظلال بوضوح حقيقي، ومحاكاة كاملة لسقوط الظل لأصغر التفاصيل في المشهد.

وفوق كل ذلك تسمح تقنية تتبع الأشعة برسم مؤثرات رسومية غير ممكنة بأي تقنيات أخري سابقة او مكتبات رسومية سابقة، مثل الانعكاسات الحقيقية الكاملة والمحاكية للواقع، ومثل الظلال الشفافة ومثل الأسطح الشفافة العاكسة، وغير ذلك العديد من المؤثرات الاخري.

ظهرت تقنية تتبع الأشعة أول ما ظهرت مع بطاقات RTX 2000 من NVIDIA، وعملت التقنية علي وحدات خاصة لتسريع تتبع الأشعة داخل بطاقات RTX 2000، وقد ضمن لها هذا أداء سريعا، وسوف تحوي معمارية RDNA 2 من AMD (ومعالج Xbox Series X الرسومي بطبيعة الحال) أنوية تسريع لتتبع الأشعة، وهو ما يعني أن تتبع الأشعة علي جهاز Xbox سيكون ذا أداء ومظهر رسومي جيد.

وهو ما تمثل في استعراض Microsoft للعبة MineCraft المحدثة بشكل شامل بتتبع الأشعة Ray Tracing، وهي تعمل بشكل كامل علي جهاز Series X .. معطية جودة رسومية أفضل بشكل هائل من ناحية الاضاءة والظلال والانعكاسات .. ومعطية نفس المظهر الذي ظهرت به اللعبة علي بطاقات RTX.

سوف يكون نظام تسريع تتبع الأشعة في Series X معتمدا علي أنوية تسريع موجودة في معالجات AMD الرسومية، ما طبيعة هذه الأنوية، وهل هي مستقلة ومخصصة لتسريع الأشعة فقط، أم مشتركة مع وحدات أخري، هو أمر لا نعلمه بعد. لكن ما نعلمه يقينا أن أداءها سوف يكون أقل من أداء بطاقات RTX في تتبع الأشعة.

من ناحية الأداء فإن اللعبة كانت تعمل بدقة وضوح 1080p، وبسرعة عرض تتراوح ما بين 30 صورة في الثانية fps الي 60 صورة في الثانية علي جهاز Series X، وهو معدل أقل بوضوح من بطاقات RTX، وهو ما قد يعطينا لمحة عن مدي قوة نظام التسريع لدي بطاقات AMD المعتمدة علي معمارية RDNA 2، لكن لا تزال هناك احتمالات قائمة بالمزيد من التحسن في الأداء.

 

تسريع معالجة الذكاء الاصطناعي DirectML:

تسلمت مكتبة DirectX 12 تحديثا يضيف لها امكانية استغلال الذكاء الاصطناعي Artificial Intelligence والتعلم العميق Machine Learning في رسوم الألعاب .. ولقد سمت Microsoft التحديث باسم DirectX Machine Learning أو DirectML اختصارا. ومعالج Xbox Series X الرسومي يدعم هذا التحديث بشكل كامل.

وقد أوضحت Microsoft أوجه استغلال الذكاء الاصطناعي في رسوم الألعاب من خلال شراكتها مع NVIDIA، عندما قامت بعمل استعراضات لاستخدام الذكاء الاصطناعي في تعظيم دقة عرض الألعاب Resolution UpScaling، وفي القضاء علي التعرجات Aliasing في الرسم باستخدام الذكاء الاصطناعي أيضا.

مقارنة بين تعظيم الصورة بدون الذكاء الاصطناعي (الي اليمين) وباستخدام الذكاء الاصطناعي من خلال DirectML (الي اليسار)، لاحظ فارق الوضوح

مع استخدام الذكاء الاصطناعي (اقصي اليمين) فان التعرجات في الرسوم تكون أقل .. 

مع استخدام الذكاء الاصطناعي (اقصي اليمين) فان التعرجات في الرسوم تكون أقل .. 

يستطيع تحديث DirectML العمل علي أي بطاقة رسومية تدعم DirectX 12، لكن الاستفادة منه في تسريع الأداء لن تتحقق الا علي بطاقة رسومية بها وحدات ذكاء اصطناعي مخصصة، مثل بطاقات RTX من NVIDIA. والتي تحوي وحدات تسريع مخصصة باسم Tensor Cores. وهي البطاقات الوحيدة التي تدعم هذا التسريع حاليا.

ولقد استفادت NVIDIA من وحدات التسريع خاصتها في عمل تقنية خاصة بها لرفع دقة عرض الألعاب باستخدام الذكاء الاصطناعي وتعلم الآلة العميق، حيث تعمل اللعبة مثلا بدقة 1440p، ثم تقوم وحدات الذكاء الاصطناعي برفع دقة العرض الي 4K، بجودة صورة 4K الكاملة، لكن بأداء 1440p، وقد أطلقت NVIDIA علي هذه التقنية اسم DLSS، أو Deep Learning Super Sampling. يتم تسريع عمل هذه التقنية علي وحدات الذكاء الاصطناعي للحصول علي أداء جيد للعملية كلها دون التأثير علي أداء البطاقة الرسومية في العمليات الرسومية الأخري.

سوف يدعم المعالج الرسومي لجهاز Series X أساليب التعلم العميق والذكاء الاصطناعي أيضا، لكنها لن تتعرض للتسريع علي وحدات مخصصة مثل NVIDIA، بل ستعمل علي أنوية المعالج الرسومي العمومية CUs .. مما يعني أنها ستوفر أداء أقل من بطاقات RTX في رفع دقة العرض، وستتداخل مع أداء المعالج الرسومي في العمليات الرسومية الأخري، لذا فان استخدام المطورين لها سيكون حذرا وبعد عمل الموازنات والمواءمات اللازمة كي لا تسحب قوة حوسبية من مجالات رسومية أخري.

تسريع رسم المشاهد من خلال معدل الرسم المتغير Variable Rate Shading:

تحديث جديد أخر تعرضت له مكتبة DirectX 12 هو تقنية الرسم ذو المعدل المتغير، Variable Rate Shading وتختص برفع أداء اللعبة في عدد من المشاهد عن طريق اختصار الرسم المبذول بما لا يضر بجودة الصورة. ولقد دعمت Microsoft هذه التقنية في آخر اصدار من مكتبة DirectX 12 .. وأطلقت الشركة عليها نفس الاسم Variable Rate Shading أو VRS اختصارا (بمعني معدل الرسم المتغير). ويدعم المعالج الرسومي لجهاز Series X هذه التقنية أيضا.

ويختص معدل الرسم المتغير بتقليل العمليات الحسابية علي الرسوم الثابتة في المشاهد .. فبدلا من أن يضيع المعالج الرسومي وقته في عمل عمليات حسابية معقدة علي أجزاء ثابتة من المشهد، مثل حائط أو سماء، فانه يختصر من رسم تلك الأجزاء، ويقوم بتركيز جهده علي الأجزاء التي تتغير في المشهد. فهي التي تحتاج عمليات حسابية معقدة.

وبسبب الاختصار في العمليات الحسابية علي الأجزاء الثابتة في المشاهد، فان البطاقة الرسومية تحصل علي أداء أعلي في تلك المشاهد، دون التضحية بجودة الصورة أو التأثير بالسلب علي جودة الرسوم.

وبشكل عام، فان التقنية تساعد بشدة في دقة وضوح 4K، ويظهر تأثيرها في زيادة الأداء كأوضح ما يكون علي هذه الدقة تحديدا، خصوصا مع البطاقات الرسومية الوسطي مثل RTX 2060 مثلا،  وقد وضعت NVIDIA مقارنات عديدة أوضحت كيف تكتسب بطاقة RTX 2060 ما يماثل نسبة 15% من الأداء الاضافي مع تشغيل التقنية.

وطبقا لاختبارات 3D Mark القائم علي مكتبة DX12، فإن نسبة زيادة الاداء المستخرجة من خلال التقنية تصل الي 50% علي بعض البطاقات الرسومية، وهي نسبة هائلة وذات فائدة جمة، خصوصا لتلك البطاقات ذات القدرة الضعيفة. وتنتوي Microsoft استغلال هذه النسبة جيدا في رفع أداء الألعاب علي جهاز Series X لتقترب من معدل 4K و 60fps بشكل دائم.

تسريع رسم المجسمات Mesh Shading:

تمكن تقنية تسريع رسم المضلعات أو المجسمات Mesh Shading البطاقة الرسومية من رسم عدد هائل من الأجسام علي الشاشة دون تأثير كبير علي الأداء .. عن طريق نقل عبأ بدأ رسم هذه الأجسام من المعالج المركزي CPU الي المعالج الرسومي GPU.

وبعد أن كان رسم المضلعات يعتمد فقط علي سرعة وحدات التنقيط Raster Units ووحدات الترصيع Tessellation Units  في المعالج الرسومي وفقط، فان تقنية تسريع رسم المضلعات Mesh Shading تتيح استخدام أنوية المعالج الرسومي العادية كلها جنبا الي جنب مع الوحدات السابقة لتسريع عملية الرسم عدة أضعاف. الأمر الذي يمكن المعالج الرسومي من رسم الاف الاشكال ذات التفاصيل الدقيقة والمرصعة Tessellated في كل مشهد دون انخفاض كبير في أداء اللعبة.

المعمارية الوحيدة التي تدعم تقنية تسريع رسم المضلعات حاليا هي معمارية Turing، أساس بطاقات RTX. ومع تحديث مكتبة DirectX 12 الأخير أصبحت هذه التقنية مدمجة رسميا في المكتبة .. ويستطيع مطوري الألعاب دعمها رسميا واستخدامها في الألعاب بسهولة شديدة، واستغلال بطاقات RTX الي الحد الأقصي، عن طريق رسم مشاهد معقدة رسوميا.

وتتوفر قدرات تسريع رسم المجسمات Mesh Shading مع معالج Series X الرسومي ومعمارية RDNA 2، مما يعني أنه سيتوفر لهما قدرات رسومية هائلة ستتمتع بها ألعاب الجيل الجديد.

ولقد استعرضت NVIDIA هذه التقنية في استعراض صغير لها علي بطاقات RTX، في الاستعراض يتم رسم الالاف من الكويكبات والنيازك ذات التفاصيل الدقيقة علي المعالج الرسومي GPU دون أن تنخفض سلاسة العرض وعدد الاطارات الي الحد الأدني كما هو معتاد في الألعاب.

تسريع رسم الخامات Texture Space Shading:

تتيح تقنية تسريع رسم الخامات Texture Space Shading للبطاقة الرسومية رسم الخامات والاكساءات Textures بشكل أسرع مما كان متاحا من قبل. فبدلا من رسم الخامات Textures كل مرة لكل صورة أو اطار جديد، ستتيح التقنية استخدام الخامة المرسومة مرة واحدة فقط لكل الاطارات الجديدة، بمعني آخر فان المعالج الرسومي يرسم الخامة لأول مرة وفقط، ثم يعيد استخدامها عددا كثيرا من المرات، مما يتيح للمطور رسم عدد ضخم من الخامات Textures في كل مشهد، دون القلق من أن يؤثر ذلك علي الأداء.

تتيح التقنية أيضا توفير استهلاك الذاكرة الرسومية VRAM، عن طريق اختيار الاكساءات المطلوبة فقط وتحميلها في الذاكرة الرسومية وقت الحاجة، بدلا من تكديس كافة الاكساءات في الذاكرة الرسومية.

المعمارية الوحيدة التي تدعم تقنية تسريع رسم الخامات حاليا هي معمارية Turing، وهي معمارية بطاقات RTX، ومع التحديث الأخير لمكتبة DirectX 12 أصبحت هذه التقنية مدمجة رسميا في المكتبة. ولقد أصبح المعالج الرسومي الخاص بجهاز Series X يدعم هذه التقنية أيضا مع دعم معمارية RDNA 2 لها.

باختصار، لقد وصلت ترسانة تقنيات RTX الي أجهزة المنازل أخيرا، لكن بقدرات متفاوتة، وبمقارنة سريعة بين خصائص معالج Series X الرسومي وبطاقات RTX، فاننا نجد أن:

-معالج Xbox Series X أقل سرعة في تتبع الأشعة Ray Tracing
-معالج Xbox Series Xأقل سرعة في استغلال الذكاء الاصطناعي AI & Machine Learning
-معالج Xbox Series X له نفس القدرة علي استغلال معدل الرسم المتغير Variable Rate Shading
-معالج Xbox Series X له نفس القدرة علي استغلال تسريع رسم المجسمات Mesh Shading
-معالج Xbox Series X له نفس القدرة علي استغلال تسريع رسم الخامات Texture Space Shading

أي أن جهاز Series X سيكون أكثر بطءا في خاصيتين من أصل خمسة، لكنه سيستغل كافة هذه الخصائص في الوصول الي أقصي أداء ممكن، وبما أن معمارية بطاقات RTX تتشارك معه في كل شئ، بل وبأداء أعلي، فان هذا الاستغلال سوف ينتقل الي بطاقات RTX أيضا بدوره. وهو أحد الأسباب المهمة التي تحدثنا عنها في ضرورة الاعتماد علي بطاقات RTX وحدها عند بناء أي حاسب شخصي في الفترة ما بين 2018 و 2020.

منظومة التخزين Storage:

سوف يستخدم جهاز Series X وحدة تخزين من طراز SSD فائقة السرعة، بمعدل قراءة وكتابة يصل الي 2.5 جيجابايت في الثانية، وهو معدل متوسط بالنسبة الي وحدات التخزين الكثيرة علي الحاسب الشخصي، والتي تصل سرعتها الي 4 جيجابايت في الثانية أو الي 5 جيجابايت في الثانية و 7 جيجابايت في الثانية كذلك!

ومن المعروف أن انتزاع البيانات من وحدات الـ SSD ذات السرعات العالية يتطلب دوما قدرات عالية من المعالج المركزي، الذي يكون مشغولا بتكريس أنويته للبحث عن البيانات واستخراجها بسرعة .. مما يعني أن سرعة انتزاع البيانات سوف تكون محدودة بمدي مشغولية معالج Series X المركزي.

لكن Microsoft ستعتمد علي اضافة أخيرة الي DirectX 12 لتغير من هذا الوضع تماما وتضمن أقصي سرعة متاحة من وحدة التخزين، هذه الاضافة تسمي باسم DirectStorage، وهي مخصصة لتخفيض استهلاك المعالج المركزي CPU الي الحد الأدني اثناء انتزاع البيانات من وحدة التخزين، بحيث لا نحتاج حتي الي استهلاك عُشر نواة واحدة من المعالج المركزي.

سوف يأتي هذا التحديث الي الحاسب الشخصي و Windows 10 قريبا، وهو الأمر الذي سيجعل امتلاك وحدة تخزين SSD علي الحاسب الشخصي للعب الألعاب شيئا ضروريا وربما إلزاميا في المستقبل القريب. نتوقع أيضا صدور وحدات تخزين SSD جديدة علي الحاسب الشخصي بمعدلات سرعة عالية مخصصة للاعبين.

يستخدم جهاز Series X أيضا ذاكرة مؤقتة RAM بسعة 16GB مشتركة بين المعالج المركزي CPU والمعالج الرسومي GPU، مما يعني أن الحجم المتاح لأي منهما سوف يكون أقل بوضوح من 16GB، في الأغلب سنجد أن الذاكرة المتاحة للمعالج الرسومي سوف تكون في حدود 12GB، أو ما هو أقل، بينما سيتاح الباقي ~4GB للمعالج المركزي CPU.

وبشكل عام فإن حاجة جهاز Series X لمساحة ضخمة من الذاكرة المؤقتة لن تكون ضرورية، بسبب تقنيات تحميل الاكساءات المرغوبة، وتقنيات وحدة الـ SSD التي ستوفر كثيرا في استهلاك الذاكرة المؤقتة. وينطبق هذا الأمر أيضا علي الحاسب الشخصي PC.

الخلاصة:

كي تمتلك حاسبا شخصيا يكافئ جهاز Series X أو يتفوق عليه بنسبة 10%، فإنك تحتاج الآتي:
-معالج AMD Ryzen 3700X أو ما هو أعلي، من جهة Intel فأنت تحتاج الي معالج i9 9900 أو ما هو أعلي.
-بطاقة رسومية من فئة RTX 2070 Super أو RTX 2080 فما هو أعلي.
-ذاكرة مؤقتة RAM بسعة 16GB علي الأقل، ومن فئة DDR4 وبسرعة 3000MHz أو ما هو أعلي، يفضل 20GB أو 24GB بالطبع لضمان أية حالات مستقبلية، لكن 16GB ستكفي كحد أدني.
-وحدة تخزين  SSD بسرعة قراءة وكتابة 3 جيجابايت في الثانية فما أعلي.

وهو ما يضع جهاز Series X بسهولة في مصاف أجهزة الحاسب الشخصي العليا لعام 2019، بالطبع لنا أن نتقين أن كل هذه المواصفات ستصير مواصفات وسطي مع اصدار بطاقات RTX 3000 والمثيل لها من AMD مع معالجات Ryzen 4000 في نهاية هذا العام. لذا فاننا ننصح بأن ينتظر مستخدمي الحاسب الشخصي PC حتي وقت صدور هذه القطع قبل الشراء.