العلم زين فكن للعلم مكتسباً وَكُنْ لَهُ طالبا ما عشْتَ مُقْتَبِسا . لا شك ان العلم نور لصاحبه في كل المجالات، وفي مجال مثل التقنية فلا شك أن التعلم المستمر والفهم الدؤوب على أقل تقدير للأساسيات التي تقوم عليها التقنية لهي أمر ضروري وحيوي لأي شخص يخاف على نفسه وطأة الجهل الذي قد يودي بماله في مهب الرياح. وأنا هنا أتحدث بالطبع عن الجهل المنتشر بين أواسط المستخدمين للحواسيب في العالم بشكل عام، وفي مجتمعاتنا بشكل خاص. فعلى سبيل المثال لا الحصر، قد تجد أحدهم حتى يومنا هذا يصدق تخاريف التجار التي ينشرونها لإعطاء لمعان زائف للمنتجات التي يبيعونها، كأن تجد أحدهم مثلاً يقول لك أن هذه البطاقة الرسومية تتمتع بذاكرة تصل حتى 20 جيجابايت أو تتمتع بسرعة الضوء وغيرها من الخرافات العقيمة. وكمحاولة لمواجهة هذا الفهم الخاطئ وتزويد المشاهد بالمعلومات التقنية اللازمة، سنقوم بعمل سلسلة من المواضيح التعليمية جملة وتفصيلاً، نبدأها بأول مجموعة من المواضيع وهي سلسلة مصطلحات تقنية.ومصطلح اليوم ما هو عرض النطاق الترددي أو Bandwidth

سنحاول في هذه المواضيح توضيح اللبس الحاصل وتزويد القارئ بالمعلومات التي يحتاجها عن الكثير من المصطلحات التقنية التي قد يراها بشكل يومي، نحن هنا نتحدث عن المستخدم التقليدي والمستخدم المتقدم بل وذو المعرفة الأوسع أيضاً. سنحاول توضيح المصطلحات ببعض التفاصيل أيضاً في نفس المواضيع بحيث تكون مُلائمة لكافة القُرّآء، فهناك من يحب التفاصيل والتعلم لأي غرض كان، وهناك من يُريد الخُلاصة. لذا سنقوم في البداية بشرح كل مصطلح تقني أو مبدأ بشكل شامل سريع ومُبسّط، ومن ثم نسترسل في بعض التفاصيل التي سنحاول جعلها بسيطة بقدر المستطاع بدون الإسهاب في معلومات تخص المختصين أكثر أو دارسي علوم الحاسوب. لذا وبدون المزيد من الحديث الذي لا طائل منه، دعونا نبدأ هذه المقالات.

سنتحدث اليوم عن مبدأ أو فكرة أو مصطلح نراه كثيراً في البطاقات الرسومية الخاصة واللوحات الأم، بل ومع شبكات الإنترنت حتى ولكنا قد لا ندري ما هو، أي أننا تقريباً نراه دائماً بشكل مستمر. وبالرغم من بساطة المفهوم وأهميته إلا أن الكثير من المستخدمين قد لا يُعيرونه الإهتمام الذي يستحقه. سنتحدث اليوم عن مصطلح " عرض النطاق الترددي أو Bandwidth" فما هو وما هي تطبيقاته وما أهميته ؟!

عرض النطاق الترددي Bandwidth

كلمة أو مصطلح عرض النطاق الترددي يعتبر أحد المصطلحات الشائعة في عالم الحاسوب، والذي يتم استخدامه في العديد من المواقف أو لنقل مع العديد من الحالات المختلفة لوصف السرعة أو الأداء الكلي لشئ ما. ويتم استخدام المصطلح عادة وبشكل متكرر عند الحديث عن الذاكرة، وخصوصاً ذاكرة البطاقة الرسومية (وأيضاً في حالة ذاكرة الوصول العشوائي)، كما أنه يتم استخدامه أيضاً عند الحديث عن الانترنت وسرعة الإتصال الخاصة به. فما الفارق بينهما ؟ وما هو تحديداً عرض النطاق الترددي ؟ دعونا نرى معاً...

ما هو النطاق الترددي bandwidth ؟

هو الفرق بين أعلى وأقل تردد في مجموعة مستمرة من الترددات. ويقاس عرض النطاق الترددي بوحدة الهرتز. 

عرض النطاق الترددي للانترنت Internet Bandwidth

عند الحديث عن شبكات الانترنت، قد تجد عادة الإشارة إلى مصطلحات مثل "اتصال البيانات أو عرض النطاق الترددي أو سرعة التواصل أو سرعة الاتصال" . وكل هذه المصطلحات يكون المقصود منها عادة الإشارة إلى إجمالي معدل النقل الأقصى لكابل أو جهاز مرتبط بشبكة الإنترنت. لذا فبشكل أساسي ، يمكننا القول أن هذا المصطلح يعني الحد الأقصى من البيانات التي يكن نقلها من نقطة إلى أخرى عبر شبكة أو اتصال داخل الكمبيوتر أو اتصال الإنترنت في فترة زمنية معينة - والتي عادةً ما تكون ثانية واحدة من خلال اتصال سلكي أو لاسلكي ، وعادة ما يتم قياسها بوحدة بت في الثانية (bit/S)

وقد ذكرنا مصطلح (BUSES) عند حديثنا عن شرح النواقل في الحاسوب: تعريف BUS أنواعها ووظائفها

ملحوظة : عرض النطاق الترددي ليس مقياسًا لسرعة الشبكة - حيث أن هذا مفهوم خاطئ شائع.

كيف يعمل النطاق الترددي للشبكة؟

كلما زاد عرض النطاق الترددي لاتصال البيانات ، زادت البيانات التي يمكن إرسالها واستقبالها في وقت واحد عن طريق هذا الاتصال.  ويمكن تشبيه عرض النطاق الترددي بكمية المياه التي يمكن أن تتدفق عبر أنبوب الماء. فكلما زاد حجم الأنبوب ، زاد تدفق المياه خلاله في وقت واحد (هل تذكر مثال الطريق السريع عند حديثنا عن الـBUS ؟!).  يعمل عرض النطاق الترددي على نفس المبدأ. لذلك ، كلما زادت سعة وصلة أو أنبوب الاتصال ، زادت البيانات التي يمكن أن تتدفق خلاله في الثانية.  ومبا أن المستخدمون النهائيون يدفعون مقابل سعة اتصالات الشبكة الخاصة بهم.  لذلك ، فكلما زادت سعة الارتباط ، زادت كلفته.

يقيس عرض النطاق الترددي أو الـ Bandwidth كما أوضحنا مقدار البيانات التي يمكن إرسالها عبر اتصال معين في فترة زمنية معينة. على سبيل المثال ، يبلغ عرض النطاق الترددي لاتصال جيجابت إيثرنت 1000 ميجابت في الثانية (125 ميجابايت في الثانية، حيث أن كل بايت تساوي 8 بت، لذا فـ 1000 ميجابت يجب قسمتها على 8 لتحويلها إلى ميجابايت). في حين قد يوفر اتصال الإنترنت عبر مودم الكبل عرض نطاق ترددي يبلغ 25 ميجابت في الثانية.

ملحوظات :

إذا تمت مشاركة النطاق الترددي مع أجهزة الكمبيوتر الأخرى ، كالجيران ، والأجهزة الأُخرى في المنزل، وما إلى ذلك ، فلن تصل إلى الحد الأقصى للسعة التي أبلغ عنها موفر خدمة الإنترنت (مزود خدمة الإنترنت ISP).  أما عن كيفية زيادة عرض النطاق الترددي الخاص بك، فالطريقة الوحيدة لزيادة النطاق الترددي المتاح لديك هي من خلال مزود الإنترنت نفسه. ففي بعض الحالات (كما هو الحال في دولنا العربية مثلاً)، يُقدم مزود الإنترنت مستويات مختلفة من الخدمة التي تقدم مستويات مختلفة من النطاق الترددي (وهو ما تُطلق عليه الشركات باقات أو سرعات الإنترنت المختلفة).

ومع ذلك ، إذا لم يكن لدى مزود الإنترنت مستوى أعلى وكنت بحاجة إلى اتصال يوفر مزيدًا من النطاق الترددي ، ففي هذه الحالة الأفضل لك البحث عن بديل. لذا ، ففي حال لم يكن هناك مزودون آخرون في منطقتك يقدمون اتصالاً أسرع ، فلا يمكنك للأسف زيادة عرض النطاق الترددي الخاص بك.

 تلميح : إذا كان لديك اتصال واسع النطاق يتم مشاركته بين أشخاص في منزلك ، فيمكنك أن تطلب منهم التوقف عن القيام بنشاطهم على الإنترنت لزيادة النطاق الترددي الخاص بك مؤقتًا. على سبيل المثال ، إذا كنت تجري مكالمة عبر Skype وعانيت من التقطيع في المكالمة وكان هناك شخص ما يشاهد فيلم Netflix ، فإن إيقافه أثناء المكالمة يزيد من النطاق الترددي المتاح لديك.

عرض النطاق الترددي مقابل السرعة

غالبًا ما يتم استخدام مصطلحات النطاق الترددي والسرعة بالتبادل - ولكن ليس بشكل صحيح. وقد يرجع سبب الالتباس ، جزئيًا ، إلى استخدامها في الإعلانات من قِبل مزودي خدمة الإنترنت (ISP) التي تشير إلى سرعات أعلى بينما تعني في الواقع النطاق الترددي الأعلى. ففي الأساس ، تشير السرعة إلى المعدل الذي يمكن إرسال البيانات به ، في حين أن تعريف النطاق الترددي هو السعة التي تصاحب تلك السرعة. ويمكننا هنا استخدام تشبيه المياه الشائع مرة أُخرى، حيث تُشير السرعة إلى مدى سرعة تدفق المياه عبر الأنبوب ؛ في حين أن عرض النطاق الترددي يشير إلى قطر الأنبوب الذي كلما زاد ستزيد كمية المياه المتدفقة.

لذا ومن أجل تجنب الالتباس ، فمن المنطقي استخدام مصطلحات النطاق الترددي (أو سعة النطاق الترددي) وسرعة الشبكة ، بدلاً من كلمة سرعة النطاق الترددي.

ولكن لماذا يعتبر النطاق الترددي مهمًا ؟!

في الوضع الطبيعي ، وفي مكان تواجد شبكة الانترنت الخاصة بك مثل المنزل أو الشركة ، هناك دائماً حدود لعرض النطاق الترددي المتاح. وهذا يعني أنه لا يوجد سوى مساحة معينة في الأنبوب الخاص بتدفق البيانات الذي لديك. وهو ما يعني أنه يجب أن تشترك الأجهزة المتعددة في هذا المكان في النطاق الترددي الخاص به. ولكن المشكلة هنا هي أن بعض الأجهزة ، كالتلفزيون على سبيل المثال، تستهلك عرض النطاق الترددي بشكل كبير، بينما تستخدم الأجهزة اللوحية عادةً كميات أقل بكثير بالمقارنة. وعلى الرغم من أن السرعة وعرض النطاق غير قابلين للتبديل ، إلا أن عرض النطاق الترددي الأكبر ضروري إذا كنت تُريد الحفاظ على السرعة المقبولة على أجهزة متعددة 

كيف يمكن قياس النطاق الترددي؟

 بينما يتم التعبير عن عرض النطاق الترددي تقليديًا بوحدات بت في الثانية (bps) ، فإن روابط الشبكة الحديثة تتمتع بسعة أكبر ، والتي تُقاس عادةً بملايين البتات في الثانية (ميغابت في الثانية ، أو ميغابت في الثانية) أو بلايين بت في الثانية (غيغابت في الثانية ، أو جيجابت في الثانية). يمكن أن تكون اتصالات النطاق الترددي متناظرة ، مما يعني أن سعة البيانات هي نفسها في كلا الاتجاهين لتحميل البيانات أو تنزيلها ، أو غير متماثلة ، مما يعني أن سعة التنزيل والتحميل ليست متساوية. في الاتصالات غير المتماثلة ، تكون سعة التحميل عادةً أصغر من سعة التنزيل.

اعتبارات لحساب النطاق الترددي

جعلت التطورات التكنولوجية بعض حسابات النطاق الترددي أكثر تعقيدًا ، ويمكن أن تعتمد على نوع ارتباط الشبكة المستخدم. على سبيل المثال ، يمكن للألياف الضوئية التي تستخدم أنواعًا مختلفة من الموجات الضوئية أن تنقل المزيد من البيانات من خلال اتصال نفس الوقت ، مما يزيد من عرض النطاق الترددي بشكل فعال. ولكن في الشبكات اللاسلكية ، يُعرّف النطاق الترددي بأنه نطاق الترددات التي يرخصها المشغلون للخدمات في الدول المختلفة.

بشكل عام، كلما زاد عرض النطاق الترددي للكمبيوتر ، زادت كمية المعلومات التي يمكن إرسالها وتلقيها. فعلى سبيل المثال - ولتعلم يا عزيزي كم كُنّا نُعاني في السابق - عند الاتصال بالإنترنت باستخدام اتصال المودم العتيق الخاص بخط الهاتف ، (وبعيداً عن أنه كان يقوم بعمل سيمفونية اتصال تعلم القاصي والداني أن أحدهم يحاول الإتصال بشبكة الإنترنت) فسيعرض نظام التشغيل الخاص بك نافذة صغيرة مكتوب عليها "متصل بسرعة 56 كيلو بت في الثانية" ، مما يشير إلى أنه يتم نقل 56 كيلو بت من البيانات كحد أقصى كل ثانية. وفي المقابل يمكن للمستخدمين الذين لديهم اتصال واسع النطاق أو broadband connection، وبشكل أكثر تحديدًا الألياف البصرية fiber optic ، الحصول على سرعات نقل تصل إلى 10 جيجابت في الثانية ، وهو ما يقرب من 180 ألف مرة أسرع من اتصال المودم العتيق ذو الـ 56 كيلو بت في الثانية.

الجدير بالذكر أيضاً أن معظم اتصالات النطاق العريض غير متزامنة ، وهو ما يعني أنها تتمتع بسرعات مختلفة اعتمادًا على طريقة انتقال البيانات من أين وإلى أين . فعلى سبيل المثال سرعة التنزيل أو سرعة الاستلام هي مدى سرعة حصول الكمبيوتر على الملفات من الإنترنت.  وعلى سبيل المثال ، عندما تتصفح الإنترنت ، فأنت تقوم بتنزيل ملفات من الخادم حتى يمكن متصفحك من عرضها على شاشتك. وبشكل عام، مع هذا النوع من الإتصالات، تكون سرعات التنزيل دائمًا تقريبًا أسرع من سرعات التحميل.  وسرعة التحميل أو سرعة الإرسال Upload Speed ، هي السرعة التي يمكن لجهاز الكمبيوتر الخاص بك أن يرسل بها الملفات إلى الإنترنت.  ومثال على ذلك، فعند إجراء مكالمة فيديو مع شخص آخر ، يجب تحميل الفيديو الخاص بك قبل أن يتمكن الآخرون من مشاهدته.

عرض النطاق الترددي الفعال :

عرض النطاق الترددي الفعال هو أعلى معدل إرسال بيانات موثوق يمكن أن يوفره الارتباط ، ويمكن قياسه باستخدام اختبارات النطاق الترددي التي يتم فيها تحديد سعة الارتباط (نظام الاتصال بالشبكة) عن طريق القياس المتكرر للوقت المطلوب لتحرك ملف معين ليُغادر نقطة منشأه وتنزيله بنجاح في مكان آخر (أي ببساطة الوقت اللازم لنقل ملف من نقطة لآُخرى) . وبالإضافة إلى هذا الاختبار ، تحتاج المؤسسات إلى حساب مقدار النطاق الترددي الذي يحتاجون إليه لتشغيل جميع التطبيقات على شبكاتهم. ولمعرفة مقدار السعة التي يحتاجون إليها ، يجب على المؤسسات حساب الحد الأقصى لعدد المستخدمين الذين قد يستخدمون اتصال الشبكة في وقت واحد ثم مضاعفة هذا الرقم في سعة النطاق الترددي التي يتطلبها كل تطبيق .

عند حساب مقدار النطاق الترددي الذي سيحتاجه تطبيق معين ، هناك خطوتان أساسيتان لحساب متطلبات النطاق الترددي. الخطوة الأولى هي أن تُحدد مقدار النطاق الترددي للشبكة المتاح ، والذي يُعبّر عنه بالبايت في الثانية (Bps). الخطوة التالية هي أن تُحدد متوسط الاستخدام المطلوب بواسطة تطبيق معين للنطاق الترددي المتاح، ويُعبّر عنه بالبايت في الثانية أيضاً . ويمكن استخدام اختبارات أو أدوات خاصة بالنطاق الترددي لاكتشاف عدد البايتات في الثانية التي يستخدمها أي تطبيق عبر الشبكة.

العوامل المؤثرة على الأداء

تعتبر السعة القصوى لاتصال الشبكة عاملاً واحدًا فقط يؤثر على أداء الشبكة. حيث يُمكن أن يؤدي فقدان الحزم ووقت الاستجابة والارتعاش إلى تدهور إنتاجية الشبكة وجعل الارتباط عالي السعة يعمل مثل الارتباط الذي يتوفر به نطاق ترددي أقل. حيث أنه عادةً ما يتكون مسار الشبكة منو نوعية (طرف إلى طرف أو End-to-End) من مجموعة من الروابط أو الوصلات المتعددة ، لكل منها سعة نطاق ترددي مختلفة. ونتيجة لذلك ، غالبًا ما يوصف الارتباط الذي يحتوي على أقل عرض نطاق ترددي بأنه يمثل عنق الزجاجة حيث أنه يحد من سعة البيانات الإجمالية لجميع الاتصالات في المسار.

ولعل هذه النقطة الأخيرة هي السبب الرئيسي لعمل الشركات المزودة لخدمات الانترنت على تجديد الشبكات الخاصة بها بشكل كامل على فترات مختلفة. حيث أن الوصلات الخاصة بالشركة قد تكون قديمة في منطقة ما أو تستخدم تقنيات قديمة لا توفر عرض نطاق ترددي مرتفع، وهو ما يؤثر بدوره على ما يصل للمستخدم النهائي حتى ولو كان مشتركاً مع باقة توفر عرض نطاق ترددي مرتفع حيث أن المسار الذي يصل إليه من مزود الخدمة لا يتمتع بكامل النطاق الترددي الذي يخرج من مصدر أو مزود الخدمة (كالفوارق التي يسببها مثلاً وجود أسلاك نحاسية وأسلاك فايبر في نفس المسار).

عرض النطاق الترددي عند الطلب

في العادة يُباع الحد الأقصى لعرض النطاق الترددي المتاح للمستخدمين طبقاً للتوصيلات المختلفة بسعر محدد في الشهر. ومع ذلك ، فإن عرض النطاق الترددي عند الطلب Bandwidth on demand- ويسمى أيضًا تخصيص النطاق الترددي الديناميكي ، أو عرض النطاق الترددي القابل للكسر - هو خيار يمكّن المشتركين من زيادة مقدار النطاق الترددي المتاح في أوقات محددة أو لأغراض محددة. فبدلاً من شراء أو تزويد الشبكات المحلية للشركات مثلاً بروابط مخصصة باهظة الثمن ، يتم استخدام تقنيات النطاق الترددي عند الطلب التي توفرها الشركات الموفرة للخدمة بشكل متكرر في شبكات المنطقة الواسعة (WAN) لزيادة السعة حسب الحاجة لحدث معين أو في وقت معين من اليوم.

وباستخدام هذه التقنية ، يمكن زيادة عرض النطاق الترددي على شبكة اتصالات مشتركة ، ويدفع المستخدمون مقابل عرض النطاق الترددي الإضافي الذي يستهلكونه فقط.  ويتوفر النطاق الترددي عند الطلب من خلال العديد من مزودي الخدمة لأن روابط الشبكة التي يقدمونها للعملاء في الأساس بها نطاق ترددي إضافي متاح من خلالهم ، لكن العملاء يدفعون فقط مقابل السعة التي يحتاجونها. فعلى سبيل المثال ، قد يكون اتصال 100 ميجابت في الثانية عند أحد المستخدمين قادرًا على الاندفاع بهذه التقنية ليصل إلى جيجابت في حال كانت شبكة مزود الخدمة بها سعة متاحة ووصلات المستخدم نفسه تسمح بذلك.

ولكن إذا احتاج المستخدم إلى أكثر من الحد الأقصى للنطاق الترددي الذي يمكن للوصلات أو نوعية الاتصال الخاصة به توفيرها، فسيلزم اتصال مادي آخر.  وهو ما توفره تقنياتSD-WAN  التي توفر للعملاء سعة إضافية لأنها تقوم بتجميع عرض النطاق الترددي من اتصالات متعددة ، بدلاً من اتصال واحد ، متاحًا للمستخدمين (مثلاً في حال كنت تملك أكثر من اتصال في منزلك أو مكان عملك يمكن دمجهم للوصول لعرض نطاق ترددي أعلى) . مثل وجود اتصال متعدد البروتوكولات (MPLS) ، بالإضافة إلى ارتباط إنترنت واسع النطاق broadband أو اتصال خلوي.

تحديد أو خنق النطاق الترددي ومراقبته

يقوم مزودوا خدمة الإنترنت أو مسؤولو الشبكة في بعض الأحيان بضبط عرض النطاق الترددي- بالزيادة أو النقصان- للبيانات التي تنتقل عبر الشبكة ، وهو مقياس يُعرف باسم التحكم في عرض النطاق الترددي أو bandwidth throttling . وهناك أسباب مختلفة لعمل هذا الاختناق في عرض النطاق الترددي ، بما في ذلك الحد من ازدحام الشبكة ، لا سيما في الشبكات الخاصة بالأماكن العامة. وقد يستخدم مزودو خدمات الإنترنت تقييد النطاق الترددي لتقليل استخدام مستخدم معين أو فئة من المستخدمين.

على سبيل المثال ، مع التسعير المتدرج ، يمكن لمزود الخدمة تقديم قائمة أسعار للباقات الخاصة بهم التي توفر قدرات تحميل وتنزيل مختلفة من ناحية النطاق الترددي (وهو ما قلنا عنه في البداية، حيث يصفونها بسرعة الانترنت)، فهذا يعتبر في الأساس نوع من أنواع الbandwidth throttling حيث أن الوصلات الخاصة بك كمستخدم عادة ما تسمح بسرعة أكبر أو نطاق ترددي أعلى . يمكن لمزودي خدمة الإنترنت أيضًا خنق عرض النطاق الترددي لتساوي الاستخدام عبر جميع المستخدمين على الشبكة في حال كان بعضهم يقوم بسحب كميات كبيرة من النطاق الترددي لأغراض التحميل المستمرة مثلاً.

ولمعرفة ما إذا كان مزود خدمة الإنترنت يخنق عرض النطاق الترددي ، يمكن إجراء اختبار سرعة. حيث تقيس اختبارات السرعة السرعة بين الجهاز وخادم الاختبار ، باستخدام اتصال الإنترنت الخاص بالجهاز. ويقدم مزودوا خدمات الإنترنت اختبارات سرعة من مواقع الإنترنت الخاصة بهم ، كما تتوفر اختبارات مستقلة من خدمات مثل Speedtest. ونظرًا لأن هناك العديد من العوامل التي يُمكن أن تؤثر على نتائج اختبار السرعة ، فمن المستحسن عمومًا إجراء اختبارات متعددة في أوقات مختلفة من اليوم . باللإضافة لذلك، يقترح بعض الأشخاص أيضًا تثبيت شبكة افتراضية خاصة (VPN) إذا كنت تبحث عن نتائج أكثر دقة لاختبار السرعة.

تتوفر أيضًا أدوات مراقبة النطاق الترددي للشبكة للمساعدة في تحديد مشكلات الأداء ، مثل معرفة جهاز التوجيه أو الراوتر المعيوب أو جهاز الكمبيوتر المصاب بفيروس على الشبكة. وكما هو مذكور أعلاه ، يمكن أن تساعد تقنيات مراقبة النطاق الترددي أيضًا مسؤولي الشبكة على التخطيط بشكل أفضل لنمو الشبكة في المستقبل ، ومعرفة الأماكن التي تكون فيها سعة النطاق الترددي في الشبكة تحتاج لزيادة . كما يُمكن أن تساعد أدوات المراقبة أيضًا المسؤولين في معرفة ما إذا كان مزود خدمة الإنترنت الخاص بهم يفي باتفاقية مستوى الخدمة (SLA) في عقدهم أم لا.

حسناً هذا كل شئ،

ولكن ما هو عرض النطاق الترددي الخاص بالهاردوير ؟!!

كما أشرت في البداية، فمقالنا اليوم لن يتناول فقط عرض النطاق الترددي الخاص بالشبكة، بالرغم من أنها أحد أكبر المجالات التي يتم ذكر هذا المصطلح فيها. ولكن مصطلح عرض النطاق الترددي يُستخدم أيضاً في الهاردوير بشكل كبير. والسبب هنا بسيط للغاية، فعرض النطاق الترددي طبقاً للتعريف هو كمية البيانات التي تنتقل من مكان لآخر. وقد تحدثنا عنه بالفعل مع النواق أو الBuses في مقالنا السابق، وبما أن الشبكات الخاصة بالإنترنت في الأساس هي أسلاك ووصلات بدورها، فالمبدأ متقارب (ليس حرفياً بالطبع).

وعلى كل حال، فأحد الأشياء الرئيسية التي يجب مراعاتها عند اختيار البطاقة الرسومية هو عرض النطاق الترددي لذاكرة الرسومية أو  vRAM. حيث أن عرض النطاق الترددي للذاكرة هو في الأساس سرعة ذاكرة الوصول العشوائي للفيديو (وبالمناسبة الأمر ينطبق على ذاكرة الوصول العشوائي الرئيسية أو الرام ولكن سنتحدث عن ذلك عند حديثنا عن الرام والبطاقة الرسومية بشكل منفصل) . يتم قياس عرض النطاق الترددي بالجيجابايت في الثانية (GB / s)أيضاً . وبالتأكيد كلما زاد عرض النطاق الترددي للذاكرة لديك ، كان ذلك أفضل.

ولكن لماذا تُعتبر سرعة الذاكرة أو عرض النطاق الترددي الخاص بها مهماً من الأساس ؟

في العادة، يمكن لبطاقة الفيديو ذات النطاق الترددي العالي للذاكرة أن ترسم بشكل أسرع وترسم صورًا بجودة أعلى، حيث أن ملفات الألعاب بشكل عام يتم نقلها بشكل رئيسي للذاكرة الرسومية في بداية تشغيل الألعاب، ومن ثم تقوم البطاقة بمعالجة هذه البيانات وتنقلها للشاشة التي تقوم بعرضها. لذا فلا جدوى من الحصول على بطاقة رسومية مزودة بوحدة معالجة رسومية أو معالج رسومي سريع جدًا وعرض نطاق ذاكرة محدود لأن الذاكرة ستشكل عنق زجاجة لهذه البطاقة .

فما سيحدث في حالة كانت الذاكرة بطيئة هو أن وحدة المعالجة الرسومية ستمضي الكثير من الوقت في عدم القيام بأي شيء أثناء انتظارها ذاكرة الوصول العشوائي البطيئة التي تنقل ملفات الألعاب الرسومية من القرص الصلب. وفي المقابل، فأنت لا ترغب في الحصول على بطاقة رسومية مع معالج رسومي بطيئ وعرض نطاق ذاكرة مرتفع للغاية، لذا ففي النهاية يجب عليك مراعاة العاملين، خاصة في حالة كنت ستقوم باللعب على شاشة بدقة عرض مرتفعة، حيث أن دقة العرض المرتفعة تعني بيانات أكثر سيتم نقلها عن طريق الذاكرة الرسومية. لذا ففي حالة كانت الذاكرة الرسومية بطيئة وتتمتع بعرض نطاق ترددي قليل، فمعدل نقل البيانات سيكون ضعيفاً مع الدقة المرتفعة وسينتج عنه معدل اطارات أقل، لأن البطاقة الرسومية سترسم صوراً أقل في كل ثانية.

يتم تحديد عرض النطاق الترددي للذاكرة من خلال ثلاثة أشياء. ساعة أو تردد الذاكرة memory clock، ونوع الذاكرة memory type، وعرض الذاكرة memory width.

ساعة أو تردد الذاكرة هي معدل تردد رقائق الذاكرة. وفي حال كنت متابعاً جيداً لخصائص البطاقات الرسومية، فرقائق الذاكرة الحالية كما نرى في البطاقات الحديثة لها معدلات تردد تصل إلى 1500 ميجا هرتز أو أكثر. أكثر أنواع الذاكرة شيوعًا هو الذاكرة ذات معدل نقل البيانات المزدوجة (DDR) وهو ما يعني أنه يتم نقل قيمتين للذاكرة لكل دورة (لا تهتم لهذا الآن). وبالتأكيد هناك أيضًا أنواع أخرى من ذاكرة DDR مثل DDR2 و GDDR3 و GDDR4  وGDDR5 وأخيراً GDDR6 و GDDR6X.

ومن ناحية عرض الذاكرة، يتراوح عرض ذاكرة البطاقات الرسومية الشائعة من 32 بت إلى 256 بت بالرغم من أن هناك ما هو أكثر من ذلك مع بعض بطاقات الفئة العُليا. الحد الأقصى لعرض النطاق الترددي للذاكرة النظرية هو نتاج عملية حسابية تتضمن تردد الذاكرة ، ومعدل النقل لكل تردد بناءً على نوع الذاكرة (وهو ما ذكرناه في الأعلى، فمثلا في حالة ذواكر DDR فمعدل النقل هو 2) ، وعرض الذاكرة نفسها (عرض الذاكرة يعني عرض الناقل الخاص بهذه الذاكرة).

على سبيل المثال ، لو افترضنا وجود بطاقة رسومية ذات ذاكرة وصول عشوائي للفيديو GDDRتعمل بسرعة 200 ميجاهرتز والتي يبلغ عرضها 128 بت لها عرض نطاق ترددي يبلغ  6.4 جيجابايت / ثانية. حيث قمنا بضرب 200 ميجاهرتز في 2 ثم في 128 بت لنحصل على النتيجة التي أمامنا. وبالمثل، في حالة كنا نتحدث عن ذاكرة GDDR5 مثلاً ، فسنقوم باستخدام نفس المعادلة، ولكن في هذه الحالة سنقوم بالضرب في 4 بدلاً من 2 لأن ذاكرة GDDR4 لها معدل نقل ضعف ذاكرة DDR الأقدم، وأخيراً قمنا بالقسمة على 8 للتحويل من bits إلى Bytes.

هل إنتهينا ؟

حسناً، يبدو أن هذا الكم من المعلومات كافي عن عرض النطاق الترددي وبالتأكيد مازال للحديث بقية بالنسبة لعرض النطاق للبطاقات الرسومية، ولكن لا أظن أن الحديث عنه بإستفاضة حالياً سيكون سهلاً على القارئ بعد كل هذا الحديث المطول. لذا فلا تقلق يا صديقي رجل الكهف، سنتحدث عن هذا المبدأ بمزيد من التفصيل عند وصولنا للبطاقات الرسومية في مواضيعنا القادمة. مرة أُخرى أتمنى منك ألا تقلق، و أعدك أنك بمرور هذه السلسلة ستفهم كل هذا شيئاً فشيئاً، وعند وصولنا لمستوى متقدم من المقالات ستعود وتقرأ هذا المقال لتجد أن المفاهيم أصبحت أكثر وضوحاً وسهولة من الآن، فلا داعي للقلق على الإطلاق.

سنتحدث في المقال القادم عن الحاسوب بشكل عام وما المبدأ الذي يقوم عليه وكيف يتواصل العتاد مع بعضه البعض. بعد ذلك سنبدأ في التفرع للقطع الموجودة داخله قطعة تلو الأخرى، وفي هذه الرحلة ستراني أتعرض لمفاهيم تكلمت عنها مُسبقاً، فعلى سبيل المثال ستجدني أتحدث عن النواقل وعرض النطاق الترددي مرة أُخرى لأضيف معلومة أو بعض المعلومات الإضافية التي ستكون وقتها أكثر سهولة في الفهم وهكذا بمرور المواضيع.

لا شك أن الأمر قد يبدو معقداً قليلاً ولكن أن تعلم ما تتعامل معه وما بين يديك من التقنية، خير ألف مرة من أن تتعامل مع شئ لا تفهمه. بل ومن يدري، فلربما ساعدتك هذه المواضيع على أن يزيد شغفك بعالم الحاسوب لتجد نفسك في يوم من الأيام محترفاً في مجال الهاردوير أو هندسة الحاسوب مثلاً، فمن يدري ؟!!