ما هو مصطلح عنق الزجاجة (الاختناق) في المعالجات؟
نصائح لكيفية معالجة هذه الظاهرة وخاصة في الألعاب
إذا كنت تمارس الألعاب (خاصة على الكمبيوتر الشخصي) لفترة من الوقت، فمن المحتمل أنك سمعت عن اختناقات وحدة المعالجة المركزية CPU ووحدة معالجة الرسومات GPU.
هذه المفاهيم ضرورية لفهم أداء اللعبة، لكن قلة من اللاعبين يعرفون حقاً ما يقصدونه أو كيفية التعامل معهم.
وحدة المعالجة المركزية ووحدة معالجة الرسومات لها وظائف مختلفة:
في حين أن هناك العديد من المعالجات داخل جهاز الكمبيوتر، إلا أن اثنتين منها هي الأكثر أهمية.
وحدة المعالجة المركزية CPU، هي معالج الأغراض العامة للكمبيوتر. يمكنه تنفيذ أي تعليمات وحل أي مشكلة، طالما يمكنك التعبير عن كيفية القيام بذلك في كود الكمبيوتر.
في ألعاب الفيديو، تقوم وحدة المعالجة المركزية بمعظم الرفع الثقيل. يتضمن ذلك الذكاء الاصطناعي لشخصيات اللعبة، ومحاكاة الفيزياء في عالم اللعبة، وتقريباً كل جانب آخر من جوانب كود لعبة الفيديو.
وحدة معالجة الرسومات GPU، هي معالج أكثر تخصصاً. إنه يتألف من آلاف المعالجات البسيطة الجيدة جداً في نوع معين من الرياضيات المستخدمة لرسم (عرض) الصور على شاشتك.
تعتمد ألعاب الفيديو بشكل كبير على كلا النوعين من المعالجات، على الرغم من وجود ميل للتركيز على وحدة معالجة الرسومات (GPU) والسباق الذي لا ينتهي لإنتاج صور أكثر وضوحاً وتعقيداً.
إذن، ما هو عنق الزجاجة؟
الاختناقات سهلة الفهم. إذا كنت تعمل مع فريق من الأشخاص وتعملون جميعاً على مدار الساعة لإنشاء شيء ما، فلن يتم إنجاز هذا العمل أبداً بسرعة أكبر من أبطأ عضو في الفريق.
هذا هو بالضبط عنق الزجاجة. أبطأ مكون في الوظيفة سيضع حداً لسرعة إكمال هذه الوظيفة. في الحوسبة العامة، يمكن أن يمثل أي شيء تقريباً عنق الزجاجة.
على سبيل المثال، إذا لم تتمكن ذاكرة الوصول العشوائي من تقديم المعلومات إلى وحدة المعالجة المركزية بسرعة كافية، فإن وحدة المعالجة المركزية ستقضي وقتاً في وضع الخمول أثناء انتظارها.
في هذه الحالة، ذاكرة الوصول العشوائي RAM هي عنق الزجاجة. من الناحية المثالية، يكون أداء المكونات المختلفة في جهاز الكمبيوتر متوازناً بحيث لا يقضي أي منها وقتاً في انتظار الآخر.
ومع ذلك، في العالم الحقيقي، هذا مجرد هدف مثالي وليس هدفاً واقعياً.
لماذا تؤثر الاختناقات على أداء الألعاب؟
المقياس الأساسي الذي يتم من خلاله قياس أداء اللعبة هو معدل الإطارات في الثانية FPS أو Frames Per Second. إنه عدد الصور المنفصلة التي يمكن للعبة عرضها في ثانية واحدة.
اليوم، 60 إطاراً في الثانية هو الهدف المنشود، 30 إطاراً في الثانية غالباً ما يعتبر الحد الأدنى لمستوى الأداء قبل أن تصبح مشاكل إمكانية اللعب واضحة.
كل إطار تنتجه اللعبة هو النتيجة النهائية لعملية إنتاج الصورة، مما يعني أن هناك سلسلة من الخطوات متضمنة في رسم الصورة.
فكر في فنان يبدأ بالرسم بقلم رصاص ثم يرسم طبقات متتالية من التفاصيل والأشياء حتى يتم إنتاج الصورة النهائية. تخيل الآن أن مجموعة من الفنانين يعملون على نفس اللوحة، لكن لكل منهم وظيفة محددة.
يمكن لبعض منهم أداء وظائفهم بشكل متوازٍ، بينما يتعين على البعض الآخر انتظار نتاج ما يفعله فنان آخر قبل إضافة أعمالهم الخاصة.
إذا كنت تريد إظهار 30 إطاراً في الثانية على الشاشة، فإن خط إنتاج الصور له حد زمني يبلغ حوالي 33 مللي ثانية لإكمال كل إطار.
إذا كنت تريد إظهار 60 إطاراً في الثانية، فلديك فقط نصف هذا الوقت. تعمل بعض ألعاب الفيديو الحديثة بمعدلات إطارات تبلغ 120 إطاراً في الثانية وأكثر.
إذا كان بإمكان وحدة المعالجة المركزية المساهمة فقط بجزء العمل الخاص بها بسرعة كافية لإنتاج 30 إطاراً في الثانية، فلا يهم مدى سرعة أو قوة وحدة معالجة الرسومات.
والعكس صحيح أيضاً. يحتاج كلا المكونين إلى إكمال مهام العرض الخاصة به في غضون المهلة الزمنية، وإلا فسيكون لديك عنق زجاجة يحد من أداء اللعبة بطريقة يحددها المكوّن الأبطأ.
علامات اختناق وحدة المعالجة المركزية أو عنق الزجاجة في وحدة معالجة الرسومات:
اكتشاف عنق الزجاجة في اللعبة ليس بالأمر الصعب. ستحتاج إلى برنامج لعرض مقاييس الأداء أثناء اللعب.
يمكنك استخدام اختصار Win+G لإحضار شاشات الأداء المضمنة في نظام التشغيل ويندوز Windows 10 أو البحث عن أحد البدائل العديدة التابعة لجهات خارجية.
أياً كان مقياس الأداء الذي تستخدمه، فإليك بعض القواعد العامة التي تشير إلى وجود اختناق:
- وحدة المعالجة المركزية 99-100%، مع GPU أقل من 99-100%: عنق زجاجة CPU.
- GPU عند 99-100%، مع وحدة المعالجة المركزية أقل من 99-100%: طبيعي ما لم يكن الأداء أقل من معدل الإطار المستهدف، فهذا يمثل عنق زجاجة GPU.
- VRAM بنسبة 99-100%: قد تكون VRAM ممتلئة، مما يؤدي إلى اختناق حيث يتم تبديل البيانات إلى محرك أقراص ثابتة أو محرك أقراص صلبة (SSD) أبطأ بكثير.
- ذاكرة الوصول العشوائي عند 99-100%: كما هو الحال مع ذاكرة (VRAM)، قد يحدث تباطؤ أثناء نقل البيانات من وإلى ملف الصفحة.
يجب أن نؤكد أنه إذا كانت لعبتك تعمل باستمرار بمعدل الإطارات المستهدف، بمستويات التفاصيل التي تريدها، فلن يكون لأي من هذه الأرقام أهمية. فقط عندما يتأثر أداء لعبتك تصبح ذات صلة بالمشكلة.
ألعاب مختلفة، اختناقات مختلفة:
من المهم ملاحظة أن نظامك قد يواجه عنق الزجاجة في إحدى الألعاب ولكن ليس في كل الألعاب.
بدلاً من ذلك، قد تؤدي لعبتان إلى اختناق الكمبيوتر بطرق مختلفة تماماً. تضغط محركات وأنواع الألعاب المختلفة على أجزاء مختلفة من النظام.
على سبيل المثال، يمكن لألعاب العالم المفتوح الكبيرة أو تلك التي تقدم محاكاة واقعية للغاية أن تسحق وحدة المعالجة المركزية، بينما تحتوي ألعاب أخرى على أحمال خفيفة على وحدة المعالجة المركزية ولكن بحمل أكبر على وحدة معالجة الرسومات.
نصائح للتعامل مع اختناقات الألعاب:
اعتماداً على نوع الاختناق، هناك عدد من الأشياء التي يمكنك تجربتها للتخفيف من حدة المشكلة. لا يوجد حل مجاني هنا بالطبع. يجب التضحية بشيء، ولكن يجب أن تكون التجربة الكلية أفضل.
إذا كنت تقوم ببناء جهاز كمبيوتر جديد أو ترقية جهاز موجود، فمن المهم إقران وحدة المعالجة المركزية ووحدة معالجة الرسومات معاً للحصول على مستوى أداء متوازن.
نحن نعلم أن هذا لا يساعد جهاز الكمبيوتر الحالي لديك، لكنها نصيحة ممتازة يجب وضعها في الاعتبار للمستقبل.
إذا كان لديك عنق زجاجة في وحدة المعالجة المركزية، فحاول خفض الإعدادات في لعبتك التي تؤثر على وحدة المعالجة المركزية بشكل غير متناسب.
على سبيل المثال، يمكن أن يؤدي انخفاض الدقة إلى تقليل تأثير عنق زجاجة وحدة المعالجة المركزية.
على الرغم من أنه قد يبدو غير منطقي، ففكر في زيادة الحمل على وحدة معالجة الرسومات عندما تكون في مأزق وحدة المعالجة المركزية.
قم بتحويل الإعدادات إلى أن يتم استخدام وحدة معالجة الرسومات بنسبة 100%. سيسمح هذا لوحدة معالجة الرسومات بتعيين السرعة وإعطاء وحدة المعالجة المركزية بعض المساحة للتنفس.
لا يعني هذا أنك ستزيد من معدل عرض الإطارات، ولكن على الأقل ستحصل على أفضل جودة للصورة يمكن أن ينتجها نظامك بمعدل معين.
عندما تكون في مأزق وحدة المعالجة المركزية، يمكنك أيضاً التفكير في تعيين حد لمعدل الإطارات.
مرة أخرى، لن يسمح لك هذا بتحقيق معدلات إطارات أعلى، ولكن عن طريق خفض الحد إلى مستوى لا تكون فيه وحدة المعالجة المركزية مشبعة تماماً، يمكنك تقليل التلعثم أو التخلص منه وجعل اللعبة أكثر قابلية للعب.
إذا كنت مقيداً بوحدة معالجة الرسومات، فالأخبار السارة هي أنه من السهل إصلاح ذلك. يمكن توسيع نطاق الرسومات بطريقة لا تستطيع مهام وحدة المعالجة المركزية القيام بذلك.
يمكنك الحصول على مكاسب كبيرة من خفض الدقة أو تقليل الإعدادات الرسومية بضع درجات.
ستظل اختناقات الألعاب دائماً موضوعاً ساخناً، وقد يكون حلها خادعاً، ولكن بقليل من الصبر، يمكنك عادةً العثور على التوازن الصحيح للإعدادات للعمل بشكل أفضل مع أجهزتك.
