كم عدد نوى وحدة المعالجة المركزية التي تحتاجها للألعاب؟

يبدو أن الشائع هو أن وحدة المعالجة المركزية رباعية النواة قد ماتت كحل ألعاب قابل للتطبيق.

حتى أجهزة الكمبيوتر ذات الفئة المتوسطة تحتوي على أكثر من أربعة أنوية، ولكن ما هو العدد الأمثل عندما يتعلق الأمر بجهاز الكمبيوتر الخاص بالألعاب؟

أساسيات النوى والخيوط:

نواة وحدة المعالجة المركزية هي في الأساس معالج كامل ومستقل. تحتوي وحدة المعالجة المركزية رباعية النواة بشكل فعال على أربع وحدات معالجة مركزية.

حتى ظهور وحدات المعالجة المركزية ثنائية النواة لأول مرة على أجهزة الكمبيوتر المكتبية، سيكون لوحدة المعالجة المركزية نواة واحدة، لذلك تم استخدام المصطلح بالتبادل مع وحدة المعالجة المركزية.

اليوم، تشير “CPU” عادةً إلى حزمة وحدة المعالجة المركزية، بينما تشير كلمة “core” إلى عدد المعالجات المستقلة داخل الحزمة.

مصطلح خيط الترابط thread هو ببساطة مجموعة مرتبة من التعليمات التي تعالجها وحدة المعالجة المركزية. يتعامل نظام التشغيل مع الخيوط المرسلة إلى وحدة المعالجة المركزية لمعالجتها.

يتضمن هذا كلاً من خيوط الترابط التي يتطلبها نظام التشغيل وتطبيقات البرامج التي تعمل على نظام التشغيل هذا.

إذا كان لديك فقط نواة واحدة لوحدة المعالجة المركزية يمكنها معالجة خيط ترابط واحد، فيجب على نظام التشغيل أن يقوم بسرعة بتدوير الخيط الذي تعمل عليه وحدة المعالجة المركزية حالياً.

لذا فإن تعدد المهام هو وهم إذا كنت تشغل الموسيقى وتتصفح الويب ونسخ الملفات في الخلفية على جهاز كمبيوتر أحادي النواة.

تقوم وحدة المعالجة المركزية فقط بالتوفيق بين المهام المختلفة بسرعة كبيرة بحيث يبدو أن كل شيء يحدث في وقت واحد، حسب تصورنا البشري.

ومع ذلك، إذا كان لديك نوى متعددة لوحدة المعالجة المركزية، فيمكنك معالجة خيوط متعددة متوازية مع بعضها البعض، مما يسمح بتعدد المهام بشكل حقيقي.

الأهم من ذلك، أنه يزيد من قوة المعالجة نظراً لأن كل خيط ترابط لديه حق الوصول إلى وحدة المعالجة المركزية بأكملها بدلاً من مشاركة واحدة.

الألعاب كانت مترابطة بشكل سيئ لسنوات:

ص1

بصرف النظر عن تشغيل العديد من التطبيقات أحادية الترابط في نفس الوقت، فإن وجود نوى متعددة لوحدة المعالجة المركزية يجعل من الممكن للتطبيق تقسيم نفسه إلى خيوط ترابط متعددة، مع الاستفادة من قوة المعالجة الإضافية التي يتيحها ذلك.

تكمن المشكلة في صعوبة تقسيم بعض أنواع التطبيقات إلى سلاسل رسائل متعددة. هذا يعني أنهم يستفيدون أكثر من واحد أو اثنين من النوى بسرعات أعلى من أربعة أو أكثر من النوى بسرعات ذروة منخفضة.

يمكن تقسيم المهام مثل استخدام وحدة المعالجة المركزية لتنفيذ Render مشاهد ثلاثية الأبعاد بشكل مثالي تقريباً بين العديد من النوى كما تريد، لكن مطوري ألعاب الفيديو وجدوا صعوبة في استخدام أكثر من نواتين Cores لفترة طويلة.

هذا هو السبب في أن وحدات المعالجة المركزية رباعية النوى كانت وحدة معالجة مركزية أساسية للألعاب لفترة طويلة، مع نواتين للتعامل مع اللعبة والأنوية الأخرى للتعامل مع نظام التشغيل والعمليات الأخرى في الخلفية.

ومع ذلك، فإن “خيوط” ألعاب الفيديو قد تحسنت بشكل مطرد حيث أصبح المطورون يتعاملون بالبرمجة مع العديد من نوى وحدة المعالجة المركزية.

يمكن لمحركات الألعاب الحديثة أن تنتج أكثر من أربعة خيوط، على الرغم من وجود واحد أو اثنين فقط من الخيوط “الثقيلة” التي تكون محدودة بسرعات أحادية النواة.

تحتوي أجهزة اللعب على ثمانية نوى:

ص2

يحتوي كل من بلاي ستيشن PlayStation 4 و بلاي ستيشن PlayStation 5 على ثمانية أنوية فعلية لوحدة المعالجة المركزية.

ويترتب على ذلك أن الألعاب التي تم تطويرها للتشغيل على أجهزة اللعب هذه سيتم ترميزها للاستفادة من أكبر عدد ممكن من النوى نظراً لأن كل نواة فردية في جهاز الألعاب غالباً ما تقدم أداءً معتدلاً فقط.

معظم الألعاب على الكمبيوتر الشخصي هي إصدارات متعددة المنصات، مما يجعل أجهزة اللعب هي القاسم المشترك الأدنى.

تستخدم أجهزة بلاي ستيشن PlayStation 5 وإكس بوكس سيريس Xbox Series بنية أجهزة الكمبيوتر، وفي حالة إكس بوكس Xbox، نتعامل حتى مع إصدار معدل إلى حد ما من ويندوز Windows.

ومع ذلك، فإن الألعاب التي يتم نقلها من أجهزة اللعب هذه إلى الكمبيوتر الشخصي تعمل بشكل جيد على الأنظمة رباعية النوى أو وحدات المعالجة المركزية سداسية النواة التي يبدو أنها الخيار الأكثر شيوعاً لأنظمة الألعاب ذات المستوى المبتدئ والمتوسط.

وتجدر الإشارة إلى أنه في معظم الحالات، تحتاج الألعاب الحديثة إلى وحدات معالجة مركزية رباعية النوى باعتبارها الحد الأدنى من المتطلبات، ولا يعني الحد الأدنى أنك ستحصل على أفضل أداء.

التشعب Hyperthreading:

في مناقشة نوى وخيوط وحدة المعالجة المركزية، علينا أن نتوقف لحظة للحديث عن التشعب Hyperthreading. إنه اسم العلامة التجارية لشركة Intel لتقنية تُعرف باسمSymmetrical Multi-Threading  ولكنها تُستخدم غالباً لوصف جميع SMT بغض النظر عن العلامة التجارية لوحدة المعالجة المركزية.

مع SMT، تقدم كل نواة وحدة معالجة مركزية فعلية كنواة منطقية لنظام التشغيل. يمكن لكل نواة منطقية التعامل مع خيطين في نفس الوقت.

يظل المقدار الإجمالي لطاقة وحدة المعالجة المركزية المتاحة في كل نواة كما هو، ولكنه يضمن استخدام وحدة المعالجة المركزية بكفاءة أكبر.

عندما يتعلق الأمر بالألعاب متعددة الخيوط، فإن وحدة المعالجة المركزية رباعية النوى مع SMT لن تعمل بشكل جيد مثل وحدة المعالجة المركزية ثمانية النواة بدونها. ومع ذلك، سيكون أداء أفضل من رباعي النواة بدون SMT.

تحتوي جميع وحدات المعالجة المركزية الحديثة تقريباً على SMT؛ ما يهم هو أن تتذكر إلقاء نظرة على العدد الأساسي وليس عدد الخيوط عند اختيار وحدة المعالجة المركزية!

أصبح اللاعبون متعددو المهام:

في حين أن معظم ألعاب الفيديو قد لا تستخدم أكثر من أربعة أنوية مفرطة الترابط، فإن أجهزة الكمبيوتر تقوم بأكثر من مجرد تشغيل ألعاب الفيديو.

قد يرغب اللاعبون المعاصرون في تشغيل تطبيقات متعددة جنباً إلى جنب مع اللعبة التي يلعبونها. مثل تطبيقات Discord، وبرامج البث، والتنزيلات في الخلفية، وفتح نوافذ المتصفح على شاشة ثانية، وما إلى ذلك.

هذا يجعل من المعقول أن يكون لديك أكثر من أربعة أنوية لوحدة المعالجة المركزية لأنه يترك موارد إضافية للمهام غير المتعلقة باللعبة التي قد تشارك موارد وحدة المعالجة المركزية.

إذا كنت تخطط لتشغيل تطبيقات أخرى جنباً إلى جنب مع ألعاب الفيديو، فسترغب في التفكير في ذلك عند اختيار وحدة المعالجة المركزية.

بحسب نوع اللعبة:

ص4

تحتوي ألعاب الفيديو على العديد من الأنواع والتصميمات المختلفة، وليس جميعها لها نفس متطلبات وحدة المعالجة المركزية.

قد تحتوي لعبة محاكاة السباق على العديد من الخيوط لمحاكاة الجوانب المختلفة للسباق، مثل الديناميكا الهوائية وفيزياء الفرامل والطقس.

قد تحتوي لعبة استراتيجية في الوقت الفعلي على العديد من خيوط ترابط إجراءات الذكاء الاصطناعي التي تعمل على تشغيل مئات الوحدات في اللعبة.

تعد ألعاب العالم المفتوح حالة استخدام رائعة للعديد من سلاسل الرسائل نظراً لأنها غالباً ما تحتوي على أنظمة متزامنة متعددة تقود جوانب مختلفة من العالم. حتى GTA V، التي تم إصدارها للكمبيوتر الشخصي في عام 2013، تتجاوز نطاق النظام رباعي النواة.

توصياتنا:

من الواضح أن أي شخص يقوم ببناء جهاز كمبيوتر للألعاب الحديثة، بغض النظر عن الميزانية، يجب أن يتجنب وحدات المعالجة المركزية رباعية النوى إذا أراد عمر طويل للنظام.

نعتقد أن وحدات المعالجة المركزية سداسية النواة هي الخيار الأفضل للمبتدئين. يوفر هذا الخيار أربعة نوى للألعاب الحديثة ونواة للتعامل مع المهام غير المتعلقة بالألعاب دون التأثير على الأداء.

تعد وحدات المعالجة المركزية ثمانية النواة هدفك الأفضل، نظراً لأن هذا هو تكوين وحدة المعالجة المركزية في أجهزة اللعب الحديثة وستظل لسنوات حتى نهاية جيل بلاي ستيشن PlayStation 5 و سيريس إس وإكس Series X | S على الأقل.

إن تجاوز ثمانية نوى عالية الأداء ليس شيئاً نوصي به للألعاب فقط. يكون هذا الخيار أفضل إذا كنت أيضاً شخصاً يقوم بإجراء عمليات تحرير الفيديو أو غير ذلك من أعباء العمل غير المتعلقة بالألعاب والتي تتسع بشكل جيد على أكبر عدد ممكن من النوى.