recent
أخبار ساخنة

تعرف على البنية التركيبية لبطاقة الرسومات Graphics Card

Image Credit: Nvidia

إن كلمة كمبيوتر أو لابتوب أصبحت شائعة جدا هذه الأيام، خصوصا مع توسع عالم التكنولوجيا والتطور. هذه الكمبيوترات تستخدم تكنولوجيا بالنانو أو البيكو على الأرجح ستجدها بشكل مصغر Miniaturized وتجمع كل الملحقات في قالب واحد يدعى بالوحدة المركزية.
ومن روائع هذه الأجهزة الإلكترونية أنها تستخدم الترانزستور كأصغر مكون أساسي في تركيبها، والترانزستور هو ذلك المكون الطاقوي الذي يسمح بتوزيع الطاقة بشكل يناسب استخدام الكمبيوتر واحتياجاته. وبطاقات الجرافيكس أو بطاقات الرسومات Graphics Cards هي إحدى الملحقات الأساسية في كل كمبيوتر محمول أو مكتبي على حد سواء، فهي المسؤولة عن كل ما هو ظاهر أمامك في الشاشة وفي هذا المقال سنقوم بتشريح كامل للبطاقة وندرس تفاصيلها الداخلية.
تعد بطاقات الرسومات أحد مكونات الكمبيوتر التي نقضي معظم أوقاتنا في محاولة فهمها. لذا نرى أنه من المهم أن نعمل لها تشريحا مفصلا والخوض في تفاصيلها ومراجعة أجزاءها جزء بجزء، فإذا كنت تحاول إكتساب حاسوب للدراسة أو للإستمتاع في المنزل فهل ترى نفسك مؤهلا لتركيبه شخصيا، وما مدى معرفتك بمكوناته الداخلية.

التعريف ببطاقة الرسومات

لإعطاء البطاقة إسما أكثر تواضعا فإننا سنسميها بطاقة شاشة. هذه البطاقات يتم تصميمها وتصنيعها من قبل شركات رأس مالها مليارات الدولارات في جميع أنحاء العالم وهي في الغالب تعد أكبر وأغلى مكون للجهاز بعد المعالج الأساسي.
حاليا ستجد في أسواق مثل Amazon أو Gearbest العديد منها بمبيعات قد تجاوزت الآلاف بأسعار تتراوح بين ال 70 و ال 900 دولار بينما يتراوح الوزن الكلي لها بين 300 غرام و 950 غرام للواحدة وذا حسب التصميم والقوة بأبعاد بين  20 سنتيمتر و 35 سنتيمتر. وتستخدم البطاقات شرائح السيليسيوم موضوعة على بطاقة طابعة، تستعمل الشرائح في تشفير وإعادة فك تشفير الإشارات المستقبلة من البطاقة الأم.
وبعد فتح البطاقة يمكنك بوضوح مشاهدة الكثير من المعادن المشكلة لبنيتها الداخلية كما ستلاحظ وجود معدن الفضة التي لها دور سنعرفه لاحقا. ويمكنك إختبار ومراجعة ما بداخل أي كارت سواء كانت من نوع Nvidia  أو AMD فهي تتشابه لحد ما في تركيبتها.
وثاني شيء ستلاحظه خلال فتح الكارت هو وجود مجموعة من المكونات الإلكترونية ومساحات كبيرة فارغة بشكل لا يصدق. لكن حقيقة أن الأسلاك القادمة من القسم الرئيسي متصلة بها يجعلها شيئا مهما للغاية.

نظام تبريد بطاقة الرسومات

Image Credit: Nvidia (Strix)
جميع مكونات بطاقات الرسومات Graphics Cards هي عبارة عن دوائر كهربائية مدمجة، وبالتالي عملها يؤدي إلى توليد حرارة كبيرة بداخل الجهاز وقد تحتوي بطاقة الرسومات على أكثر من ألف دارة صغيرة وأي خطأ صغير في نظام التبريد يؤدي إلى حرق جميع الدارات الأخرى مما يتسبب في خسارة للبطاقة. لهذا السبب بالتحديد يتم إخفاء معظم بطاقات الرسومات داخل توليفة معينة من نظام التبريد، يتم تصميم هذا النظام ليكون قابلا للفتح ببراغي أو أي نظام غلق آخر كما ستجد بعض الملصقات التي تحمل معلومات حول البطاقة والتي يتجاهلها معظم الأشخاص.
يطلق على نظام التبريد في البطاقة أو أي ملحق للكمبيوتر بالمروحة أو ال FAN بحيث تقوم المروحة بسحب الهواء إلى داخل الكمبيوتر من خلال قطع حديدية متوازية. ويمكنك من خلال الصورة أن ترى الكتلة المعدنية التي نتكلم عنها والتي تحيط بها مادة سائلة إن هذا الأمر ليس بالجديد ... صح ! !
لكن هل أدركت أن هناك شرائط ذات لون أزرق، هل جربت ملمسها الإسفنجي! لعلك صادفتها يوما ما خلال فتحك لجهاز راديو والدك القديم! ... تلك الإسفنجة تدعى بالعادة "وسادة حرارية" وهذا راجع لدورها كأداة تسمح بإتصال أفضل بين أجزاء معينة من الدارة وقاعدة جهاز التبريد. بدون هذه الشرائط لن يتم تبريد الجهاز وستحترق حتما!
إضافة إلى ما تم ذكره فإنك ستكون سعيدا جدا خلال إقتنائك لأحد هذه الماكينات الخارقة، لكن بمجرد فتحها ستشعر بالإستياء وتعيد غلقها بسرعة، هذا لأنك ستشعر كأنك تحاول الخوض في محرك ثلاجة . . . فالأنابيب الداخلية التي تحمل محلول الأمونيا تقوم بشكل فعال بعملية إمتصاص الحرارة ليتحول السائل لبخار ليتم إعادة برمجته لتبريد جديد.

العقل المحرك لل Graphics Cards

Image Credit: Intel
بعد أن راجعنا نظام التبريد لبطاقة الرسومات، دعنا الآن نرى ماذا لدينا أيضا في الجعبة. هل لاحظت وجود شريحة كبيرة في الوسط محاطة برقائق سوداء وعدد كبير من المكونات الكهربائية !! لا بد أنك تأكدت أنه المعالج الرئيسي للبطاقة، ويتم تسمية المعاجل بأسماء عديدة حسب الحاجة فقد تجدل على سبيل المثال اسم Video Adapter أو اسم مسرع ثلاثي الأبعاد 3D Accelerator أو شريحة غرافيك Graphic Chipset . لكن خلال الأيام الحالية تم تغيير هذا الإسم ليبى مقتصرا على GPU أو Graphics Card  وكان الشرف ل Nvidia  التي إعتبرت الأولى التي استخدمت الاختصار GPU.

معدل استهلاك الطاقة لبطاقة الرسومات

Image Credit: Unsplash
مثل أي ملحق من ملحقات الكمبيوتر، تحتاج بطاقات الرسومات إلى جهد كهربائي للعمل بالشكل المطلوب وتعتمد هذه الطاقة أو الاستهلاك على قدرة المعالجة التي تمتاز بها البطاقة. أما عن وحدات الذاكرة في البطاقة فهي تحتاج فقط لبعض وحدات طاقوية بالواط للعمل بشكل جيد.
وللبطاقة فتحة للتوصيل بالمصدر الكهربائي Power Supply ونوع الإتصال الذي تستخدمه هو PCI Express والصورة التالية توضح مخطط كهربائي للمنفذ الخاص بالبطاقة. وتوصيل ال PCI Express يتم عن طريق اشارات تفاضلية بإرسال واستقبال البيانات باستعمال مدخلين كل مدخل مسؤول عن ارسال bit واحد من البيانات. لا داعي للدخول في التفاصيل الكهربائية لأننا سنكتفي بهذا القدر ونصوب تركيزنا حول الدور الأساسي للبطاقة.
قد يبدو من الغريب أن رسم صورة من لعبة Assassin’s Creed Odyssey فقط يحتاج كل هذا التعقيد والتكليف من نقود، لكن أنصحك بالرجوع لأول المقال لمشاهدة كيف تتم معالجة البيانات بداخل بطاقة الرسومات للتأكد من أن ذلك يستحق عناء الشراء. فعندما تدرك أنها أساسية لرسم حوالي 30 مليون بيكسل في الثانية فإنك ستحاول نسيان أمر سعرها المرتفع.
وفي الأخير نتمنى أن نكونا قدمنا لكم مايكفي من المعلومات للبدأ في عالم التقنية، أو حتى كدليل مجدي لإصلاحها لاحقا أو الإستفادة من أي جزء منها حال حصول عطب بها. كما ندعوكم لمشاهدة مقال أفضل كارت شاشة Graphics Card سنة 2020.


google-playkhamsatmostaqltradent