ما هو كرت الشاشة Graphics Cards وما وظيفته
تم التدقيق بواسطة: فريق أراجيك
قد تكون المكوّنات الخاصّة لأجهزة الكمبيوتر موضوعًا معقدًا جدًا، حتى بالنسبة لأولئك الذين يقضون وقتًا طويلًا في العمل على الحاسوب. ولكنّ مصطلحًا شيّقًا كثير التردد على مسامعنا في هذا المجال يجعل من أمر التعرّف عليه شيئًا ملّحًّا وضروريًّا، خصوصًا في خضم هذا العصر، حين تغدو العديد من المكونات “عتيقةً” بين عشيّة وضحاها! إنّها “بطاقة الفيديو” أو كرت الشاشة فما هو كرت الشاشة.
مفهوم بطاقة الفيديو أو كرت الشاشة
بطاقة الفيديو عبارةٌ عن مكون كمبيوتر يستخدم عمومًا لتحسين جودة الصور المعروضة على الشاشة. كما تُعرف بطاقات الفيديو أيضًا باسم بطاقات الرسومات، ومحولات الفيديو، وبطاقات العرض، ومحولات الرسومات ومسرعات الرسومات، ووحدة تحكم الفيديو…
إذا كانت وحدة المعالجة المركزية CPU هي الدماغ بالنسبة لجهاز الكمبيوتر، فإن بطاقة الفيديو هي بمثابة خياله.
وعلى هذا النحو، فإنّ أي شيءٍ يمكن أن تفكر به وحدة المعالجة المركزية، يمكن لبطاقة الفيديو أن تقدّمه لشاشتنا بشكلٍ جذّابٍ ومبهرٍ. وتتمثل وظيفة بطاقة الفيديو في أخذ المعلومات من وحدة المعالجة المركزية وتحويلها إلى صورةٍ، ثم إرسال تلك الصورة إلى الشاشة.
وبينما يمكن لوحدة المعالجة المركزية بالتعاون مع مكونات الكمبيوتر أن تعرض صورًا مُبسّطةً ثلاثية الأبعاد، تتفوق بطاقة الفيديو في تقديم العروض ـ الفيديو ـ المعقدة بسرعةٍ كبيرةٍ؛ إذ يمكن لبطاقة فيديو حديثة عرض فيديو بدقّة 1080 بكسل بسرعة 60 إطارًا في الثانية. وهذا يعني أنه يقوم بحساب أكثر من 2 مليون بيكسل 60 مرةً كل ثانية!
في المراحل المبكرة من الرسومات الحاسوبية، لم تكن بطاقات الفيديو متطورةً للغاية؛ إذ كانت مهمتها ببساطةٍ تقتضي إرسال بيانات الإخراج القادمة من المعالج إلى وسائل العرض.
نجح ذلك لأن الناتج كان بشكلٍ عام بتنسيقٍ نصيٍّ، وبالتالي؛ لم تكن الألوان والرسومات المعقدة متوفرةً في أنظمة التشغيل المبكرة، ولكن اليوم، بطاقات الفيديو هي أكثر من معالجات الحواسيب.
إذًا، وبشكلٍ أكثر وضوحًا، فإنّ “كرت الشاشة” عبارةً عن قطعةٍ من الأجهزة داخل الكمبيوتر تتعامل مع معالجة الصور والفيديو، بالإضافة إلى بعض المهام التي تتم معالجتها عادةً بواسطة وحدة المعالجة المركزية.
وهذا يعني أن بطاقات الفيديو تضيف بعض إمكانات المعالجة بدلًا من مجرد إرسال إشارةٍ بسيطةٍ على الشاشة؛ إذ يمكن لبطاقات الفيديو إجراء حساباتٍ إضافيةٍ للتحقق من جودة الإخراج ثم تخصيص ذلك للاستفادة بشكلٍ كاملٍ من إمكانات العرض.
وصف بطاقة الفيديو
الشكل “الكلاسيكي” لبطاقة الفيديو عبارةً عن قطعةٍ من جهاز الكمبيوتر مستطيلة الشكل، لها منفذ اتصال في الجزء السفلي، ومنفذٍ واحدٍ أو أكثر على الجهة الجانبية للاتصال بشاشات عرض الفيديو والأجهزة الأخرى.
في الحاسوب الشخصيّ، ونظرًا لأن اللوحة الأم وحالة البطاقة وبطاقات التوسيع مصممةٌ مع مراعاة التوافق، فإن جانب بطاقة الفيديو يتناسب تمامًا مع عتاد الحاسب عند تثبيتها، مما يجعل منافذها (مثل HDMI وDVI أو VGA) متاحةً للاستخدام.
تحتوي بعض بطاقات الفيديو على منفذٍ واحدٍ فقط للاتصال بشاشةٍ قياسيةٍ أو بروجيكتور، في حين أن البطاقات الأكثر تقدمًا قد تحتوي على منافذٍ للوصلات إلى مصادر مخرجات متعددة بما في ذلك أجهزة العرض والتلفزيون الإضافية.
مكونات وأجزاء بطاقة الرسوميّات
تتكون بطاقة الرسومات الحديثة من عدّة مكوناتٍ رئيسيةٍ:
- GPU (وحدة معالجة الرسومات): وحدة معالجة الرسومات أو المعروفة باسم GPU هي قلب بطاقة الرسومات، وهي المكون الرئيسي لبطاقة الرسومات حيث تتم معالجة الرسومات. على عكس وحدة المعالجة المركزية التي تحتوي على 2 إلى 16 مركزًا فقط، فإن معالج GPU يتكون من مئات أو آلاف من النوى الصغيرة أو الوحدات التي تعمل بالتوازي لإجراء عمليات الرسومات المعقدة. تسمّي شركة Nvidia هذه النوى أو المعالجات باسم Cuda Cores أو Shaders، في حين أنّ شركة AMD / ATI تطلق عليها تسمية “Stream Processors”.
- الذاكرة: الذاكرة هي المكان الذي يتم فيه تخزين جميع التركيبات المعقدة ومعلومات الرسومات الأخرى. وتقوم وحدة معالجة الرسومات (GPU) بجلب المواد من الذاكرة ومعالجتها وإرسالها مرةً أخرى إلى ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) ثم ترسلها إلى RAMDAC ثم إلى شاشة العرض. RAMDAC هو Random Access Memory Digital to Analog Converter الذي يحول الصورة إلى الإشارة التناظرية ويرسلها إلى شاشة العرض من خلال كابل الشاشة. تحتوي بطاقات الرسومات على أنواعٍ مختلفةٍ من الذواكر بناءً على وحدة معالجة الرسومات المستخدمة في بطاقة الرسومات. وأكثر أنواع الذواكر شيوعًا والمستخدمة في بطاقات الرسومات هي GDDR3 وذاكرة الوصول العشوائي GDDR5، حيث تشير G إلى Graphics وDDR إلى Double Data Rate. ذاكرة RAM أو Memory Card لبطاقة الرسوميّات أسرع بكثيرٍ من نظيرتها المستخدمة في الحاسب المكتبيّ أو الكمبيوتر المحمول.
- الواجهة الداخلية: الواجهة الداخلية هي الواجهة التي تتصل من خلالها بطاقة الرسومات باللوحة الأم. وتستخدم بطاقات الرسومات القديمة واجهة AGP (Accelerated Graphics Port) للاتصال باللوحة الأم، ولكن الآن تم استبدالها بواجهة PCI Express 2.0 x16 لأداءٍ أسرع وأكثر كفاءةً.
- مشتّت الحرارة ومروحة: تشكل غرفة التبريد والمروحة جزء التبريد في بطاقة الرسومات، والتي تستخدم في خفض درجة حرارة وحدة معالجة الرسومات وذاكرة الوصول العشوائي (في بعض البطاقات). غرفة التبريد عبارةً عن جهاز تبريدٍ سلبيٍّ يتكون من النحاس أو الألمنيوم والغرض الرئيسي منه هو إخراج الحرارة من وحدة معالجة الرسوم وتبديدها في المناطق المحيطة. والمروحة هي عبارةٌ عن جهاز تبريد نشط يقوم بتفريغ الهواء على غرفة التبريد لجعل المبرد يبرد بشكلٍ أسرع حتى يتمكن من سحب الحرارة بسرعةٍ من المكونات. وقد تم تجهيز بعض بطاقات الرسومات منخفضة المستوى بخافض حرارةٍ ومروحةٍ فقط، من أجل تبريدٍ مناسبٍ وفعال.
- موصلات الطاقة: موصلات الطاقة موجودةٌ فقط في بطاقات الرسومات متوسطة إلى عالية المستوى لأن هذه البطاقات تحتاج إلى طاقةٍ إضافيةٍ لتشغيلها. من الأمثلة عليها موصلات الطاقة “6 أسنان”، وفي البطاقات عالية المدى يمكن وجود اثنين من هذه الموصلات. لا تحتوي بطاقة الرسومات ذات الأداء المنخفض على موصلات الطاقة (أسنان) حيث أنها لا تتطلب الكثير من الطاقة لتشغيلها وهي تستمد الطاقة من فتحة اللوحة الأم PCI Express x16 فقط.
- منافذ الفيديو (الإخراج): تشكل الواجهة الخارجية لبطاقة الرسومات. ويتم استخدامها لتوصيل جهاز العرض إلى بطاقة الرسومات عن طريق الكابل المناسب. تحتوي بطاقة الرسومات منخفضة المستوى على منافذ VGA وDVI (واجهة الفيديو الرقمية) فقط، بينما تشتمل منافذ الواجهة المتقدمة على DVI وHDMI (واجهة الوسائط المتعددة عالية الدقة). كل من DVI وHDMI هي واجهةٌ رقميةٌ ولكن في HDMI يمكن نقل الإشارة الصوتية أو الصوت بواسطتها. في الماضي، كان VGA أو SVGA أكثر التوصيلات المستخدمة شيوعًا مع شاشات الكمبيوتر، ولكن، اليوم، معظم شاشات العرض المسطحة تستخدم موصلات DVI أو HDMI.
إلى جانب كل هذه المكونات الرئيسية، هناك مكوناتٌ أصغر أخرى مثل المكثفات، والصمامات الثنائية، والمقاومات، وما إلى ذلك.
حقائق وأسئلة مهمّة عن كرت الشاشة
تدعم اللوحة الأم الواحدة مجموعةً محدودةً من تنسيقات بطاقة الفيديو، لذا يجب دائمًا التحقق من الشركة المصنعة للوحة الأم قبل شراء أي نوعٍ من بطاقات الفيديو.
إن العديد من أجهزة الكمبيوتر الحديثة لا تحتوي على منافذٍ توسعةٍ لبطاقة الرسوميات، إذ بدلًا من ذلك تقتصر على بطاقةٍ مدمجةٍ؛ حيث تتكامل وحدات معالجة الرسوميات مباشرةً مع اللوحة الأم، هذا يوفر جهاز كمبيوتر أقل تكلفةً ولكن أيضًا نظام رسوماتٍ أقل قوة.
يعتبر هذا الخيار حكيمًا بالنسبة إلى الشركات التي تنوي تقديم خدمات الأجهزة المتوسطة والمستخدم المنزلي في حال عدم الحاجة لقدرات معالجات الرسومات المتقدمة لتحرير الفيديو مثلًا أو تشغيل أحدث الألعاب.
تسمح معظم اللوحات الأم الرئيسية المزوّدة ببطاقة رسوميات مدمجة ـ وبمعنى أدقّ “رقاقة معالجة رسوميّات” ـ وفي نفس الوقت تقبل إضافة بطاقة فيديو ـ أي تحوي فتحةً توسعةً مخصّصةً لها ـ تسمح بتعطيل البطاقة المدمجة من أجل استخدام بطاقة الفيديو المثبتة في فتحة التوسعة. ويمكن للمستخدم الاستفادة من هذه الميزة عن طريق إعدادات نظام التشغيل، أو من خلال الـ BIOS.
قد يؤدي استخدام بطاقة فيديو مخصصة إلى تحسين الأداء العام للنظام؛ لأنّ ذلك يضمن الاستفادة من ذاكرة الوصول العشوائي الخاصة ببطاقة الفيديو، ومنظمات الطاقة، والتبريد، وحتى يمكن استخدام ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) ووحدة المعالجة المركزية (CPU) لأشياء أخرى.
تحتوي أجهزة الكمبيوتر المحمولة والأجهزة اللوحية وحتى الهواتف الذكية على بطاقات فيديو، وإن كانت أصغر حجمًا وغير قابلةٍ للاستبدال في الغالب.
هل يمكنني تثبيت أكثر من بطاقة فيديو واحدة؟
نعم فعلًا، إذا تمت مراعاة مصادر الطاقة الكافية ونظام التبريد الكفؤ.
كل من AMD Radeon (باستخدام Crossfire) وبطاقات NVIDIA GeForce (باستخدام SLI) قادر على تشغيل اثنين أو أكثر من بطاقات الفيديو معًا.
ما هي بطاقة الفيديو التي أمتلكها؟
في Windows، أسهل طريقة لمعرفة ما هي بطاقة الفيديو لديك هي استخدام “إدارة الأجهزة”، حيث يمكنك العثور على بطاقة الفيديو المثبتة ضمن قسم محوّلات أجهزة العرض.
هناك طريقةٌ أخرى لمعرفة بطاقة الرسومات التي تمتلكها وهي من خلال بعض أدوات معلومات النظام المجانية مثل Speccy، والتي تحدد الشركة المصنعة والطراز وإصدار BIOS ومعرف الجهاز وواجهة الناقل ودرجة الحرارة ومقدار الذاكرة وتفاصيل بطاقة الفيديو الأخرى.
كيف أقوم بتثبيت أو تحديث برنامج تشغيل بطاقة الرسوميّات!؟
على غرار جميع الأجهزة، تتطلب بطاقة الفيديو برنامج تشغيل الجهاز، وهو ما يعرف بأنّه “تعريف كرت الشاشة” كما هو شائعٌ؛ وذلك للتواصل مع نظام التشغيل وبرامج الكمبيوتر الأخرى. وتنطبق نفس العملية التي تستخدمها لتحديث وتعريف أي نوعٍ من الأجهزة على برنامج تشغيل بطاقة الفيديو.
إذا كنت تعرف ما هو برنامج تشغيل بطاقة الفيديو الذي تحتاج إليه، فيمكنك الانتقال مباشرةً إلى موقع الشركة المصنعة وتنزيله يدويًا.
تلك هي دائمًا الطريقة الأفضل للحصول على برامج التشغيل وذلك لكون مزود التعريف الأصلي مصدر ثقةٍ، ولا يحتوي على أي برامجٍ ضارةٍ، وعليه لن تواجه أي مشاكلٍ فيما يتعلّق بالأمان والأداء.
لحسن الحظ، فإن معظم برامج تشغيل بطاقة الفيديو قابلةٌ للتثبيت تلقائيًا، فبمجرد تنزيل برنامج تشغيل بطاقة الفيديو الذي يتطابق مع الجهاز، سيقوم بتثبيت التحديث أو التعريف عند طلب المستخدم؛ مما يعني أنك لن تحتاج إلى أي خطوات تحديثٍ يدويٍّ.
إذا كنت لا تعرف برنامج تشغيل بطاقة الفيديو المحدد الذي تحتاج إليه، أو إذا كنت تفضل عدم تنزيل برنامج التشغيل وتثبيته يدويًا، فيمكنك استخدام برنامج مجاني للكشف تلقائيًا عن برنامج التشغيل الذي تحتاجه وتنزيله.
ولعل الخيار المفضّل لذلك لدى الكثيرين هو برنامج Driver Booster، ولكن يمكنك العثور على العديد من البرامج الأخرى لذات الغرض.
وفي النهاية، قد لا تكون بطاقة الرسومات هي المكون الأساسي لمستخدمٍ عاديٍّ أو متوسط ولكنها تعتبر العنصر الأكثر أهميةً بالنسبة لمحبّي الألعاب ذات الأداء العالي والأشخاص الذين يقومون بتشغيل تطبيقات أو برامج رسومية تعتمد على الموارد بشكلٍ مكثفٍ.
وعلى كلّ حال لا يعقل بالطبع تصوّر التكنولوجيا اليوم بدون هكذا عنصر تقنيّ كونه يأتي في مقدّمة العناصر المطلوب توافرها على أي جهازٍ ليكون محطّةٍ للإبداع!
الاسئلة الأكثر تكراراً حول ما هو كرت الشاشة Graphics Cards وما وظيفته
الإجابة المختصرة لهذا السؤال هي نعم، سواء كنت تبحث عن جهاز للعب عليه أو حتى مجرد ممارسة الأعمال الأخرى، ففي الحالتين من الضروري الحصول على كرت شاشة جيد، وذلك لأن أغلب البرامج اليوم، سواء كانت ألعاباً أو برامج تصميم ومونتاج أو حتى متصفح انترنت، جميعها يحتاج إلى كرت شاشة ولكن بدرجات متفاوتة طبعاً.
يساعد كرت الشاشة في إظهار الرسومات، وهو ضروري جداً سواء في الحواسيب الشخصية أو اللاب توب، حيث ستحتاج إلى وجود كرت شاشة حتى لو كان استخدامك للاب توب محدوداً، أو كنت ترغب في استخدام برامج التصميم أو اللعب.
يوجد نوعين أساسيين من كروت الشاشة، منفصل ومدمج، حيث تأتي بعض أجهزة اللاب توب بكرت شاشة مدمج في المعالج، وهو الأمر الذي لا ننصح به حقاً إذا كنت تبحث عن جهاز لتشغيل برامج التصميم والمونتاج، أو ممارسة الألعاب الإلكترونية. لذلك يفضل الحصول على كرت شاشة منفصل، والذي سيكون غالباً من إنفيديا، أو AMD أو إنتل.