ما هو تسريع الأجهزة، ومتى يجب عليك تشغيله؟

تعمل كافة برامج الكمبيوتر على الأجهزة، فما الذي يعنيه إذن استخدام البرامج لـ”تسريع الأجهزة” إذا كانت الأجهزة تؤدي المهمة بالفعل؟ اتضح أن هناك طرقًا للقيام بالأشياء باستخدام أجهزة الكمبيوتر بشكل أسرع. كثيراً أسرع.

ما هو تسريع الأجهزة؟

تسريع الأجهزة هو أسلوب في الحوسبة حيث يتم استخدام أجهزة متخصصة لإجراء العمليات الحسابية بشكل أسرع بكثير من الأجهزة العامة. سنشرح ما يعنيه هذا في دقيقة واحدة فقط، ولكن الخطوط العريضة هي أن بعض المهام الشائعة تكون أسرع بكثير إذا كنت تستخدم أجهزة متخصصة لإنجازها. مثال جيد على ذلك هو وحدة معالجة الرسومات. اسم تاريخي آخر لوحدة معالجة الرسومات هو “مسرع ثلاثي الأبعاد”، على الرغم من أنها اليوم تفعل أكثر من مجرد رسومات ثلاثية الأبعاد بالطبع.

تستطيع وحدة المعالجة المركزية في جهاز الكمبيوتر الخاص بك إجراء جميع العمليات الحسابية التي تستطيع وحدة معالجة الرسومات القيام بها، ولكن وحدة معالجة الرسومات تستطيع القيام بذلك بشكل أسرع—سريع بما يكفي لجعل الرسومات ثلاثية الأبعاد المعقدة في الوقت الفعلي ممكنة. ومن الأمثلة الأخرى لتسريع الأجهزة في أجهزة الكمبيوتر والأجهزة المحمولة التقليدية ترميز الفيديو وفك تشفيره. تحتوي معظم أجهزة الكمبيوتر والهواتف الحديثة على شرائح متخصصة بداخلها تعالج الفيديو بسرعة، وفي حين تستخدم طاقة أقل بكثير من وحدة المعالجة المركزية الكاملة، فإنها تشارك في نفس المهمة.

تحتوي المعالجات الكبيرة مثل وحدات المعالجة المركزية ووحدات معالجة الرسومات على أقسام مخصصة داخل هياكلها الخاصة والتي تهدف إلى أداء مهام خاصة. على سبيل المثال، تحتوي بطاقة الرسومات NVIDIA RTX على مناطق خاصة في وحدة معالجة الرسومات مصممة لتسريع تتبع الأشعة أو المهام المرتبطة بالذكاء الاصطناعي.

لماذا تسريع الأجهزة أسرع؟

يعتمد تسريع الأجهزة بشكل أساسي على التخصص. فوحدة المعالجة المركزية (CPU) قادرة على أداء العديد من المهام، ولكنها لا تتقن أيًا منها. فهي تحتاج إلى المكونات الموجودة في تصميمها لأداء أي عملية حسابية يمكن التعبير عنها في الكود الثنائي، ولكن هذا غير فعال بطبيعته. على سبيل المثال، إذا كان عليك بناء جهاز يمكنه جمع وطرح وضرب وقسمة الأرقام، فمن غير المرجح أن يكون سريعًا مثل الجهاز المصمم لغرض وحيد هو جمع الأرقام معًا. ومع هذا التركيز الدقيق على مجموعة ضيقة من المشكلات، يمكنك أن تكون أسرع وأكثر كفاءة.

ما هي سلبيات تسريع الأجهزة؟

يأتي تسريع الأجهزة مصحوبًا ببعض التنازلات. أكبرها هو فقدان المرونة. عندما يكون لديك جهاز مصمم للقيام بشيء واحد، أو مجموعة صغيرة من الأشياء ذات الصلة، فإنك تتخلى عن القدرة على القيام بأشياء أخرى. وهذا هو السبب في أننا سنحتاج دائمًا إلى وحدة معالجة مركزية في شكل أو آخر، بغض النظر عن عدد المعالجات المساعدة المتخصصة التي لديك.

هناك عيب كبير آخر في تسريع الأجهزة وهو أنك مقيد بعملية معينة. على سبيل المثال، يستخدم عمال مناجم العملات المشفرة غالبًا ASICs (الدوائر المتكاملة الخاصة بالتطبيقات) التي تتميز بالسرعة والكفاءة في تعدين سلسلة كتل معينة. ومع ذلك، لا يمكنهم التعدين على سلاسل كتل أخرى تستخدم “رياضيات” مختلفة، لذا إذا أصبح هذا الشكل من التشفير غير مربح، تصبح الأجهزة عديمة الفائدة. يمكن لهاتفك تسريع فك تشفير الفيديو لبرامج ترميز الفيديو المحددة، لكنه لن يتمكن من القيام بذلك مع برامج الترميز الأحدث. ستحتاج إلى هاتف جديد للقيام بذلك!

وبالمثل، اللعبة آلان ويك 2 يستخدم مكونًا رسوميًا للأجهزة يُعرف باسم تظليل الشبكةإذا لم يكن لديك بطاقة رسوميات تدعم الأجهزة المعجلة لميزة تظليل الشبكة، فيجب على وحدة معالجة الرسوميات أن تلجأ إلى إجراء الحسابات باستخدام أجهزة أكثر عمومية، مما يؤدي إلى مشاكل كبيرة في الأداء.

بالنسبة لأولئك الذين يصممون المعالجات الدقيقة، هناك أيضًا سؤال مهم يتعلق بالأجهزة المتخصصة والمساحة المحدودة داخل الشريحة. على سبيل المثال، كان من الممكن أن تكون أجهزة تسريع تتبع الأشعة في بطاقات الرسوميات NVIDIA RTC عبارة عن معالجات GPU للأغراض العامة. وهذا يعني أنك تتخلى عن الأداء غير المرتبط بتتبع الأشعة لصالح تشغيل هذه الميزة بشكل أسرع كثيرًا.

متى يتم تشغيل تسريع الأجهزة

الإجابة المختصرة هي أنه يجب عليك تشغيل تسريع الأجهزة أينما كان متاحًا. في معظم الحالات، يكون التأثير على الأداء مقارنة باستخدام المعالجة للأغراض العامة عميقًا. على سبيل المثال، يمكن أن يكون لتصدير الفيديو المعجل بالأجهزة تأثير مالي حقيقي على منشئي المحتوى، لأن الوقت هو المال.

ومع ذلك، فإن تسريع الأجهزة ليس دائمًا الحل الأفضل:

• في بعض الأحيان، يكون تسريع الأجهزة هو السبب وراء عدم الاستقرار في التطبيقات. على سبيل المثال، من الشائع أن تتسبب ميزات تسريع الأجهزة في متصفحات الويب في حدوث مشكلات. ولهذا السبب، يعد إيقاف تشغيل تسريع الأجهزة للمتصفحات خطوة أولية شائعة لاستكشاف الأخطاء وإصلاحها.
• قد يكون تسريع الأجهزة أسرع في بعض الأحيان، لكنه ينتج نتائج أقل جودة. لذا، إذا كانت الدقة هي الأولوية، فقد ترغب في القيام بالأشياء بطريقة بطيئة.

ومع ذلك، إذا لم تكن لديك أي مشكلات تتعلق بالجودة أو الاستقرار، فما عليك سوى المضي قدمًا وتشغيل مفتاح التوربو هذا!