تقنيات ثورية لتعزيز قدرات رسومات الكومبيوترات المحمولة

تصاميم مبهرة وتقنية متفوقة للطلاب والمحترفين واللاعبين... وتسخير تطور الذكاء الصناعي لمضاعفة مستويات الأداء

تسخر الكومبيوترات الحديثة تقنيات رسومات ثورية في تصاميم مبهرة

تطورت الكومبيوترات المحمولة بشكل كبير منذ إطلاق أولها في العام 1981 باسم Osborne 1 الذي قدم شاشة تعرض الصورة بالأبيض والأسود بقطر 5 بوصات (أصغر من معظم الهواتف الجوالة اليوم) وبذاكرته التي بلغت 64 كيلوبايت، ومعالجه الذي عمل بسرعة 4 ميغاهرتز وبوزنه الذي بلغ أكثر من 11 كيلوغراما.
ولكن مجالا واحدا كان يشكل فجوة ملحوظة بين الكومبيوترات المكتبية وتلك المحمولة، وهي قدرات بطاقة الرسومات، حيث إن الكومبيوترات المكتبية تستطيع تشغيل أعلى البطاقات قدرة وتبريدها بشكل صحيح لتعمل بأعلى مستويات الأداء الممكنة، على خلاف الكومبيوترات المحمولة التي كانت تستخدم إصدارات مصغرة من بطاقات الرسومات بسبب الأحجام الصغيرة لتلك الأجهزة، ولا تستطيع تشغيلها بكامل قدراتها بسبب تطلبها الكبير للطاقة الكهربائية وما ينجم عن ذلك من ضرورة للتبريد واستخدام المراوح التي تخفض من مدة الاستخدام لدى العمل عبر البطارية المدمجة. إلا أن هذا الأمر أصبح من التاريخ، حيث أصبح بمقدور الكومبيوترات المحمولة منافسة نظيرتها المكتبية، والتفوق عليها في بعض الأحيان، بسبب استخدامها للعديد من التقنيات الحديثة التي ترفع مستويات الأداء وتخفض من الحرارة المنبعثة وتسمح بالتعاون بين المعالج وبطاقة الرسومات، إلى جانب إطالة عمر البطارية في تصاميم لأجهزة منخفضة السماكة والوزن ذات شاشات عالية الدقة، مستخدمة تقنيات الذكاء الصناعي بشكل كبير لتحقيق ذلك.

- ثورة الرسومات
تستفيد الكومبيوترات المحمولة من التقنيات الحديثة بشكل كبير بفضل سلسلة بطاقات GeForce RTX 30 لرفع مستويات الأداء بشكل كبير وخفض استهلاك البطارية في آن واحد، الأمر الذي يعني حصول المستخدم على أفضل تقنيات الرسومات في أداء فائق وبسعر معتدل داخل كومبيوترات يمكن حملها أينما رغب المستخدم بفضل السماكة والوزن المنخفضين، واستخدامها لفترات مطولة. ولوحظت قفزة تقنية في نوعية شاشات هذه الكومبيوترات التي أصبحت تدعم عرض الصورة بتردد فائق يصل إلى 300 هرتز وبدقة عالية جدا. هذا الأمر يسمح باستخدام الكومبيوتر نفسه للدراسة والعمل واللعب بالألعاب المتطلبة في آن واحد، مع سهولة حمله أثناء التنقل.
وتستخدم بطاقات الرسومات المذكورة نظاما اسمه Max - Q يمزج بين هندسة التصميم والتبريد وخفض السماكة وهدوء مراوح التبريد، دون التضحية بمستويات الأداء ومدة استخدام البطارية المدمجة. ويستخدم هذه النظام عدة تقنيات داخل الجهاز المحمولة، منها Dynamic Boost 2.0 التي توزع الطاقة بين المعالج وبطاقة الرسومات وذاكرة الرسومات وفقاً للحاجة، وذلك بهدف خفض الانبعاثات الحرارية الناجمة وإطالة عمر البطارية.
تقنية أخرى مثيرة للاهتمام هي WhisperMode 2.0 التي تتخصص بخفض الضجيج الناجم عن تبريد الدارات الإلكترونية للكومبيوتر المحمول للمعالج وبطاقة الرسومات وباقي الدارات الإلكترونية وسرعة مراوحها، بحيث يختار المستخدم درجة الصوت المرغوبة وفقاً لرغبته لتعدل هذه التقنية سرعات المراوح الداخلية، مقدمة أفضل أداء ممكن دون إزعاج المستخدم.
ونذكر أيضا تقنية Advanced Optimus الذكية التي تقوم بالتبديل بين قدرات الرسومات الموجودة في بطاقة الرسومات المتخصصة وتلك الموجودة في وحدة الرسومات داخل المعالج وفقاً للحاجة، بحيث يمكن استخدام بطاقة الرسومات لدى الحاجة لاستخدام قدرات رسومات عالية (مثل الألعاب الإلكترونية وبرامج الرسومات المتقدمة)، أو وحدة الرسومات المدمجة في المعالج لدى استخدام برامج العمل أو استخدام وظائف نظام التشغيل القياسية. ومن شأن هذا الأمر رفع مدة استخدام بطارية الكومبيوتر المحمول وخفض الحرارة المنبعثة والضجيج الناجم عن مراوح التبريد، وإطالة عمر الدارات الإلكترونية. كما يمكن رفع سرعة استجابة البرامج والألعاب لأوامر المستخدم، مع عدم تقطع عرض صورة الألعاب بفضل استخدام تقنية مزامنة الصورة مع الشاشة المسماة G - SYNC.
وبالنسبة لتقنية Resizable Base Address Registers BAR، فهي تقنية ثورية تعمل على مستوى الدارات الإلكترونية للجهاز، وظيفتها هي السماح لمعالج الجهاز بالحصول على تقديم معلومات ذاكرة الصورة الخاصة ببطاقة الرسومات دفعة واحدة عوضا عن طلبها من الذاكرة عدة مرات، الأمر الذي يعني تبادل بيانات المعالج وبطاقة الرسومات بشكل مستمر، وبالتالي رفع مستويات الأداء بشكل ملحوظ في العديد من البرامج والألعاب، دون التضحية بعمر البطارية.
ومن التقنيات الثورية الأخرى Reflex التي تخفض من زمن الاستجابة لأوامر المستخدم، وترفع دقة اللعب بشكل كبير وتقدم الأفضلية للاعبين المتطلبين لأعلى مستويات الدقة والاستجابة. كما يمكن بث مجريات اللعب للآخرين عبر الإنترنت بسرعات فائقة وبأعلى جودة ممكنة باستخدام تقنية Encoder، الأمر الذي يحول غرفة المستخدم إلى ستوديو بث متكامل بأفضل الأدوات الممكنة، وبتكاليف منخفضة. وتسمح هذه التقنية بإزالة الضجيج الصوتي من حول اللاعب وتركيز تسجيل الصوتيات على صوته فقط وليس على البيئة، مستخدمة الذكاء الصناعي خلال ذلك.
وبالنسبة لصناع المحتوى والفنانين، فيمكن الاستفادة من أداة Omniverse التي تساعد في تسريع إكمال العمل على المشاريع الهندسية وتلك المتخصصة بالرسومات المجسمة باستخدام تقنيات الذكاء الصناعي. وتشمل قائمة الشركات المصنعة للكومبيوترات المحمولة التي تدعم هذه التقنية Razer وHP وLenovo وAsus، وغيرها.

- الذكاء الصناعي لرفع الأداء
وتشكل تقنية Deep Learning Super Sampling DLSS قفزة ثورية بالغة الأهمية في عالم الرسومات لمحاكاة القوانين الفيزيائية وتحرك العناصر في البيئة، ذلك أنها تستخدم تقنيات الذكاء الصناعي فوريا لمعالجة عدد أقل من البكسل على الشاشة (يتم معالجة ربع أو نصف عدد البكسل، وفقاً للبرنامج أو اللعبة) ولكن مع رفع دقة وجودة الصورة. وسيحصل المستخدم على مستويات أداء وجودة أعلى جراء استخدام هذه التقنية.
وتستخدم هذه التقنية أنوية خاصةً في بطاقات الرسومات تسمى «أنوية تينسور» Tensor Cores من شأنها تسريع حل مسائل الجبر الرياضية في الشبكات العصبية الموجودة في بطاقة الرسومات، والتي تتخصص في محاكاة القوانين الفيزيائية لتحرك العناصر وأثر الإسقاط الضوئي وانعكاساته على الأسطح المختلفة. وتقدم هذه التقنية 3 خيارات لجودة الصورة، هي «الجودة» و«الأداء» و«التوازن» بينهما، وذلك للتحكم بدقة معالجة الرسومات داخليا، بحيث يستطيع خيار «الأداء» تحقيق ما يصل إلى 4 أضعاف الدقة الأساسية، أي أن بطاقة الرسومات ستعالج الصورة بدقة 1080 ولكن جودة الصورة التي يتم عرضها هي 4K، دون ملاحظة أي أثر سلبي في النتيجة.
وتدرس هذه التقنية اتجاه العناصر المتحركة من الصورة Frame السابقة التي تكون بالدقة الفائقة، مثلا، وتستخدم تلك البيانات في الصورة التالية وتحاكي أثرها على الصورة التالية، عوضا عن معالجة الصورة التالية كليا من نقطة الصفر، ذلك أن العديد من عناصر الصورة التالية موجودة في الصورة السابقة ولا تحتاج لمعاودة معالجتها مرة أخرى. ويطلق مصطلح Temporal Feedback على هذه الآلية. وتستخدم شبكة ذكاء صناعي خاصةً الصورة السابقة بجودتها الفائقة، وتعمل على الصورة الحالية بجودة عادية، وتوجد الصورة التالية مستخدمة تلك البيانات لإيجاد صورة جديدة فائقة الدقة بسرعة عالية جدا. ولدى معالجة عشرات الآلاف من هذه الصور بدقة 16K الخارقة على أجهزة خادمة متقدمة جدا، يتم إيجاد نموذج خاص بتلك اللعبة يمكن لشبكة الذكاء الصناعي في بطاقة الرسومات استخدامه بعد تحميله عبر تحديث تعريف Driver بطاقة الرسومات على كومبيوتر المستخدم.
وكمثال على فوائد هذه التقنية، تستفيد لعبة Bright Memory بنحو 85 في المائة لرفع مستويات الأداء والحصول على معدل رسومات Frames Per Second يبلغ 60 صورة في الثانية مع دعم لتقنية تتبع الأشعة الضوئية من مصدرها Ray Tracing، بينما تستفيد لعبة Edge of Eternity بنحو 100 في المائة، و200 في المائة للعبة Fortnite. كما تستفيد ألعاب Anthem وBattlefield V وCall of Duty: Black Ops Cold War وControl وCyberpunk 2077 وDeath Stranding وGhostrunner وMarvel’s Avengers وThe Medium وMetro Exodus وMinecraft with RTX وOutriders وPumpkin Jack وShadow of the Tomb Raider وWatch Dogs: Legion، وغيرها، من هذه التقنية بدرجات كبيرة. وبالنسبة لمطوري الألعاب الإلكترونية، فيمكن استخدام إضافة Plugin لمحرك الألعاب Unreal Engine 4 لدعم تكامل هذه التقنية بشكل سلس وسهل.
ومن الألعاب الأخرى اللافتة للنظر التي تستفيد من هذه التقنية بشكل ملحوظ لعبة Call of Duty: Warzone التي تعتبر من أكثر الألعاب تطلبا لموارد الجهاز، بحيث يمكن الوصول إلى معدل صور في الثانية يتجاوز 208 من خلال 4 خيارات لتقنية DLSS، ورفع مستويات الأداء في الدقة الفائقة 4K بنحو 70 في المائة.