دانشنامه سخت افزاری‌ برای تازه کارها

این روزها فناوری بسیار سریع پیشرفت می‌کند. اگر هر چند وقت یک بار متوقف نشده و به اطراف نگاه نکنید ممکن است از مشاهده موج پیشرفت آن عاجز بمانید. این موج پیشرفت در حوزه کامپیوتر و سخت افزار منتسب به آن حتی بیشتر است. به طوریکه خروجی‌های سخت افزاری شرکت‌های پیشرو این حوزه نیز نوید از آینده‌ای متفاوت در دنیای گیمینگ را می‌دهند.

دنیای سخت افزار به خصوص سخت افزار گیمینگ ممکن است مملو از اصطلاحات متفاوت و گیج کننده باشد. کلمات، اصطلاحات اختصاری و ویژگی‌هایی که احتمالا به گوش همه ما آشنا نیستند. خرید و انتخاب سخت افزار بدون دانش و پیش زمینه‌ای درباره این جزییات می‌تواند چالش برانگیز باشد. پس در این مقاله قصد دارم به بررسی ساده و روان برخی از این اصطلاحات بپردازیم.

پردازنده‌ (Processor)

پردازنده‌ها در واقع مغز کامپیوترها هستند. هر اتفاق، تجریه تحلیل و دستوری که کامپیوتر اجرا می‌کند منوط به این قسمت از سخت افزار سیستم می‌باشد. پردازنده‌ها شامل بخش‌های زیادی‌اند که در ادامه بررسی می‌کنیم.

واحد پردازش مرکزی (CPU)

پردازنده یا تراشه‌ای که از آن با عنوان مغز رایانه یاد می‌شود. در واقع CPU داده‌های دستوری را از RAM دریافت، رمزگشایی و پردازش می‌کند و در نهایت خروجی را تحویل می‌دهد. عملکرد پایه‌‌ای CPU شامل سه قدم واکشی (Fetch)، رمزگشایی (Decode) و اجرا (Execute) می‌باشد.

هسته‌ها (Cores)

هسته‌ها در CPU در واقع پردازنده‌هایی کوچکتر در داخل پردازنده اصلی هستند که به شما امکان اجرای چندین عملیات را به صورت هم ‌زمان می‌دهند. تعداد هسته‌های بیشتر در یک پردازنده مرکزی (CPU)، به تسریع عملکرد آن پردازنده کمک زیادی می‌کند.

رشته‌ها (Threads)

رشته‌ها درواقع دستورالعمل هایی هستند که به پردازنده ارسال می‌گردد. پردازنده‌ها در حالت معمول می‌توانند تنها یک دستورالعمل را از نرم افزار دریافت کرده و پردازش کنند. اما با وجود فناوری HyperThreading در پردازنده های Intel و Simultaneous Multi Threading روی تراشه‌های AMD هسته‌های واقعی در پردازنده به وسیله رشته‌ها به هسته‌های مجازی تقسیم شده و می‌توانند همزمان چند دستور را اجرا کنند.

حافظه نهان (Cache)

حافظه‌ای است بسیار سریع که در طراحی CPU تعبیه شده است. کش حافظه‌ای کوچک‌تر، سریع‌تر، و گرانتر از رم است که اطلاعات مورد نیازتر پردازنده را در خود ذخیره می‌کند. وقتی پردازنده می‌خواهد داده‌ای را از حافظه اصلی بخواند ابتدا بررسی می‌کند که در کش موجود است یا نه، در غیر این صورت به سراغ حافظه اصلی می‌رود.

اسلات‌های PCIe و PCI

اسلات‌های PCI یا PCIe به معنای اتصال سریع قطعات جانبی، در واقع استانداردی نو برای اتصال پرسرعت تجهیزات و قطعات جانبی کامپیوتر هستند. این شیارها عامل اتصال پردازنده‌ها ماننده پردازنده گرافیکی (GPU) به مادربرد هستند. نوع شیار PCIe استفاده ‌شده در سیستم شما بستگی به نوع مادربرد شما خواهد داشت.

پخش کننده حرارت (Heat spreader)

پخش کننده حرارت فلزی است که به قسمت بالای پردازنده مرکزی متصل است و برای انتقال حرارت از هسته های پردازنده به یک جز cooling خنک کننده پردازنده گسسته کمک می‌کند. همچنین باعث می‌شود فشار مستقیمی بر روی پردازنده که بسیار شکننده است، وارد نشود.

خمیر سیلیکون (Thermal compound)

خمیر سیلیکون یا گریس گرمایی در واقع بخشی از سیستم گرمایی پردازنده است که جهت انتقال گرما از CPU یا GPU به گرماگیر یا هیت سینک (Heat sink) استفاده می‌شود. خمیر سیلیکون نوعی خمیر و چسب رسانای گرمایی است که جنس آن پلیمر بوده و بین قطعاتی که دارای گرمای زیاد بوده و قطعات انتقال دهنده گرما قرار می‌گیرد. برای حفظ عملکرد پردازنده‌ها لازم است این خمیر در بازه‌های منظم تعویض گردد.

سرعت کلاک (Clock speed)

فرکانس پردازنده، سرعت پردازنده، فرکانس کاری و یا سرعت کلاک نرخی است که پردازنده یک چرخه کامل کاری (Clock) را طی می‌کند. سرعت کلاک رابطه مستقیمی با سرعت سیستم شما دارد.

مدار تنظیم‌ کننده ولتاژ (VRM)

مدار تنظیم ‌کننده ولتاژ یا Voltage Regulator Module یکی از مهم‌ترین بخش‌های سیستم برق‌رسانی مادربرد است که وظیفه تصفیه ولتاژ ورودی از منبع تغذیه اصلی و تبدیل آن به ولتاژ مورد نیاز قطعات مختلف به خضوض پردازنده مرکزی (CPU) را داراست. در واقع این مدار که از سه بخش خازن، ماسفت و آی‌سی‌های درایور و چوک‌ تشکیل شده، وظیفه دارد ولتاژ مورد نیاز را به صورت پایدار و با جریان (آمپر) مورد نیاز را به پردازنده ارائه دهد.

اورکلاک (Overclocking)

به معنی افزایش سرعت کلاک اجزای سخت‌افزار فراتر از مشخصات اولیه آن است. این عمل قابل استفاده بر روی کارت‌های گرافیک، حافظه و پردازنده‌ها است. سیستم های اورکلاک شده عملکرد بهتری دارند اما به نوبه خود از انرژی بیشتری استفاده می‌کنند و گرمای بیشتری تولید می‌کنند، در نتیجه بیشتر فرسوده شده و عمر کمتری خواهند داشت. البته باید در نظر داشت که همه‌ی مادربوردها، اجازه‌ی تغییر فرکانس کاری قطعات را به کاربر نمی‌دهند.

مادربرد (Motherboard)

مادربرد یا برد اصلی (Motherboard) مرکز ارتباطات رایانه و امکانات است. در واقع مادربرد نوعی تخته مداری الکتریکی است که بخش‌های گوناگون یک کامپیوتر روی آن سوار می‌شوند. مادربر دو وظیفه اصلی، اتصال اجزا به هم و تامین انرژی الکتریکی آن‌ها را به عهده دارد. این قسمت از اجزای زیاد و پیچیده‌ای تشکیل شده که به اختصار در ادامه ذکر شده‌اند.

چیپ‌ست (Chipset)

چیپ‌ست مجموعه‌ای از چیپ‌ها کوچک است که روی مادربرد قرا می‌گیرد. این چیپست بسیاری از اتصالات را با پردازنده مرکزی مانند ورودی و خروجی‌ها، LAN، فضای ذخیره سازی و صدا مدیریت می‌کنند. در واقع Chipset به نوعی تعیین کننده ارتباط دیگر سخت افزار ها با یکدیگر می‌باشد. 

سوکت (Socket)

سوکت در واقع قسمتی از مادربرد است که پردازنده مرکزی (CPU) روی آن سوار می‌شود. که پردازنده در آن به مادربرد و متعاقباً به سایر اجزای رایانه متصل می شود. در واقع سوکت نقطه اتصال CPU با مادربرد می‌باشد. در جمع کردن یک سیستم کامپیوتر باید توجه داشت که سوکت و CPU از یک نسل باشند، در غیر اینصورت ارتباطی بین این دو برقرار نخواهد شد. این سوکت‌ها در سه آرایش کلی LGA ،PGA و BGA ساخته می‌شوند.

آرایش‌های LGA ،PGA و BGA

اگر بخواهم خلاصه کنم PGA از پین های پردازنده استفاده می‌کنند، LGA از پین‌های پردازنده به نفع پین‌های موجود در سوکت مادربرد صرف نظر می‌کنند و BGA از توپ های لحیم شده برای اتصال به سیستم استفاده می‌کنند. سوکت‌های BGA به‌طور دائمی به مادربرد متصل می‌شود و به ‌همین‌ دلیل، امکان به‌روزرسانی پردازنده وجود نخواهد داشت. هنگام خرید CPU و مادربرد باید به نوع سوکت‌ها و سازگاری آن‌ها توجه کرد.

اتصالات قدرت (Power connectors)

اتصال دهنده‌های سخت افزاری هستند که برق از منبع تغذیه (PSU) به مادربرد منتقل می‌کنند. اکثر مادربردهای مدرن به یک پاور کانکتور ۲۴ پین EATX و یا ۴ پین ATX یا ۸ پین EATX نیاز دارند.

اتصالات SATA

SATA که مخف کلمات Serial Advanced Technology Attachment می‌باشد، استانداردی بر پایه‌ی IDE است که در سال ۲۰۰۱ به بازار عرضه شد. SATA روشی پرسرعت است که برای اتصال دستگاه‌هایی چون هارد درایو و درایوهای نوری به مادربورد سیستم مورد استفاده قرار میگیرد.

اسلات‌های M.2

پورت یا اسلات M.2 و کارت‌های M.2 مانند PCIe ارتباط سریعی بین اجزای کامپیوتر فراهم می‌کنند. پورت‌های M.2 پیش ‌زمینه‌ی معرفی حافظه‌های SSD بسیار کوچک و در عین حال بسیار سریع‌اند که در لپ‌تاپ‌ها و اولترابوک‌های رده اول به وفور از آنها استفاده شود.

اسلات‌های پی‌سی‌آی (PCI)

این اسلات‌ها برای اتصال کارت‌های صدا، مودم، تلوزیون، شبکه و غیره است. تعداد و نوع این اسلات‌ها در مادربردهای مختلف متفاوت است.

کارت گرافیک (Graphics card)

پردازنده گرافیکی (GPU)

واحد پردازش گرافیک تراشه مرکزی کارت گرافیک است که قدرت محاسباتی کارت گرافیک را هدایت می‌کند. واحد پردازش گرافیک یا همان GPU که مخفف کلمه Graphics Processing Unit به ‌عنوان ابزاری است که برای رندر گرفتن (پردازش و خروجی گرفتن) تصاویر در سیستم‌های کامپیوتری است.

واحد محاسبه (Compute unit)

گروهی از پردازنده‌های جریان که توسط Nvidia به عنوان جریان چند پردازنده (SM) نیز شناخته می‌شوند.

ترافلاپس (TFLOP)

یک FLOPS یا Floating Point Operation per Second به معنای عملیات ممیز شناور بر ثانیه است، که یکی از مقیاس‌های سنجش کارایی پردازنده گرافیکی کامپیوتر است. غالبا FLOPS بالا ارتباط مستقیمی با گرافیک بهتر و سرعت پردازش بالاتر دارد.

رم ویدیویی (VRAM)

رم ویدیویی (VRAM) در واقع نوع خاصی از حافظه است که وظیفه فعالیت مستقیم بر روی پردازنده گرافیکی (GPU) را داراست. این حافظه وظیفه نگهداری از اطلاعات مورد نیاز GPU نظیر تکسچرها و افکت های بازی را بر عهده دارد. مهم ترین عاملی در مصرف VRAM نقش اساسی دارد، میزان وضوح صفحه نمایش می‌باشد.

حافظه GDDR

GDDR در واقع نوعی حافظه RAM با تکنولوژی DDR است که صرفا به پردازنده‌های گرافیکی محدود می‌شود. این حافظه با وجود شباهت‌های طراحی و همچنین کاربرد مشترک با DDR SDRAM، عملکرد به مراتب سریع‌تری از حافظه‌های گرافیکی نسل قبل خود دارد.

حافظه‌ی HBM

حافظه‌های نسل جدید تولید شده توسط AMD که تکنولوژی نوتری نسبت به نسل پنجم GDDR دارند و در آینده جایگزین آن خواهند شد.

نرم افزار DirectX

نرم افزاری است که توسط مایکروسافت تولید شده است تا روشی واحد برای برنامه نویسی برای کارت‌های گرافیک مختلف به توسعه دهندگان ارائه دهد. درواقع DirectX مجموعه‌ای از رابط‌کاربردی برنامه‌نویسی در ویندوز است که عناصر گرافیکی را در بازی‌ها اداره می‌کند. 

نرم افزار OpenGL

برنامه‌ای است یا رویکرد مشابه با DirectX با این تفاوت که OpenGL نرم افزاری تماما اوپن سورس و در دسترس همگان است.

حافظه (Memory)

حافظه‌ها نیز بخش مهمی از سخت افزار کامپیوترها هستند. هرچند حافظه جز فاکتورهای مهم برای گیمینگ تلقی نمی‌شود اما در خرید و انتخاب آن بایستی به ویژگی‌هایی توجه کرد.

سرعت حافظه (Speed)

این سرعت کلاکی است که حافظه با آن کار می کند. برای گیمینگ، سرعت حافظه چندان فاکتور مهمی نیست و سرعت معمول هم کارتان را راه می‌اندازد.

زمان تاخیر حافظه (Latency)

زمان تاخیر تعداد گردش‌هایی است که طول می‌کشد تا اطلاعات خواسته‌شده توسط CPU آماده تحویل باشد. در هنگام انتخاب رم بایستی به این مقدار توجه کنید زیرا هرچه کمتر باشد سرعت حافظه شما بیشتر خواهد بود.

ظرفیت حافظه (Capacity)

ظرفیت حافظه با گیگابایت (GB) اندازه گیری می‌شود. ۸ گیگابایت کمترین میزان ایده آل برای گیمینگ است، اگرچه برای اجرای نرم افزارهای سنگین‌تر مانند نرم افزارهای ویرایش فیلم، ظرفیت حافظه بیشتر مفید خواهد بود.

حافظه‎‌های DDR

حافظه‌های DDR نوعی حافظه‌‌ی موقت با دسترسی تصادفی دینامیکی (SDRAM) هستند که در هر سیکل کلاک به جای یک واحد داده، دو واحد داده را جابه‌جا می کنند. از این رو به آنها Double Data Rate یا به طور خلاصه DDR گفته می شود. این حافظه‌ها جایگزین حافظه‌های قدیمی SDR SDRAM شده اند که در آنها در هر سیکل کلاک یک بیت داده منتقل می‌شد. در حال حاضر رایج ترین استاندارد حافظه فعلی DDR4 است. اگرچه DDR3 هنوز در میان برخی رایانه‌های شخصی رایج است. DDR4 نسبت به ماژول‌های DDR3 فرکانس‌های بالاتر ، پهنای باند بیشتر و مصرف انرژی کمتری را ارائه می دهد.

فناوری Intel XMP

XMP یا Extreme Memory Profiles در واقع یک فناوری اختصاصی معرفی شده از سوی شرکت اینتل است که برای مادربرد و البته حافظه‌های DDR توسعه داده شده است. این تکنولوژی به سیستم و کاربران اجازه خواهد داد تا فرکانس کاری یا همان سرعت کلاک (Clock speed) حافظه‌های رم را بر اساس نیاز و توانایی سیستم، انتخاب نمایند. 

بیشتر بخوانید:

• نگاهی نزدیک‌تر به سخت‌افزار کنسول‌ ایکس ‌باکس سری ایکس
• پردازنده مخصوص پلی استیشن 5 انعطاف‌پذیری سخت‌افزاری بالایی دارد
• NVIDIA یا AMD – کدام کارت گرافیک‌ها در سال ۲۰۲۰ انتخاب بهتری هستند؟