اغلب گیمرها و کاربرانی که برای سرگرمی بازی نصب می‌کنند، چند سال پس از خرید سیستم به فکر ارتقا دادن قطعاتی مثل کارت گرافیک می‌افتند. سوال اساسی این است که ابتدا باید کدام قطعه را تغییر داد؟ ممکن است در سیستمی کمبود مقدار رم یا سرعت رم یا کم بودن و ضعیف بودن هسته‌های CPU علت پایین بودن سرعت اجرای بازی‌ها باشد و در سیستم دیگری، تنها قطعه‌ی ضعیف، کارت گرافیک باشد. به عبارت دیگر باید قطعه‌ای که گلوگاه یا به زبان دیگر Bottleneck ایجاد کرده را شناسایی کرد و آن را ارتقا داد.

در این مقاله پیرامون گلوگاه در کامپیوترها بحث می‌کنیم و مسأله‌ی ارتقا دادن اصولی سخت‌افزار را مورد بررسی قرار می‌دهیم. با ما همراه شوید تا شناخت بهتری از سخت‌افزار پیدا کنیم.

گلوگاه یا Bootleneck در سخت‌افزار کامپیوتر چیست؟

زمانی که از سخت‌افزار کامپیوتر صحبت می‌کنیم، منظور از گلوگاه که در زبان انگلیسی به آن Bottleneck یا قسمت باریک بالای بطری گفته می‌شود، نقطه ضعف سیستم است. بخش گلویی بطری مانع سریع خالی شدن بطری می‌شود. به بیان دیگر گلوگاه جایی است که که نمی‌گذارد از قدرت پردازشی سایر قطعات زنجیره‌ی پردازش، استفاده‌ی کامل شود و به نوعی سرعت کلی سیستم را محدود می‌کند.

در انتخاب قطعات یک سیستم، علاوه بر توجه به نوع کاربری، می‌بایست توازنی بین قدرت پردازشی پردازنده و کارت گرافیک و سرعت و مقدار رم و همین‌طور کم و کیف عملکرد مادربورد برقرار کرد تا مشکلی به وجود نیاید. حتی هارددیسک نیز مهم است و روی سرعت بارگذاری نرم‌افزارها، مراحل بازی و سرعت بارگذاری سیستم عاملی نظیر ویندوز، اثر مستقیم دارد.

به عنوان مثال فرض کنید یک پردازنده‌ی ۲ هسته‌ای سری Celeron اینتل دارید. همان‌طور که می‌دانید رده‌بندی پردازنده‌های اینتل بر اساس قدرت پردازشی به صورت زیر است و مدل‌های سلرون در هر نسل، جزو مدل‌های ارزان و ضعیف محسوب می‌شود:

  • مدل‌های بسیار کم‌مصرف مخصوص پوشیدنی‌ها
  • سری Atom برای گوشی و تبلت
  • سری Celeron
  • سری Pentium
  • سری Core i3 و Core i5‌ و Core i7
  • سری Core i9‌ و سری اکستریم برای سیستم‌های گیمینگ و حرفه‌ای
  • سری Xeon برای سرورها

در کنار این پردازنده ۶۴ گیگابایت RAM، یک یا چند درایو SSD با پروتکل ارتباطی NVMe و دو کارت گرافیک قدرتمند امروزی نظیر RTX 2080 تهیه کرده‌اید. هر کاربری که اندکی در مورد سخت‌افزار بداند، به سرعت تعجب می‌کند که چرا پردازنده‌ای ارزان در کنار چند ده گیگابایت رم و دو کارت گرافیک بسیار گران قرار گرفته است. در واقع پردازنده در این سیستم، گلوگاه ایجاد می‌کند و نمی‌گذارد از تمام رم و دو کارت گرافیک قدرتمند به صورت کامل استفاده شود.

زمانی که سیستم عامل یا یک برنامه و یا مرحله‌ای از بازی در حال بارگذاری است، سرعت درایوهای SSD بسیار بالاست اما پردازنده نمی‌تواند با سرعت کافی پردازش‌های لازم را انجام دهد.

بنابراین برای اینکه سیستمی در حالت بهینه عمل کند، می‌بایست مراقب گلوگاه‌ها بود و هر جایی که قطعه‌ای نسبت به دیگر قطعات ضعیف است، مدل بهتری به جای آن انتخاب کرد. لذا گلوگاه انواع مختلفی دارد و ممکن است قطعات مختلف گلوگاه ایجاد کنند. در ادامه چند حالت گلوگاه در سیستم گیمینگ را معرفی می‌کنیم.

زمانی که کارت گرافیک ضعیف است و گلوگاه ایجاد می‌کند

در اغلب سیستم‌هایی که برای اجرای بازی‌های سنگین امروزی خریداری شده‌اند، مشکل اصلی و اساسی این است که کارت گرافیک ضعیف است! به عبارت دیگر پردازنده و رم وضعیت خوبی دارد و کمبودی حس نمی‌شود اما پردازنده‌ی گرافیکی قدرت پردازشی کافی ندارد. توجه کنید که مقدار بافر ویدیویی یا رم کارت گرافیک مهم است اما موضوع اصلی، تراشه‌ی مرکزی است که عمل پردازش را انجام می‌دهد. ممکن است کارت گرافیکی دارای ۸ گیگابایت حافظه باشد اما پردازنده‌ی مرکزی آن ضعیف باشد.

از یک طرف بازی‌های امروزی هر سال سنگین‌تر می‌شوند و از طرف دیگر رزولوشن مانیتورها و تلویزیون‌ها و پروژکتورها افزایش پیدا می‌کند. با سنگین‌تر شدن محاسبات پردازشی در طراحی بازی‌ها و با افزایش تعداد پیکسل‌های نمایشگر، می‌بایست کارت گرافیک نیز قدرتمندتر شود.

پایین بودن قدرت پردازشی کارت گرافیک موجب می‌شود که سرعت اجرای بازی پایین‌تر از ۳۰ فریم بر ثانیه باشد و هر از گاهی حس کنید که بازی تیک می‌زند و لگ دارد. سرعت بهینه عددی در حد ۵۰ فریم بر ثانیه و بالاتر است. برخی نیز عدد ۹۰ فریم بر ثانیه را به عنوان مقدار حداقلی قبول دارند.

برای حل کردن مشکل گلوگاه کارت گرافیک می‌توان یکی از دو راهکار زیر را پیاده‌سازی کرد:

  • کاهش رزولوشن اجرای بازی یا کاهش تنظیمات گرافیکی که بیشترین پردازش را نیاز دارند، نظیر آنتی-الیاسینگ، کم و کیف سایه‌ها و نورپردازی و انسداد محیطی.
  • ارتقا دادن پردازنده‌ی گرافیکی

قبلاً مقاله‌ای جامع در مورد راهکار اول و در واقع تنظیمات گرافیکی مهم در بازی‌های امروزی تهیه کردیم:

و در مطلب دیگری راهکارهایی برای بهبود سرعت اجرا را بررسی کردیم:

البته راهکار اول محدودیت دارد. نمی‌توانید تنظیمات گرافیکی را بیش از حد پایین بیاورید و گرافیک زیبای بازی‌های امروزی را تجربه نکنید! کاهش رزولوشن هم موجب شطرنجی شدن تصویر می‌شود که مطلوب نیست. لذا بهتر است بگوییم راهکار اصلی این است که کارت گرافیک سیستم را تعویض کنید.

وقتی پردازنده یا CPU گلوگاه می‌شود

در سیستم‌های گیمینگ معمولاً پردازنده ۴ هسته یا بیشتر دارد و هر هسته معمولاً سرعت بالایی دارد. لذا مقوله‌ی ضعف پردازنده در کند اجرا شدن بازی‌ها معمولاً مطرح نمی‌شود. البته ممکن است در اجرا کردن برخی بازی‌های سنگین امروزی، پردازنده‌های ۴ هسته‌ای چند سال پیش ضعیف عمل کند و نیاز به پردازنده‌ی بهتری باشد.

محاسبات فیزیک اجسام و موقعیت اجسام و کاراکترها در بازی و همین‌طور عکس‌العمل‌ها و رویدادها با استفاده از پردازنده انجام می‌شود. لذا اگر پردازنده‌ی دو هسته‌ای انتخاب کرده باشید، احتمالاً در بسیاری از بازی‌های سنگین با مشکل و محدودیت سرعت اجرای بازی روبرو می‌شود.

به مثال زیر توجه کنید: در این سیستم از پردازنده‌ی معمولی G4560 برای اجرا کردن بازی GTA 5 استفاده شده و برای بهبود سرعت اجرای بازی، پردازنده و رم اورکلاک شده است. همان‌طور که مشاهده می‌کنید با اورکلاک کردن رم تا ۲۴۰۰ مگاهرتز، سرعت متوسط اجرای بازی از ۳۱.۲ فریم بر ثانیه به ۴۱.۱ فریم بر ثانیه افزایش یافته اما با اورکلاک کردن پردازنده، سرعت اجرا فقط ۱ فریم بر ثانیه بیشتر شده است.

در مقابل اگر تنظیمات گرافیکی که نیاز به محاسبات بیشتر توسط CPU دارد، پایین‌تر تنظیم شود، سرعت اجرای بازی تغییر بیشتری نشان می‌دهد و به ۴۴.۸ فریم بر ثانیه می‌رسد. در مجموع به نظر می‌رسد که در این سیستم، در درجه‌ی اول کارت گرافیک و سپس رم نیاز به تعویض و ارتقا دارد و در نهایت باید سراغ پردازنده‌ی اصلی رفت.

راهنمای ارتقا و خرید سیستم گیمینگ: کارت گرافیک، پردازنده یا رم، کدام مهم‌تر است و گلوگاه ایجاد کرده؟

معمولاً پردازنده در اجرا کردن فرآیند رندرینگ، کانورت کردن فایل‌های ویدیویی و انجام محاسبات مهندسی در نرم‌افزارهای مهندسی گلوگاه ایجاد می‌کند. به عبارت دیگر رم سیستم، کارت گرافیک، هارددیسک یا SSD و همین‌طور مادربورد، با تمام توان کار نمی‌کنند در حالیکه پردازنده کاملاً مشغول پردازش شده است. اگر سیستم برای این نوع کاربری خریداری شده، می‌بایست از همان ابتدا پردازنده‌ی بهتری انتخاب می‌کردید چرا که معمولاً ارتقا دادن پردازنده کمی مشکل‌تر از ارتقا دادن رم یا کارت گرافیک است.

به عنوان مثال اگر مادربورد شما مبتنی بر چیپ‌ست Z87 اینتل داشته باشد، بهترین پردازنده‌ای که می‌توانید روی آن قرار دهید، Core i7-4790K است، یک پردازنده‌ی ۴ هسته‌ای با سرعت پایه ۴ گیگاهرتز. نمی‌توانید پردازنده‌های نسل‌ ۹ و ۱۰ اینتل که تعداد هسته‌ها بیشتر شده و سرعت پردازشی هر هسته نیز بالاتر است روی این مادربورد مونتاژ کنید و این محدودیت بزرگی محسوب می‌شود.

گلوگاه RAM

کمبود مقدار حافظه RAM یا کمبود پهنای باند رم که متناسب با تکنولوژی و سرعت رم است، یکی دیگر از مشکلات احتمالی سیستم‌های گیمینگ و همین‌طور سیستم‌های رندرینگ، مهندسی و غیره است. در واقع رم هم قطعه‌ی بسیار مهمی است، هم مقدار و هم سرعت رم مهم است. به هر دو مورد توجه کنید.

به بنچ‌مارک زیر توجه کنید: در سیستمی معمولی، سرعت اجرا کردن بازی GTA V با تنظیمات High و رزولوشن 1080p، حدود ۳۱ فریم بر ثانیه بوده است. با افزایش سرعت رم به ۲۱۳۳ مگاهرتز، سرعت اجرای بازی به صورت متوسط ۳۷.۴ فریم بر ثانیه شده و با رسیدن سرعت رم به ۲۴۰۰ مگاهرتز، سرعت متوسط اجرا کردن بازی به ۴۱.۱ رسیده است. روشن است که در این سیستم و در این بازی خاص، گلوگاه رم مطرح است و باید از رم سریع‌تری استفاده شود.

راهنمای ارتقا و خرید سیستم گیمینگ: کارت گرافیک، پردازنده یا رم، کدام مهم‌تر است و گلوگاه ایجاد کرده؟

اهمیت رم در سیستم‌هایی که حافظه‌ی کش پردازنده از نظر عملکرد بسیار عالی است، کاهش پیدا می‌کند و بالعکس. به عنوان مثال اگر پردازنده‌ی سیستم را از میان محصولات جدید AMD یعنی پردازنده‌های Ryzen انتخاب کرده‌اید، بهتر است RAM سریع‌تری تهیه کنید.

نکته‌ی بسیار مهم دیگر به خصوص در مورد سیستم‌هایی با پردازنده‌‌های رایزن ای‌ام‌دی، استفاده از رم در پیکربندی دوکاناله یا به زبان دیگر Dual-Channel است که سرعت را بهینه می‌کند. لذا می‌بایست دو استیک رم با مشخصات کاملاً یکسان تهیه کنید و روی اسلات‌های هم‌رنگ نصب کنید.

به عنوان مثال به جای یک رم ۸ گیگابایتی، دو استیک ۴ گیگابایتی بخرید که مشخصات دقیقاً یکسان داشته باشند. البته اگر رم‌ها از یک برند نباشد و مشخصات دقیقاً یکسان نباشد هم امکان فعال کردن حالت دوکاناله وجود دارد ولیکن تلاش مضاعف و تجربه نیاز است!

گلوگاه هارددیسک یا SSD

در بازی‌ها سرعت بارگذاری فایل‌های مراحل بازی به سرعت خواندن فایل‌ها از درایو هارددیسک یا به اختصار HDD بستگی دارد اما با توجه به اینکه ممکن است ساعاتی در یک مرحله از بازی وقت بگذرانید، پایین بودن سرعت بارگذاری مرحله چندان منفی و محسوس نیست. ممکن است در برخی بازی‌ها حجم فایل‌های بافت یا Texture بسیار زیاد باشد. در این صورت نباید از هارددیسک‌های کند قدیمی استفاده کرد.

کند بودن هارددیسک زمانی محسوس می‌شود که می‌خواهید تعداد زیادی فایل را به سرعت از درایوی به دیگری کپی کنید یا در نرم‌افزاری باز کرده و پس از ویرایشی سبک و ساده، مجدداً ذخیره کنید. در این فرآیند استفاده‌ی سنگینی از رم و پردازنده‌ی سیستم نمی‌شود بلکه هارددیسک بیشترین نقش را بازی می‌کند. لذا اگر سیستمی برای این نوع کاربری خریداری شده، بهتر است به جای HDD از درایو حالت جامد استفاده شود. حتی ممکن است یک SSD ارزان‌قیمت کافی به نظر نرسد و مجبور شوید که SSD گران‌قیمت‌تر و سریع‌تری بخرید.

نکاتی در خرید سیستم گیمینگ برای عملکرد بهینه

برای اینکه در سیستم جدیدی که خریداری می‌کنید، عملکرد بهینه باشد و با گلوگاه مواجه نشوید یا احتمال بروز گلوگاه کاهش پیدا کند، به نکات زیر توجه فرمایید:

  • هدف اصلی از خرید سیستم و اهداف جانبی را مشخص کنید. سیستم بهینه برای بازی‌ها، کارت گرافیک بسیار قوی دارد در حالی که پردازنده یا رم و یا SSD بسیار عالی در آن موجود نیست. سیستم رندرینگ نیاز به رم و پردازنده‌ی عالی و حتی SSD دارد در حالی که کارت گرافیک در آن نقش اساسی بازی نمی‌کند.
  • در سیستم گیمینگ با توجه به اینکه ارتقای پردازنده گاهی نیاز به ارتقا دادن مادربورد و رم دارد، پردازنده را ضعیف انتخاب نکنید!
  • در انتخاب پردازنده برای سیستم مخصوص بازی یا نرم‌افزارهای سبک، دقت کنید که یک پردازنده با هسته‌های کمتر اما سریع‌تر، معمولاً بهتر است پردازنده‌ای چند هسته‌ای با هسته‌های کم‌سرعت‌تر است. معمولاً نیازی به بیش از ۴ هسته نیست.
  • به جای یک رم تکی، دو رم با حجم نصف و مشخصات کاملاً یکسان خریداری کنید و حالت دوآل چنل را فعال کنید.
  • برای نصب کردن ویندوز، ترجیحاً یک درایو SSD با ظرفیت حدود ۱۰۰ گیگابایت تهیه کنید و در کنار آن یک هارددیسک برای نصب کردن بازی‌ها و برنامه‌های حجیم و نگهداری از فایل‌های مولتی‌مدیا نظیر فیلم و موسیقی تهیه کنید تا هزینه و عملکرد بهینه شود.
  • در انتخاب PSU یا پاور سیستم، نیم‌نگاهی به ارتقا دادن کارت گرافیک سیستم در آینده داشته باشید و پاور ضعیف خریداری نکنید.

از کجا بفهمیم که باید کدام قطعه را برای بهبود سرعت بازی‌ها ارتقا دهیم؟

برای ارتقا دادن سیستمی که برای اجرای بازی‌های کامپیوتری خریداری شده، می‌بایست گلوگاه را شناسایی کنید. این کار مشکل و پیچیده نیست و نیاز به ابزار خاصی ندارد. در ویندوز ۱۰ می‌توانید از ابزار قدرتمندی به اسم Task Manager استفاده کنید. می‌توانید روی تسک‌بار پایین صفحه راست‌کلیک کنید و گزینه‌ی تاسک منیجر را انتخاب کنید. روش دیگر اجرا کردن تاسک منیجر، استفاده از شورت‌کات مربوطه است:

شورت‌کات اجرا کردن تاسک منیجر، کلید ترکیبی Ctrl + Shift + Esc است. به عبارت دیگر کلیدهای Ctrl و Shift سمت چپ کیبورد را نگه دارید و کلید Esc که معمولاً در گوشه‌ی بالا و چپ قرار دارد را فشار دهید.

اگر اولین مرتبه است که تاسک منیجر را اجرا می‌کنید، روی More details کلیک کنید تا نمای پیشرفته‌ی آن که شامل چندین تب است، نمایان شود.

راهنمای ارتقا و خرید سیستم گیمینگ: کارت گرافیک، پردازنده یا رم، کدام مهم‌تر است و گلوگاه ایجاد کرده؟

اگر ستون CPU یا Memory که همان رم است و ستون GPU‌ که همان پردازنده‌ی گرافیکی است را مشاهده نمی‌کنید، روی نوار عنوان ستون‌ها راست‌کلیک کنید و روی نام ستون موردنیاز که نمایش داده نشده کلیک کنید تا اضافه شود.

راهنمای ارتقا و خرید سیستم گیمینگ: کارت گرافیک، پردازنده یا رم، کدام مهم‌تر است و گلوگاه ایجاد کرده؟

برای اطلاعات بیشتر به مطلب زیر توجه فرمایید:

اکنون بازی موردنظر را اجرا کنید و در تنظیمات گرافیکی، حالت پنجره‌ای یا Windowed را انتخاب کنید تا قرار دادن پنجره‌ی بازی کنار تاسک منیجر امکان‌پذیر شود.

مرحله‌ای از بازی که گرافیک پیچیده‌تری دارد و بیشتر تیک می‌زند را آغاز کنید. به میزان استفاده از CPU و RAM و همین‌طور GPU توسط بازی موردنظر دقت کنید. طبعاً یکی از موارد به عدد ۱۰۰ درصد نزدیک است و در واقع با تمام ظرفیت مشغول به کار است اما دو مورد دیگر اینگونه نیست. لذا موردی که در حد ۱۰۰ درصد مورداستفاده قرار گرفته، نیاز به ارتقا دارد.

به مثال زیر توجه کنید: در این سیستم پردازنده Core i3-4170 است و رم ۱۶ گیگابایت است. این پردازنده‌ی دو هسته‌ای با توجه به سرعت بالایی که دارد برای اجرا کردن بازی‌های سنگین، معمولی یا نسبتاً خوب محسوب می‌شود اما کارت گرافیک این سیستم که GTX 750 Ti است، یک مدل نسبتاً ضعیف است. همان‌طور که مشاهده می‌کنید از ۶۰ درصد قدرت پردازشی پردازنده‌ی اصلی یا CPU‌ استفاده شده و رم نیز فضای خالی زیادی دارد. اما کارت گرافیک نزدیک به ۱۰۰ درصد مشغول به کار است و نیاز به ارتقا حس می‌شود.

راهنمای ارتقا و خرید سیستم گیمینگ: کارت گرافیک، پردازنده یا رم، کدام مهم‌تر است و گلوگاه ایجاد کرده؟

با کاهش رزولوشن اجرای بازی، طبعاً میزان استفاده از کارت گرافیک کاهش پیدا می‌کند و از عدد ۱۰۰ درصد فاصله می‌گیرد. لذا ممکن است در مورد یک بازی خاص، نیازی به ارتقا دادن کارت گرافیک نباشد و صرفاً بتوان با کاهش تنظیمات گرافیکی و رزولوشن اجرا، مشکل کند اجرا شدن بازی را رفع کرد.

راهنمای ارتقا و خرید سیستم گیمینگ: کارت گرافیک، پردازنده یا رم، کدام مهم‌تر است و گلوگاه ایجاد کرده؟