[ مقـال تقني ] كيف تتأثر بطاقتك الرسوميه بالإختناق الذاتي , و متى ؟

[phenomenon]

السلام عليكم ورحمة الله و بركاته
-
شيء منطقي أن ترتفع درجة حرارة بطاقتك الرسوميه مع زيادة منسوب الطاقه الذي يستهلكه المعالج الجرافيكي , و لكن هل يمكن حدوث العكس ؟,
هل من الممكن أن ترتفع درجة حرارة البطاقه الرسوميه بالرغم من هبوط معدلات إستهلاك الطاقه للمعالج ؟
-
بالتأكيد يمكن حدوث ذلك ,
فحينما تفشل خطة التنظيم الحراري و تعجز وسائل التبريد عن تأدية و ظيفتها بالشكل الذي ينبغي , تاركه خلفها كم كبير من الهواء الساخن بمحيط
الغلاف الجوي للبطاقه و الذي سيتسبب بالنهايه في إختناق المعالج الرسومي لعدم وجود أي هواء متجدد لإستنشاقه .
-
ببساطه هي إحدى أشهر اسباب الإختناق الذاتي أو الإحتباس الحراري الذي يحدث للمعالجات الرسوميه و المركزيه و تُعرف
أيضاً بأسم Thermal Throttling .
-
Thermal Design Point أو TDP و هو مفهوم يهدف إلى إختناق المعالج الرسومي ذاتياً عند درجة حرارة محدده ,
و مأخوذ بالنص من مفهوم الإحتباس الحراري للكره الأرضيه , زيادة منسوب الإحتباس الحراري للكره الأرضيه يحدث نتيجة إرتفاع درجة حرارة
كوكب الأرض سنوياً بشكل تدريجي , شخص آخر سيخبرك أن السبب الحقيقي وراء زيادة معدلات غاز ثاني أكسيد الكربون .
-
كلاهما واحد : فالزياده في نسبة غاز CO2 تتسبب في إحتباس آشعة الشمس بالغلاف الجوي و بالتالي ستواجهه الأرض صعوبه أكبر في طرد هذه
الآشعه من الكوكب مره ثانيه . الشي نفسه حدث بكوكب الزهره إلى أن أصبح فرن للشواء حتى و بدون أن تخترقه آشعة الشمس منذ ملايين السنوات .
-
فالمعالج الرسومي مثل الأرض فيحتاج إلى الطاقه مثل إحتياج الكوكب لآشعة الشمس ,
و لكن عدم قدرته على طرد حرارته ستتسبب له في إحتباس غلافه الجوي بالحراره المرتفعه و الإختناق الذاتي و لكن السؤال هو :
متى يحدث ذلك بالضبط ؟.



-
-
هناك مجموعه من العوامل التي تسببت في السعي وراء إبتكار أساليب الإختناق الذاتي للمعالجات و بدون أي تدخل يدوي من قبل المستهلك ;
-
إرتفاع درجة حرارة المعالج يعد من أهم عوامل الإختناق الذاتي , منسوب إستهلاك الطاقه الزائد يتسبب في إختناق المعالج , عبىء الأعمال الشاق الذي
يتسبب في إختناق هاردوير المعالج بالكم الضخم من البيانات .
-
جميعها تعتبر من الأسباب التي سعت مصانع معالجات الحواسب بالبحث عن أسلوب إختناق ذاتياً من أجلها لحماية المعالج قبل الدخول إلى
مراحل الخطوره و التي يمكن أن تتسبب إحداها بالفشل المفاجىء أو التلف أو إحتراق المعالج .
-
أعتقد أن هذا هو الوقت المناسب للتحديد بصوره دقيقه ,
ما سنحاول فعله هذه المره هو التركيز بشكل كلي على عامل درجات الحراره و معرفة أقصى حدود الآمان التي لا ينبغي التمادي بعدها و إلا ستتعرض البطاقه
الرسوميه للخطوره المحتمله .
-
سنستخدم بطاقة GIGABYTE GTX 1060 Xtreme Gaming و لمعرفة كل شيء عن البطاقه فهي تأتي بتردد 1620MHz حين إستخدام وضع Gaming
و لكن بإستخدام وضع OC يرتفع تردد المعالج الرسومي حتى 1645MHz و مع تقنية Turbo Boost تستطيع الوصول حتى 1873MHz في برنامج GPU Z ,
و لكنها سترتفع بالتأكيد عن 2000MHz+ أثناء بعض الحالات بداخل الألعاب خاصةً في فترة ما قبل الإختناق الذاتي .
و ما سنستخدمه بالمراجعه هو وضع بروفايل OC .
-
ما نريد الوصول له هنا هو إذا كانت أقصى درجه معالج GP 106 مصنعياً هي 94C و التي ينبغي على المعالج الرسومي حينها إغلاق نفسه ذاتياً و لكن عند أي
مرحله ضبطت nVIDIA معالج GP 106 للدخول في مراحل الإختناق الذاتي و ماذا سيحدث عندها ؟
-
تماماً كما هو مضبوط بأداة Xtreme Engine بالصوره السابقه ;
سنخوض إحدى حروب لعبة Battlefield 1 على أقصى إعدادات رسوميه بدقة أبعاد 1080p و نضبط مراوح البطاقة على سرعة [ %0 ] فقط طول الوقت ,
و لكن إن إستدعت اللعبه الوصول بالبطاقه إلى درجة حرارة 89C ستعمل المراوح حينها بكامل طاقتها ,
أو سنخرج من اللعبه لنرى ما إستطعنا تسجيله خلال هذه الفتره .
-
الآن لنرى ما وصلنا له بالنتائج
-
-


-
-
مع تشغيل مرحلة الدفاع عن إيطاليا يصعد تردد بطاقة Xtreme Gaming حتى 2024MHz و هذه تعتبر ضمن أفضل مميزات تقنية Turbo Boost ,
كلما كان المعالج الرسومي بداخل حدوده المسموحه من الإستخدام العادل في منسوب إستهلاك الطاقه و درجات الحراره الآمنه فسيرتفع تردد المعالج الرسومي
إلى سرعات أعلى و هي فرصه أعلى من مستويات الأداء .
-
و لكن بعد لحظات قليله يستقر التردد عند 2012MHz فقط و هي المرحله التي بدأ فيها المعالج الدخول إلى عبىء أكبر من التحميل في معالجة بيانات اللعبه
و إرتفاع حرارته بنسبه قليله جداً عن التي كان عليها بمرحلة الخمول ليصل حتى 43C تقريباً .
-
عند درجة حرارة 61C تهبط سرعة تردد المعالج إلى 1987MHz , درجة 60C ليست خطيره و ربما بعض البطاقات الرسوميه التي تعتبرها إحدى مراحل الخمول
للمعالج الرسومي و التي لا تستدعي عمل المراح لتوفير طاقتها و إطالة عمرها , لكني شخصياً أفضل رؤية 60C على إنها عملية إحماء المعالج الرسومي
و تكون أفضل إذا وصل لها أثناء إنشغاله بمعالجة بعض البيانات على أن يصل إلى 70C لمجرد معالجة بعض المشاهد الخفيفه .
-
80C هي درجة حراره مرتفعه جداً و يجب إعتبارها بهذا الشكل إذا كانت فترات تشغيل الألعاب تدوم لمده زمنيه طويله من عدد ساعات اللعب ,
و لكن حتى 80C معالج GP 106 لم يعتبرها الدليل الكافي على خطورة الأمر و لم يجد سبباً للدخول إلى مرحلة إختناق ذاتي , و لكن يهبط معها تردد المعالج
الرسومي إلى 1954MHz و هي نسبه قليله جداً لم تتعدى %2 عن السرعه التي كان عليها المعالج عندما كانت حرارته 61C .
-
و لكن بمجرد أن إصتدمت البطاقة بدرجة حرارة 82C تحديداً سنبدأ في ملاحظة هبوط واضح في سرعة تردد المعالج الرسومي ,
لم أشعر بجدية الأمر إلا مع إرتفاع درجة الحراره حتى 84C و حينها بطاقة Xtreme Gaming تخلت بنسبه كبيره جداً عن تقنية Turbo Boost ,
بمجرد أن وصلت البطاقه إلى 87C إستقرت سرعة التردد عند 1610MHz و هي السرعه المصنعيه القصوى حسب توضيح الشركه لخصائص معالج GP 106 .
-
هذا يعني أن درجة 80C آمنه و ليست مقلقه و الدليل على ذلك هو سرعة تردد المعالج الذي إستقر بحدود 19XXMHz لفتره زمنيه و هي ضمن
سرعات تقنية الدفع بسرعة بطاقات GTX 1060 , و لكن ما بعد 80C يجب أن نستعد للدخول إلى مراحل الإختناق الذاتي و هبوط منسوب إستهلاك الطاقه
للحد من إرتفاع الحراره بهذا الشكل ,
أما 85C+ فقد وصلنا لمرحلة التخلي عن تقنية Turbo Boost بالكامل و تجاوزنا فعلياً مرحلة الأمان و أصبحنا بحاله خطيره و ربما حينها بالتأكيد تخسر نسبه
عاليه من سرعة الأداء و هذا ما سنبحث عنه بسجل فترة المراجعه هذه .
-
-

-
-
إذا أردنا الدليل القاطع و بدقه شديده لمعرفة بداية مراحل الإختناق الذاتي يجب قرائة معدلات سير منسوب إستهلاك الطاقه للمعالج .
درجة حرارة 80C ليست ضمن مراحل الإختناق و بكل وضوح تعتبرها nVIDIA مرحله آمنه تماماً للمعالج حتى و إن إستمرت البطاقه الرسوميه بهذه الدرجه
فتره زمنيه طويله , الدليل على ذلك هو معدل إستهلاك الطاقه .
-
فمن خلال تسجيل برنامج HWiNFO لحالة المعالج أثناء وصوله لدرجة حرارة 80C يرتفع معها منسوب إستهلاكه للطاقه بشكل طبيعي جدا بسبب إحتياج
مشاهد اللعبه في هذه الحاله للمعالجه الرسوميه الأقوى من قبل المعالج .
و لكن بمجرد أن تتخطى مرحلة 80C+ بمجرد دخول البطاقه مراحل الإختناق و بشكل ملحوظ جداً .
-
ربما نسأل أنفسنا سؤال ; هل هبوط منسوب إستهلاك الطاقه هنا دليل مؤكد على دخول مراحل الإختناق الذاتي أم مجرد هبوط حالة الضغط على
المعالج و التي لا تستدعى طاقة البطاقه الرسوميه بنسبة 120W ؟
-
الإجابه تظهر من خلال درجة الحراره ; فلو كانت المشاهد الجرافيكيه في هذا الوقت لا تستدعي فعلاً طاقة البطاقه بالكامل فكان ينبغي معها هبوط درجة
الحراره بشكل ملحوظ , فإذا كانت معدلات إستهلاك الطاقه بنسبة 120W و وصلت بدرجة حراره البطاقه إلى 80C فكان ينبغي على منسوب 76W أن يتسبب
في هبوط ملحوظ بدرجات بالحراره أيضاً و ربما إلى معدلات 6XC / 7XC و لكن ما حدث هنا كان العكس .
-
ما حدث هو إختناق ذاتي مُحتم , فتهبط معدلات منسوب الطاقه تدريجياً حتى 67W و مع ذلك ترتفع جداً درجات الحراره و هي في الواقع العنصر
الأساسي الذي يفرض على المعالج الرسومي التخلي عن منسوب كبير جداً من طاقته لحماية نفسه من خطورة الحراره المرتفعه ,
و بالتالي سيتخلى أيضاً عن الأداء الأسرع .
-
-

-
-
و لكن كيف ستتأثر مستويات الأداء !!
-
ستتأثر بشكل ملحوظ بالتأكيد , هذا هو الدليل الثالث على عدم خطورة درجة حرارة 80C و في الوقت نفسه هي تعتبر تمهيد المعالج الرسومي للدخول إلى
مرحلة الإختناق بأول محطه تاليه ستقابله .
في بداية اللعبه كانت معدلات الإطارات بسرعة 82fps و حينها كان معدل منسوب إستهلاك الطاقه 116W و درجة حراره 61C تقريباً ,
و لكن حينما تطلب المعالج للطاقه الأعلى ليصل إلى 120W إستطعنا أيضاً من تحقيق 87FPS على الرغم من زيادة درجة حرارة المعالج إلى 80C .
-
لكن عند وصول المعالج لدرجة 82C تبدأ مرحلة العد التنازلي و هبوط سرعة تردد المعالج الرسومي و بالتالي هبوط عدد الإطارات الذي يمكن معالجته بالثانيه
الواحده إلى 74FPS أي أننا تنازلنا عن 13FPS بسبب إرتفاع الحراره 2C فقط ,
و منذ تلك اللحظه سيستمر المعالج الرسومي بالهبوط تدريجياً و لن يشهد أي دفعات آخرى سواء بسرعة تردد المعالج أو في سرعة عدد الإطارات .
-
هبوط تردد المعالج الرسومي إلى 1610MHz كان بسبب وصول درجة حرارته إلى 88C و يعني تخلي البطاقه عن %20 من نسبة الأداء الحقيقي تقريباً ,
هبوط معدلات إستهلاك الطاقه بعد درجة حرارة 80C إلى النصف تقريباً تعني أيضاً دخول المعالج الرسومي إلى مراحل الإختناق الذاتي .
-
لذلك في النهايه يمكن أن نعتبر أن أي درجة حراره في متوسط 6XC أو 7XC هي أفضل درجات الأمان ,
أما 80C فيمكن الإستمرار عليها لفتره زمنيه دون مشكله , بكل وضوح 81C قيمه آمنه من درجات حراره المعالج و لكنها في نفس الوقت مرتفعه جداً ,
إذا تخطيناها ستقع البطاقه في مراحل الإحتباس الحراري و سينتج عنه هبوط ملحوظ في مستويات الأداء ,
-
إذا حاولنا النظر إلى الأمر بصوره أكثر شمولاً فمن الواضح أن خطة تنظيم عمل الطاقه و درجات حرارته تبدأ بالإختناق من مراحل مبكره للغايه ,
و لكن أخطر هذه المراحل هي التي تنحدر فيها جميع القيم بشكل ملحوظ بإستثناء شيء واحد فقط سيظل في الإرتفاع بجنون و هي درجات الحراره .
لذلك إذا رأت الشركه أن درجة حرارة 94C هي أخر المحطات التي يقف بها المعالج فينبغي علينا نحن أن ننظر إلى مرحلة الإختناق الذاتي و التي
إعتبرتها الشركه انها من الممكن أن تتسبب في تقليل العمر الإفتراضي للمعالج و من خلال هذه المراجعه هي ما تتعدى عن 80C ,
-
لن يحترق المعالج الرسومي بمجرد وصوله 85C و لكن عليك التفكير في هاردوير البطاقه بالكامل التي تتضرر بطبيعة الحال جراء الزياده الجنونيه بدرجات حرارتها
و تفقد هي الآخرى صلاحياتها في فترات زمنيه أسرع ,
-
تشغيل الألعاب عدد بسيط من الساعات بدرجة حرارة 80C ليست مشكله على الإطلاق ,
لكن إستخدامها بعمليات التعدين أو الريندر 24/7 بدرجة حرارة 80C قد يؤثر على عمر البطاقه و يفنيه في فترات زمنيه أسرع بكثير .
-
لذا عليك دائماً التأكد من هدوء درجة حرارة بطاقتك الرسوميه و أن توفر لها أفضل سبل التبريد ,
و في حرارة الجو الذي نشهده بالوقت الحالي فقد يتطلب منك الأمر عمل جميع المحاولات حتى لو لم تستفيد من ورائها سوى بفروق صغيره جداً بهبوط درجة
حرارة البطاقه و لكن هذه الفروق البسيطه ستساعد بالتأكيد على عمر إفتراضي أطول و مستويات أعلى بالأداء .
-
-