گلوگاه در رايانه چيست و چطور مي‌توان با آن مقابله كرد؟
براي افرادي كه قصد جمع كردن يك سيستم جديد را دارند يا حتي كساني كه قصد ارتقاء سخت‌افزاري سيستم فعلي خود را دارند، يكي از اساسي‌ترين نكات كه بايد مد انديشه متخصصين قرار گيرد سنخيت و سازگاري قطعات، مخصوصا CPU و كارت گرافيك است. اگرچه ممكن است هماهنگي كامل و بي عيب و نقص بين اين دو قطعه هرگز اتفاق نيفتد، اما مي‌توان با مطالعه دقيق و انتخاب هوشمندانه تا حد امكان از وقوع گلوگاه جلوگيري كرد. در اين مقاله به چيستي گلوگاه، نحوه‌ي تشخيص و جلوگيري از آن مي‌پردازيم.
گلوگاه شدن يا Bottleneck مي‌تواند هم براي سي‌پي‌يو و هم براي واحد پردازش گرافيك يعني جي‌پي‌يو اتفاق بيفتد. اين اتفاق زماني مي‌افتد كه يكي از اجزا به دليل كندي بيش از حد مانع از كار كردن ساير اجزا با حداكثر توان مي‌شود. براي فهم بهتر مطلب تصور كنيد يك منبع آب با توان ريختن يك ليتر آب در ثانيه داريم. حال تصور كنيد كه قرار است اين آب در قيفي ريخته شود كه توان عبور دادن تنها نيم‌ليتر آب در ثانيه را دارد. بنابراين، واضح است كه قيف باعث مي‌شود سرعت ريختن آب پايين بيايد و از حداكثر توان آب‌رساني منبع استفاده نشود. در اين حالت در واقع قيف گلوگاه شده است. در مواقعي كه هر كدام از دو واحد پردازشي CPU و GPU اختلاف فاحشي از لحاظ سرعت عملكرد با ديگري داشته باشد باعث به وجود آمدن گلوگاه مي‌شود. در اين حالت يك واحد با حداكثر توان كار مي‌كند و واحد ديگر به اصطلاح معطل مي‌شود.
گلوگاه شدن سي‌پي‌يو
اگر يك پردازنده‌ي دو هسته‌اي اينتل مثل G3930 را با كارت گرافيك GTX 1080 Ti كنار هم بسته و مورد استفاده قرار دهيم، قطعاً با گلوگاه شدن سي‌پي‌يو مواجه خواهيم شد. در اين حالت با وجود اين‌كه GTX 1080 Ti به‌راحتي از پس اجراي بازي‌ها با رزولوشن 4K برمي‌آيد، سلرون به اندازه‌ي سريع نبوده و نمي‌تواند داده‌ها را پردازش كرده و انتقال دهد.
بنچمارك زير وضعيتي را نشان مي‌دهد كه در آن سي‌پي‌يو گلوگاه شده است.
بازي Civilization VI نمونه‌ي بسيار خوبي از يك بازي است كه فشار زيادي روي سي‌پي‌يو مي‌گذارد. همان‌طور كه در تصوير مشخص است، تا زماني كه كارت گرافيك GTX 1050 Ti است، عملكرد i7-6700K و i3-7350K با هم تفاوتي ندارند. اين يعني جي‌پي‌يو گلوگاه شده است؛ اما وقتي كارت گرافيك را به GTX 1080 ارتقاء مي‌دهيم، i7-6700K باعث مي‌شود GTX 1080 عملكردي تقريباً دو برابر G4560 ارائه دهد. به اين معني كه GTX 1080 با يك سي‌پي‌يوي ضعيف قادر به كار كردن با حداكثر توان نبوده و در اين حالت سي‌پي‌يو گلوگاه مي‌شود.
گلوگاه شدن جي‌پي‌يو
يك رايانه‌ي شخصي را با پردازنده‌ي پرسرعت Intel Core i7-7700K در انديشه متخصصين بگيريد. تصور كنيد اين پردازنده را در كنار كارت گرافيك مبتدي RX 550 يا GT 1030 قرار دهيم. هرچند سي‌پي‌يو قادر به اجراي بازي‌ها با نمايش بيش از ۱۰۰ فريم بر ثانيه است، كارت‌هاي گرافيك يادشده مشخصا چنين قدرت پردازشي را ندارند. به اين حالت گلوگاه شدن جي‌پي‌يو مي‌گويند.
در نمودار زير يك مثال بارز گلوگاه شدن جي‌پي‌يو را شاهد هستيد.
در اين نمودار، چهار پردازنده‌ي مختلف را مي‌بينيد كه با سه كارت گرافيك مختلف جفت شده‌اند. همان‌طور كه مي‌بينيد پردازنده‌ي دو هسته‌اي Pentium G4560 مستقل از كارت گرافيك، عملكردي مشابه با Core i7-6700K ثبت كرده است. در اين حالت، اضافه كردن كارت گرافيك قوي‌تري مثل GTX 1080 Ti موجب بالا رفتن عملكرد كل سيستم مي‌شود. چراكه در اين حالت جي‌پي‌يو مانع از استفاده‌ي كامل از توان سي‌پي‌يو شده و گلوگاه مي‌شود.
تشخيص گلوگاه
راحت‌ترين راه براي تشخيص گلوگاه استفاده از برنامه‌اي مثل MSI Afterburner است كه عملكرد سي‌پي‌يو و جي‌پي‌يو را در حين اجراي بازي تحت‌انديشه متخصصين مي‌گيرد. اگر پردازنده به صورت مداوم با ۱۰۰ درصد توان خود كار كند، اما كارت گرافيك استفاده‌ي ۹۰ درصدي را نشان دهد، مشخص است كه سي‌پي‌يو گلوگاه شده است. از طرف ديگر، اگر جي‌پي‌يو به صورت مداوم با ۱۰۰ درصد توان كار كند و فشار روي سي‌پي‌يو زير ۹۰ درصد باشد، با گلوگاه شدن جي‌پي‌يو روبه‌رو هستيد.
در تصوير فوق مي‌بينيد كه استفاده از سي‌پي‌يو روي ۱۰۰ درصد مانده است، درحالي‌كه فشار روي جي‌پي‌يو حدودا ۶۰ درصد بوده است.
نكات قابل توجه
بايد توجه داشته باشيد كه هميشه نمي‌توان به‌سادگي گفت كه پردازنده‌ي X با كارت گرافيك Y باعث بروز گلوگاه خواهد شد. مثلا اگر كسي بپرسد كه FX 8350 براي gtx 970 ايجاد گلوگاه مي‌كند يا خير، ممكن است جواب خير باشد؛ چراكه روي كاغذ احتمالاً بتوان از دو پردازنده با حداكثر توان استفاده كرد؛ اما، به هرحال ممكن است در مواردي گلوگاه رخ دهد؛ زيرا برخي بازي‌ها بيشتر به پردازنده و بعضي ديگر بيشتر به كارت گرافيك وابسته هستند.
در مواقعي كه با گلوگاه شدن سي‌پي‌يو مواجه هستيد، بالا بردن رزولوشن تصوير مي‌تواند تا حدودي كمك حال باشد؛ دليل اين موضوع اين است كه در رزولوشن بالاتر، جي‌پي‌يو بيشتر از سي‌پي‌يو تحت فشار قرار مي‌گيرد. بنابراين، فشار كار جي‌پي‌يو بيشتر شده و سي‌پي‌يو زمان بيشتري براي پردازش پيدا مي‌كند و كم و بيش وضعيت متعادل مي‌شود.
نكته‌ي ديگر اين‌كه اكثر افراد فكر مي‌كنند براي اجراي بازي‌هاي سنگين ارتقاء كارت گرافيك كافي است. در صورتي كه همان‌طور كه ذكر شد اگر سي‌پي‌يو توان پردازشي كافي نداشته باشد، ممكن است سيستم دچار هنگ و فريز شود؛ پس بهتر است همواره سي‌پي‌يو را قوي‌تر انتخاب كنيد؛ زيرا گلوگاه شدن كارت گرافيك اشكال خاصي به حساب نمي‌آيد و شما را چندان با اشكالات ياد شده مواجه نخواهد كرد و نهايتا با تنظيم گرافيك بازي آن را مرتفع خواهيد كرد.
بنابراين، در صورت امكان، بهتر است با بالا بردن رزولوشن و افزايش آن به 4K گلوگاه را از سي‌پي‌يو به جي‌پي‌يو منتقل كنيد. در نمودار زير شاهد اين اتفاق هستيد.
كلام آخر
همان‌طور كه اشاره شد جلوگيري از بروز گلوگاه، علاوه بر هم‌رده بودن پردازنده‌ها به عوامل ديگري مانند بهينه بودن بازي يا سبك برنامه‌نويسي آن نيز بستگي دارد. چنان‌چه يك بازي مانند ARMA III يا Watchdog بد نوشته شده باشد، استفاده از قوي‌ترين پردازنده‌ها نيز نمي‌تواند شما را از گلوگاه در امان نگه دارد.
تمام كاري كه مي‌توان انجام داد اين است كه براساس نياز خود پردازنده‌هاي هم‌رده‌اي را انتخاب كنيم. مثلا اگر قصد داريم بازي‌هاي روز را با رزولوشن ۱۰۸۰ پي اجرا كنيم، مي‌توان گفت كه پردارنده‌اي مانند Intel Haswell Core i5 در كنار يك كارت گرافيك GTX 970 يا R7 370 تركيب متناسبي است. از سوي ديگر اگر به رزولوشن ۷۲۰ پي رضايت مي‌دهيد، پردازنده‌ي Core i3 Haswell و كارت گرافيك‌هاي GTX 750 II يا يك R7 370 كفايت خواهد كرد.
انديشه متخصصين شما در مورد گلوگاه شدن قطعات چيست؟ تجربيات خود را با اخبار تخصصي، علمي، تكنولوژيكي، فناوري مرجع متخصصين ايران به اشتراك بگذاريد.
هم انديشي ها