شركة انفيديا : تاريخ الأسطورة منذ عام 1993
شركة انفيديا هي تكنولوجيا عرفت بتصميم وتصنيع وحدة معالجة الرسومات بالانجليزيه GPU's.
تأسست شركة انفيديا في ظل ثورة الحاسبات عام 1993.
على يد فريق من المهندسين في ولاية كاليفورنيا سانتا كلارا.
حيث أن شركة انفيديا لا زالت توفر لمستخدميها العديد من بطاقاتها الرسومية المتطورة.
وذلك تلبية لاحتياجاتهم بما فيها أدوات التصميم والألعاب ومحاكاة الذكاء الإصطناعي.
عندها أدرك مهندسي شركة انفيديا انه من الافضل تقديم بطاقة مخصصة تتولى مهام رسومات الكمبيوتر.
وبناء عليه قرر خبراء شركة انفيديا تحقيق مشروعهم الخاص عن طريق طرح معالج مستقل لمهام ووسائل العرض.
حيث أن ذلك من شأنه أن يعزل قوى المعالج عن كاهل رسم وتكوين معادلات الرسومات المعقدة.
لاسيما بعد أن ظهرت رسومات ثلاثيه الابعاد تتطلب معادلات رياضيه كبيره.
والتي أصبحت فيما بعد تشكل عبءًا على وحدة المعالجة المركزية.
تاريخ شركة انفيديا
انفيديا بالإنجليزية Nvidia هي شركة عالمية تقوم بصناعة معالج الرسومات.
فضلا عن صناعتها لتقنيات الهاتف المحمول وأجهزة الكمبيوتر سطح المكتب.
في عام 1993 تأسست الشركة على يد ثلاثة علماء كمبيوتر امريكيين وهم جين هوانج من أصول تايوانية , كرتس بريم وكريستوفر.
يقع مقرها في ولاية كاليفورنيا الأمريكية مقاطعة سانتا كلارا.
كانت فكرة شركة انفيديا تدور حول تطوير الدوائر المتكاملة المسؤولة آنذاك عن وحدات التحكم.
بما في ذلك تشغيل الالعاب الالكترونيه واجهزه الكمبيوتر الشخصية.
لذلك يطلق عليها ببعض الاحيان الشركه الرائده في صناعه وحدة المعالجة GPU's.
أول بطاقة رسومات
قدمت شركة انفيديا سلسلة RIVA من المعالجات وعلى رأسها اول معالج رسومي تم طرحه عام 1997.
بطاقة العرض GeForce 256 هي أول معالج رسمي حظي بشهرة واسعة لدى محبي بطاقات العرض.
لا سيما بعد أن قدم جوده رسومات فائقة تدعم معادلات رسم ونماذج ثلاثية أبعاد أكثر تعقيدًا.
ومع ذلك فقد بدأ الصراع بين كل من شركة انفيديا من جهة وصانع بطاقات الفيديو 3dfx Interactive من جهة أخرى.
حيث أدى ذلك الخوض في منافسة قوية مع تقنيات Voodoo العملاقة من قبل شركة 3dfx.
بالتالي انتهت لصالح انفيديا بعد ان قامت بشراء أسهم وأصول شركة 3dfx عام 2000.
إضافة الأبعاد الثلاثيّة
كانت معالجة الرسومات تقتصر فقط على الرسم ثنائي الأبعاد دون تحويل المصفوفات الخطيّة.
لكن مع تطوير Jin Sung معمارية بطاقات العرض.
أصبح بالإمكان إضافة خصائص التحويل البرمجي للرسومات والاضاءة في أشباه موصلات تم تضمينها في العتاد.
بالتالي فقد لعبت بطاقات GeForce 256 دورا هاما في دمج المزيد من المعادلات.
إذ كان لها الفضل في إجراء التحويلات الرسومية على بطاقات العرض وتبنّي التقنية ليتم الاعتماد عليها بشكل رئيسي لاحقا.
خبراء شركة انفيديا
- جين هسون.
- كورتيس بريم.
- كريس مالاكوفسكي.
مجموعة بطاقات انفيديا
- سلسلة Quadro (سطح المكتب).
- بطاقات Tegra للهواتف الذكية.
- سلسلة Tesla للأعمال المتطورة.
سلسلة Quadro
سلسلة Quadro هي احدى انواع بطاقات الرسومات الاحترافية المقدمة من NVIDIA.
صممت خصيصا لمهام سطح المكتب بطرق عرض محددة.
على سبيل المثال إجراء تصميم باستخدام الكمبيوتر حيث أن لها علاقة ببرامج CAD الاحترافية.
فهي تساعد بشكل مباشر في تكوين النماذج بالاضافة الى الابعاد الثلاثيه المقدمة عن طريق الفيديو.
مع ذلك هناك تناقض كبير تشهده أسعار بيع بطاقات العرض Quadro.
لا سيما بعد أن تم تصنيف بطاقات GeForce كونها ذات أداء متوسط على أنها الخيار الأفضل من ناحية السعر.
يكمن الفرق بين هاتين التقنيتين في محدوديات الذاكرة الرسومية لدى GeForce مقارنة بنظيرتها Quadro.
بطاقات Tegra
تعتبر Tegra بمثابة شريحة قائمة على تقنية SoC حيث قامت شركة انفيديا بصدد تطويرها خصيصا للأجهزة المحمولة.
على سبيل المثال أجهزة الهاتف الذكي والأجهزة المساعدة وأجهزة الانترنت المحمولة.
تقوم وحدة المعالجة Tegra على معمارية هندسة ARM مقدمة بذلك بطاقات العرض وشرائح الجسر الشمالي والجنوبي بالنسبه للوحه الأم.
مع ذلك تم تطوير Tegra أيضًا لدعم معالجات الوسائط المتعددة الأكثر فعالية.
كما أنها تساعد في أداء تطبيقات الالعاب بالاضافه الى التعلم الآلي دون هدر في موارد الطاقة.
بطاقة العرض تيسلا
يمكن اعتبار Tesla ايضا بانها الاسم الرمزي للبنية الدقيقة لوحدة معالجة GPU.
حيث قامت بتطويرها شركة انفيديا لأول مرة عام 2006 كونها خلفية لبنيه Curie الدقيقة.
سميت بهذا الاسم نسبة الى المهندس الكهربائي نيكولا تيسلا.
وبالتالي تدعم بطاقة العرض تسلا برامج تشغيل مثل Direct3D و اوبن جل.
اذ انها حققت بذلك تحولاً كبيرًا تحت مظلة شركة انفيديا.
وتركز هذه التقنية على تمكين وظائف وقدرات أكثر فاعلية.
كما في ظل وجودها شهدت بطاقات العرض وضوحا أكثر تجريدًا لدى الوحدات الوظيفية المنفصلة.
على سبيل المثال قامت بنمذجة جيدة مع تظليل البيكسل وقمة الرأس.
أشهر معالجات Nvidia القديمة
كشف لنا شركة انفيديا أكثر المعالجات شيوعا في مقتطف أنظار محبي الألعاب وبرامج التصميم.
حيث أنها بذلك تبنت إنتاجية قياسية موحدة لــ بطاقاتها الرسومية .
على سبيل المثال المواصفات والمقاييس أحادية الجانب لتكوّن بذلك قائمة مُستدامة من عجلة التطوير فيما بعد.
بطاقة GeForce 256
تعرف باسم GeForce 256 وهي واحدة من أشهر معالجات Nvidia لعام 2000 يرمز لها أيضاً بــ Sandy 10.
حيث يحتوي على 23 مليون ترانزستور بتقنية 220 نانومتر مع تزويده بتقنية SDR.( اختصاراً الى Single Data Rate).
لقد كانت كانت GeForce 256 من أوائل وحدات معالجة الرسومات التي منحت طرقًا أكثر دقة في طرح معادلات التحويل والإضاءة.
وعلى الرّغم من استغلال قدرة هذا المعالج في برمجيات مثل DirectX.
إلاّ أنّ المبرمجين عبّروا عن انزعاجهم في الحد من الوصول وتمكين بعض الخصائص المثقلة.
وذلك بواسطة برمجياتٍ كانت هي الأسوأ في تاريخها دون تحقيقها أدنى معدلات الأداء.
تصريحات حول GeForce 256
خرجت شركة Nvidia في تصريحٍ حول بطاقة عرض GeForce 256.
حيث أفادت بأنّ استغلال البرمجيات في تفعيل خصائص هذه البطاقة يعتمد على مهارة مطوري الرسومات والألعاب.
لأنّنا قمنا بتزويد هذه البطاقة بمعالجة أحاديّة قادرة على قراءة أكثر من 10 ملايين مضلّع في الثانية الواحدة.
بالرّغم من أنّ بطاقة GeForce 256 تعمل بمعالج أحادي النواة.
إلا أنها تفوّقت بضعفي الأداء على معالج Nvidia Riva القديم.
والذي كان يفتقر لبعض خصائص المعالجة الأساسيّة.
مواكبة تقنية DDR
كانت بطاقة GeForce 256 تعمل في لوحات معالجة ذات معمارية SDR بالتالي اقتصرت في محدودية الأداء.
مما أفاد تصريح شركة انفيديا حول ضرورة تطوير اللوحة الأم وعلى الأقل بذاكرة عشوائية DDR او QDR.
ذلك من أجل تفعيل سرعة أداء أفضل من السّابق وهو ما قاد البعض إلى التّخلي عن ذاكرة رام من نوع SDR والاتجاه نحو DDR.
معالجات Sandy 10
ازدادت قدرات معالج Nvidia Sandy 10 لتضمّ بذلك نحو 17% من التحسينات المباشرة على أداء اللّعب.
حيث كانت بوابة لإضفاء مزيدًا من التحسينات لدى الأجيال المتعاقبة.
على سبيل المثال فقد أفاد ذلك اللاعبين بدعم جميع تقنيات معالجة الرسومات بترانزستور خاص لكل عملية.
لذلك تخلى اعتماد المحاكاة على البرمجيات وتم استبداله بالتشغيل الموحد WDM.
إذ كانت بطاقة GeForce 256 تكاد تتجاوز 300 دولار في عام 2000.
وهذا يُقارب أسعار بطاقات GTX في الوقت الحالي.
بالتالي فهي بمثابة العتاد القوي القادر على تشغيل كافة مزايا محركات الألعاب.
بطاقة GeForce GTS
خضع تصميم معالج GeForce2 إلى العديد من التحسينات حيث فاق أداءه الغير متوقع بطاقات Sandy 10 السابقة.
ومع إضافة أكثر من 25 مليون ترانزستور من أشباه الموصلات مقارنة بالمعالج السابق ساندي 10 والذي بالكاد يتجاوز 23 مليون منها.
بالإضافة إلى تطوير المعماريّة لتصبح 180 نانومتر بدلاً من 220.
حيث كان لذلك جيد الأثر في السيطرة على حرارة المعالج.
على سبيل المثال, تم تقليص حجمه وزيادة التحسينات شملت تبريد العتاد مما مكّنه من مُضاعفة الأداء مرّتين.
مع ذلك فإن أهم ما تم تضمينه في بطاقة العرض GTS هو تقليص أحجام أشباه الموصلات.
بالتالي درجات حرارة مثالية أقل بكثير مما سبقه من بطاقات العرض.
كما جرت بعض التحسينات على سرعة عمل ونقل المعالج بشكلٍ عام أو ان صح التعبير سرعة الساعة القصوى.
حيث وصلت إلى 200 ميجا هيرتز بدلاً من 120 ميجا هيرتز أمام نظيره GeForce256 .
أهم التحسينات
تم اعتماد تقنيات حديثة محددة و قابلة للمضاعفة من قبل شركة انفيديا.
وعلى رأسها زيادة أعداد نواة المعالجة وخيوطها بالإضافة إلى العمل بتوافقيّة مع البرمجيات.
مثل تقنيات DirectX و OpenGL ومكتبات البرمجة منخفضة المستوى مثل Vulcan.
على سبيل المثال , تبنت شركة انفيديا فكرة التطوير المستقل في ظل طاقة DC منفصلة ومعزولة الجانب.
ما يتيح لبطاقة العرض الاتصال بموارد الحاسب والعمل أكثر بسلاسة.
وهذا ما تم بالفعل عند إنتاج معالجات GTX و RTX ذات الثمن الباهظ.
إذ أنها أحدثت نقلة نوعية تقود اللاعب إلى بيئة لعب والمصمم إلى نماذج أكثر واقعية في ظل ازدياد قوانين الفيزياء.