مكونات الحاسوب

ما الموجود داخل الحاسوب

العتاد هو كل ما يمكن لمسه في الحاسوب. الأجزاء الرئيسية خمسة، والثلاثة الأولى منها هي التي تقوم بالعمل الحقيقي.

المعالج أو CPU يحسب. كل ما يفعله الحاسوب، من جمع رقمين إلى رسم هذه الصفحة، يتحول في النهاية إلى مليارات العمليات الصغيرة، والمعالج ينفذها واحدة تلو الأخرى بسرعة كبيرة. المعالج الحديث فيه عدة أنوية، أي عدة محاسبين يعملون جنباً إلى جنب. الخادم الذي يعمل عليه هذا الموقع فيه أربعة.

الذاكرة أو RAM هي المكتب. كل برنامج مفتوح وكل ملف مفتوح وكل لسان تركته في المتصفح مفروش على هذا المكتب. والمعالج لا يعمل إلا مع ما هو على المكتب. مكتب أكبر يعني بقاء أشياء أكثر مفتوحة في وقت واحد.

القرص هو خزانة الملفات. أبطأ، لكن محتواه يبقى حين تنقطع الكهرباء. ونوعان شائعان اليوم: قرص ميكانيكي فيه قرص معدني دوار، وقرص SSD بلا أي جزء متحرك، ولهذا يجيب أسرع بكثير.

وجزءان آخران لا يفكر فيهما أحد حتى يتعطلا. اللوحة الأم هي اللوحة الكبيرة التي يركب عليها كل شيء، والذي يهمك فيها أنها تحدد أي قطعة تدخل في هذا الحاسوب أصلاً. ومزود الطاقة والتبريد يوصلان الكهرباء ويخرجان الحرارة، والجهاز الذي يطفئ نفسه أو تصدر مروحته صوتاً مزعجاً مشكلته عادة هنا، لا في المعالج.

كل استعارة جيدة تنكسر في مكان ما، والأفضل أن تقول أنت أين. ضع المكتب والخزانة جنباً إلى جنب فيبدو الفرق مجرد قرب. الفرق الحقيقي أكبر من ذلك بكثير، والقسم الثالث من هذا الدرس يعطي الرقم.

ما الفرق بين الذاكرة والقرص

هذا أشهر سوء فهم عن الحواسيب، ويستحق أن يستقر مرة واحدة. الذاكرة والقرص كلاهما «مكان»، لكنهما يؤديان عملين مختلفين تماماً.

الذاكرة تعيش بالكهرباء. في اللحظة التي ينطفئ فيها الحاسوب يزول كل ما كان فيها بلا استئناف. ولهذا يضيع الملف الذي لم تحفظه حين تنقطع الكهرباء: ذلك الملف كان لا يزال على المكتب ولم يصل إلى الخزانة قط. والقرص عكس ذلك؛ لا يحتاج كهرباء ويحفظ محتواه سنوات.

لذلك فإن «حاسوبي فيه تيرابايت، فلماذا هو بطيء» ليس سؤالاً صحيحاً. التيرابايت حجم الخزانة ولا يقول شيئاً عن حجم المكتب. السؤال الصحيح هو: كم بقي من المكتب فارغاً حين يكون كل ما تستعمله مفتوحاً.

وهنا الجزء الذي يقال أقل، وهو بالضبط سبب أن زيادة الذاكرة تسرّع الجهاز حتى لو لم تفتح شيئاً جديداً: نظام التشغيل يرفض ترك الذاكرة الفارغة عاطلة. كل ملف يقرأ من القرص يترك نسخة في الذاكرة كي لا تذهب القراءة التالية إلى القرص أصلاً. وتوثيق نواة لينكس يقولها في سطر واحد: كلما قرئ ملف وضعت بياناته في كاش الصفحات لتجنب الوصول المكلف إلى القرص في القراءات التالية، وتعاد تلك النسخ لحظة نقصان الذاكرة. أي أن الذاكرة التي تبدو فارغة تعمل في الحقيقة.

والنتيجة العملية: حين تمتلئ الذاكرة، أول ما يضحي به نظام التشغيل هو تلك النسخ. ومن تلك اللحظة يعود العمل الذي كان يجاب من الذاكرة بالأمس إلى القرص. الحاسوب لا يبطؤ دفعة واحدة؛ يبطؤ بعد نقطة معينة.

ما الذي يجعل الحاسوب بطيئاً فعلاً

موقفنا واضح: في العمل اليومي لا يكون المعالج هو المذنب تقريباً أبداً. قلة الذاكرة وبطء القرص هما ما يجعل الحاسوب يبدو بطيئاً، والسبب رقم نضعه هنا.

قسناه على الخادم نفسه الذي يقدم rgb.ir. أنشأنا ملفاً بحجم ١٢٨ ميغابايت وقرأنا منه ٢٠٠٠ قطعة عشوائية بحجم ٤ كيلوبايت. في المرة الأولى تأكدنا أن هذه القراءات تصل فعلاً إلى قرص SSD: استغرقت كل قراءة نحو ٠.٢٢ ميلي ثانية. ثم كررنا القراءات الـ٢٠٠٠ نفسها والبيانات الآن في الذاكرة: نحو ٠.٠٠١٣ ميلي ثانية لكل قراءة. أي أسرع بنحو ١٦٠ مرة، وذلك في مقابل قرص SSD حديث.

الآن تكتسب جملة القسم السابق معنى. ما دامت الذاكرة فيها متسع، فإن جزءاً كبيراً مما يفعله الحاسوب يحدث بالرقم الصغير. وحين تمتلئ الذاكرة يحدث العمل نفسه بالرقم الكبير. والفارق واسع لدرجة أن أسرع معالج في الأرض لا يعوضه، لأن المعالج يقضي كل تلك المدة جالساً ينتظر.

وعلى القرص الميكانيكي الفارق أوسع بكثير، لأن ذراعاً مادية يجب أن تتحرك هناك. ولا نذكر رقماً لذلك لأن هذا الجهاز ليس فيه قرص ميكانيكي ولم نقس واحداً؛ نذكر الاتجاه فقط. وهذه الحقيقة وحدها هي ما يجعل استبدال قرص لابتوب قديم بقرص SSD أوضح ترقية ممكنة.

وسببان آخران لا علاقة لهما بالقطع ولا يكلفان شيئاً. الأول: البرامج التي تبدأ مع تشغيل الجهاز وتحتل الذاكرة طوال اليوم. والثاني: قرص شبه ممتلئ لا يترك لنظام التشغيل مكاناً لملفاته المؤقتة؛ ونحن نراقب الشيء نفسه على خوادمنا، وهذا الجهاز عند ٨٥ بالمئة، وهو آخر حد نرتاح إليه. وحين يتباطأ موقع نستضيفه فإن أول ما ننظر إليه هذان الاثنان، لا قوة المعالج.

وحد هذا الكلام: إذا كان البطيء هو تصدير الفيديو أو التصيير ثلاثي الأبعاد أو ترجمة الكود، فالمعالج هو عنق الزجاجة فعلاً وزيادة الذاكرة لا تغير شيئاً. وهذا ليس استثناءً بل قاعدة أخرى.

من الذي يحتاج بطاقة رسوميات فعلاً

بطاقة الرسوميات معالج أيضاً، لكن من نوع آخر. المعالج الرئيسي يؤدي أعمالاً معقدة واحدة بعد الأخرى؛ وبطاقة الرسوميات تؤدي عملاً بسيطاً على ملايين النقاط في وقت واحد. ولتلوين بكسلات مشهد ثلاثي الأبعاد فهذا بالضبط هو المطلوب.

موقفنا، ونعلم أن البائع لن يحبه: بالنسبة لأكثر الناس، شراء بطاقة رسوميات منفصلة هو أشهر طريقة لإهدار المال. تصفح الويب وأعمال المكتب وتشغيل الفيديو بل وجزء كبير من عمل تصميم المواقع تعمل جيداً بما يكفي على الرسوميات المدمجة في المعالج. والبطاقة لا تسرّع أياً منها.

وأربع فئات تحتاجها فعلاً: الألعاب، ومونتاج الفيديو وتصحيح الألوان، والنمذجة والتصيير ثلاثي الأبعاد، ومنذ سنوات قليلة تشغيل نماذج الذكاء الاصطناعي على حاسوبك أنت. وللفئة الرابعة فرق مهم: الرقم الحاسم هناك ليس سرعة البطاقة بل حجم ذاكرتها المخصصة، لأن النموذج إما يتسع فيها أو لا. ولهذا الموضوع درس خاص به.

ونقطة صغيرة كثيراً ما تقال خطأ: أكثر أجهزة اللابتوب وكل الهواتف رسومياتها مدمجة في المعالج وتأخذ حصة من الذاكرة الرئيسية. وعلى جهاز كهذا فإن الذاكرة التي تذهب للرسوميات تخصم من مكتبك.

ما الذي نفحصه قبل الشراء أو الترقية

ابدأ بمعرفة ما لديك أصلاً. في ويندوز من Task Manager لسان Performance، وفي ماك من Activity Monitor، وفي لينكس بأمرين: free -h وlscpu. تحتاج ثلاثة أرقام: إجمالي الذاكرة، وكم منها مستعمل في لحظة عمل عادية، ونوع القرص ومساحته الفارغة.

ثم افحص التوافق، وهنا حقيقة يتعلمها الناس متأخرين: في كثير من أجهزة اللابتوب النحيفة في السنوات الأخيرة تكون الذاكرة ملحومة باللوحة ولا يمكن زيادتها إطلاقاً. أي أن «سأضيف ذاكرة لاحقاً» ليس خطة لذلك الجهاز. أما القرص ففي كثير من الأجهزة نفسها لا يزال قابلاً للاستبدال. والجواب يجب أن يأتي من صفحة الشركة المصنعة نفسها لرقم طرازك الدقيق، لا لعائلة الطراز.

وآخر شيء، وهو غالباً بلا تكلفة: قبل أن تدفع ثمن قطعة، أفرغ قائمة البرامج التي تبدأ تلقائياً وأنزل امتلاء القرص تحت ثمانين بالمئة. فإن بقي بطيئاً بعد هذين فاذهب للشراء. هذا هو الترتيب.

والخطوة التالية الطبيعية أن ترى ما يفعله نظام التشغيل بهذه القطع نفسها، ولماذا يمكن لحاسوبين بعتاد متطابق أن يتصرفا تصرفاً مختلفاً تماماً.