Перейти до змісту
Головна " IT ir technologijos " Kaip veikia žaidimų kompiuteris

Kaip veikia žaidimų kompiuteris

Kas gi yra tas žaidimų kompiuteris?

Žaidimų kompiuteris – tai ne kažkoks magiškas aparatas su neono šviesomis, nors daugelis taip ir atrodo. Iš esmės tai paprastas kompiuteris, tik sukonfigūruotas ir surinktas taip, kad galėtų apdoroti sudėtingą grafiką, fizikos skaičiavimus ir visus tuos šimtus tūkstančių dalykų, kurie vyksta ekrane, kai žaidžiate „Cyberpunk 2077″ ar bet kurį kitą modernų žaidimą.

Pagrindinis skirtumas tarp paprasto biuro kompiuterio ir žaidimų mašinos – tai prioritetai. Biuro kompiuteriui užtenka atidaryti kelias „Excel” lenteles ir naršyklės langus. Žaidimų kompiuteriui reikia per sekundę perskaičiuoti milijonus poligonų, atvaizduoti realistiškus šešėlius, sekti šimtus objektų erdvėje ir dar pritaikyti fizikos dėsnius kiekvienam kritančiam akmeniui. Tai tarsi palyginti dviratį su „Ferrari” – abu veža iš taško A į tašką B, bet kaip kitaip!

Procesorius – kompiuterio smegenys

Centrinis procesorius (CPU) yra tas, kuris koordinuoja visą šou. Jis tarsi dirigentas orkestre – nurodo, kas ir kada turi vykti. Kai jūsų žaidime priešas nusprendžia, ar šauti į jus, ar pasislėpti už sienos, tai procesoriaus darbas. Kai žaidimas skaičiuoja, kiek žalos padarėte, ar jūsų personažas gali peršokti tą tarpeklį – vėlgi procesorius.

Šiuolaikiniai procesoriai turi kelis branduolius, dažniausiai nuo 6 iki 16 žaidimų kompiuteriuose. Kiekvienas branduolys gali atlikti savo užduotis nepriklausomai. Įsivaizduokite virtuvę su vienu virėju versus virtuvę su aštuoniais – antroji paruoš vakarienę daug greičiau, jei visi žino, ką daro.

Taktinis dažnis, matuojamas gigahercais (GHz), parodo, kiek operacijų per sekundę gali atlikti procesorius. Bet čia ne viskas taip paprasta – naujesnis 3.5 GHz procesorius gali būti greitesnis už senesnį 4.0 GHz modelį, nes architektūra tobulėja. Tai kaip palyginti seną sunkvežimį, kuris važiuoja 100 km/h, su moderniu sportišku automobiliu, kuris važiuoja tą patį greitį – patirtis bus visiškai skirtinga.

Vaizdo plokštė – tikroji žaidimų širdis

Jei procesorius yra smegenys, tai vaizdo plokštė (GPU) yra vaizduotė ir menininkas viename. Ji atsakinga už viską, ką matote ekrane. Kiekvienas pikselis, kiekvienas šešėlis, kiekvienas atspindys vandenyje – tai GPU darbas.

Vaizdo plokštė veikia visiškai kitaip nei procesorius. Ten, kur CPU turi kelis galingus branduolius, GPU turi tūkstančius mažesnių, paprastesnių branduolių. NVIDIA RTX 4090 turi daugiau nei 16,000 CUDA branduolių. Kodėl? Nes grafikos atvaizdavimas – tai masinis paralelinis darbas. Reikia apskaičiuoti spalvą kiekvienam iš 8,294,400 pikselių 4K ekrane, ir tai padaryti 60 ar daugiau kartų per sekundę.

Vaizdo atmintis (VRAM) yra specialus greitasis atmintis, kuriame saugomi tekstūros, 3D modeliai ir kiti grafikos duomenys. Modernūs žaidimai gali naudoti 8-12 GB VRAM, o kai kurie net daugiau. Kai VRAM trūksta, žaidimas pradeda lėtėti arba tekstūros atrodo prastos – sistema priversta nuolat keistis duomenimis su lėtesne RAM atmintimi.

Atminties ir saugojimo sistema

RAM (operatyvioji atmintis) yra trumpalaikė kompiuterio atmintis – ten saugoma visa, kas reikalinga dabar, šią akimirką. Kai paleidžiate žaidimą, jo failai iš kietojo disko nukopijuojami į RAM, nes iš ten procesorius gali juos pasiekti per milisekundes, o ne sekundes.

Žaidimams šiais laikais rekomenduojama turėti bent 16 GB RAM, o kai kuriems naujesniems žaidimams jau ir 32 GB nėra prabanga. Kodėl tiek daug? Nes modernūs žaidimai yra didžiuliai. Jie turi detalizuotus pasaulius, sudėtingą dirbtinį intelektą, garso failus, tekstūras visoms detalėms. Visa tai turi būti greitai prieinama.

Kietasis diskas ar SSD (Solid State Drive) – tai ilgalaikė saugykla. Čia gyvena visi jūsų žaidimai, kai jų nežaidžiate. Skirtumas tarp senojo HDD ir naujo SSD yra dramatiškas. HDD turi judančias mechanines dalis – diskus, kurie sukasi, ir galvutę, kuri skaito duomenis. SSD neturi jokių judančių dalių – tai grynai elektroninis įrenginys, panašus į USB atmintinę, tik daug greitesnis.

Praktiškai tai reiškia, kad žaidimas iš SSD gali pasileisti per 10-20 sekundžių, o iš HDD – per minutę ar daugiau. Kai žaidime keliaujate tarp lokacijų, SSD užkrauna naują vietą per akimirką, o HDD verčia jus žiūrėti į užkrovimo ekraną.

Maitinimo blokas ir aušinimas

Maitinimo blokas (PSU) – tai ne kažkas, apie ką žmonės mėgsta kalbėti, bet be jo niekas neveiks. Jis paima 220V kintamą srovę iš jūsų sienoje esančio lizdo ir paverčia į kelis skirtingus nuolatinės srovės įtampius, kurių reikia kompiuterio komponentams – 12V, 5V, 3.3V.

Geras maitinimo blokas yra svarbus ne tik todėl, kad tiekia energiją, bet ir todėl, kad tiekia ją stabiliai. Įtampos svyravimai gali sugadinti jautrius komponentus. Žaidimų kompiuteriui dažniausiai reikia 650-850W maitinimo bloko, o su aukščiausios klasės vaizdo plokštėmis – net 1000W ar daugiau.

Aušinimas – tai kita kritinė sistema. Kai procesorius ir vaizdo plokštė dirba visu pajėgumu, jie išskiria daugybę šilumos. Procesorius gali pasiekti 80-90°C temperatūrą, vaizdo plokštė – panašiai. Be tinkamo aušinimo, komponentai pradeda „throttle” – sąmoningai lėtina darbą, kad neperkaistų ir nesusigadintų.

Yra keletas aušinimo būdų. Oro aušinimas naudoja radiatorius (metalines plokštes su daug paviršiaus ploto) ir ventiliatorius. Skysčio aušinimas cirkuliuoja vandenį ar specialią skystį per bloką ant procesoriaus, tada per radiatorių, kur skystis ataušinamas. Skysčio aušinimas efektyvesnis, bet brangesnis ir sudėtingesnis.

Kaip visa tai dirba kartu žaidžiant

Įsivaizduokite, kad paleidžiate žaidimą. Paspaudžiate ant ikonos, ir štai kas vyksta už kulisų:

Procesorius gauna komandą paleisti žaidimą. Jis kreipiasi į kietąjį diską, iš ten į RAM nukopijuojami pagrindiniai žaidimo failai – kodas, pradinis turinys, nustatymai. Vaizdo plokštė užkrauna tekstūras ir 3D modelius į savo VRAM. Garso sistema pasiruošia groti muzikai ir efektams.

Kai žaidimas paleistas ir jūs jau žaidžiate, vyksta neįtikėtinai sudėtingas šokis tarp komponentų. Procesorius apdoroja žaidimo logiką – kur yra priešai, kas vyksta su fizika, ar jūsų personažas dar gyvas, kiek turite pinigų. Jis siunčia komandas vaizdo plokštei: „Nubraižyk šį pasaulį iš šio kampo, su šiais objektais, su šiuo apšvietimu.”

Vaizdo plokštė paima tas instrukcijas ir pradeda savo magiją. Ji paima 3D modelius iš savo atminties, pritaiko tekstūras, apskaičiuoja apšvietimą kiekvienam pikseliui, prideda šešėlius, atspindžius, dalelių efektus. Visa tai turi būti padaryta per 16 milisekundžių, jei norite gauti 60 kadrų per sekundę.

Tuo pačiu metu procesorius klauso jūsų įvesties – klaviatūros, pelės ar pultelio. Kai paspaudžiate mygtuką šauti, ta informacija keliauja per USB jungtį į procesorių, jis perskaičiuoja žaidimo būseną (ar pataikėte, kiek žalos padarėte), atnaujina duomenis ir vėl siunčia viską vaizdo plokštei atvaizdavimui.

Kodėl žaidimų kompiuteriai tokie brangūs?

Daugelis žmonių nustemba, kai sužino, kad normalus žaidimų kompiuteris kainuoja 1000-2000 eurų, o aukščiausios klasės gali siekti 3000-5000 eurų ar net daugiau. Kodėl taip?

Pirma, technologijos. Vaizdo plokštė viena gali kainuoti 500-1500 eurų. Tai sudėtingas įrenginys su milijardais tranzistorių, pagamintas naudojant pažangiausias gamybos technologijas. Procesoriai taip pat nėra pigūs – geras žaidimų procesorius kainuoja 300-500 eurų.

Antra, komponentų kokybė ir ilgaamžiškumas. Pigūs komponentai gali veikti, bet jie greičiau genda, skleidžia daugiau triukšmo, dirba mažiau efektyviai. Geras maitinimo blokas su 80+ Gold ar Platinum sertifikatu yra efektyvesnis ir patikimesnis, bet kainuoja daugiau.

Trečia, našumas. Žaidimų kompiuteris turi apdoroti neįtikėtinai daug informacijos labai greitai. Tai tarsi skirtumas tarp paprastos mašinos ir sportinio automobilio – abiems reikia variklio, ratų ir vairo, bet vienas turi veikti ekstremaliais režimais.

Bet štai gera žinia – nebūtina pirkti pačio brangiausio. Už 1000-1200 eurų galima susirinkti kompiuterį, kuris puikiai žais beveik visus šiuolaikinius žaidimus vidutinėse-aukštose nuostatose. O jei esate kantresni, galima ieškoti dalių išpardavimų ar pirkti vieną kitą komponentą naudotą.

Ką reikia žinoti prieš renkant ar perkant

Jei galvojate apie žaidimų kompiuterio įsigijimą, štai keletas praktinių patarimų, kurie padės nepermokėti ir gauti tai, ko tikrai reikia.

Pirmiausia nuspręskite biudžetą ir kokius žaidimus norite žaisti. Jei jus domina strateginiai žaidimai ar senesni titulai, nebūtinas top-tier kompiuteris. Jei norite žaisti naujausius AAA žaidimus su maksimaliomis nuostatomis 4K raiška – pasiruoškite išleisti daugiau.

Vaizdo plokštė turėtų sudaryti apie 40-50% viso biudžeto. Tai svarbiausias komponentas žaidimams. Geriau turėti stiprią vaizdo plokštę su vidutiniu procesoriumi nei atvirkščiai.

Netaupykite ant maitinimo bloko. Pigus, nekokybiškas PSU gali ne tik sugesti pats, bet ir paimti kartu kitus komponentus. Rinkitės patikimų gamintojų modelius su bent 80+ Bronze sertifikatu.

SSD yra būtinybė, ne prabanga. Net 500 GB SSD operacinei sistemai ir keliems žaidimams pakeis visą patirtį. Papildomai galite turėti didesnį HDD kitam turiniui.

Aušinimas – nepamirškit. Geras korpusas su normaliu oro srautu ir tinkamas CPU aušintuvas užtikrins, kad jūsų komponentai gyventų ilgai ir laimingai. Nebūtinai reikia brangaus skysčio aušinimo – geras oro aušintuvas puikiai atlieka savo darbą.

Žaidimų kompiuterio ateitis ir kas laukia toliau

Technologijos nestovi vietoje, ir žaidimų kompiuteriai evoliucionuoja nuostabiu greičiu. Pastaraisiais metais matome kelis įdomius pokyčius, kurie keičia tai, kaip mes žaidžiame.

Ray tracing – realistiškas apšvietimas realiu laiku – dar prieš kelerius metus buvo beveik neįmanomas. Dabar jau vidutinės klasės vaizdo plokštės gali jį valdyti. Ši technologija simuliuoja, kaip šviesa iš tikrųjų elgiasi – atspindi nuo paviršių, lūžta per stiklą, kuria realistiškus šešėlius. Rezultatas – žaidimai atrodo beveik kaip filmai.

DLSS ir FSR technologijos naudoja dirbtinį intelektą, kad pagerintų našumą. Jos atvaizduoja žaidimą mažesne raiška, tada “protingai” padidina iki pilnos raiškos, išlaikydami kokybę. Tai leidžia žaisti aukštesnėmis nuostatomis be našumo praradimo.

SSD technologija toliau tobulėja. Nauji PCIe 5.0 SSD gali pasiekti neįtikėtinus 14,000 MB/s skaitymo greičius. Tai reiškia beveik momentinį žaidimų užkrovimą ir galimybę kūrėjams projektuoti žaidimus be tradicinių apribojimų.

Procesoriai juda link daugiau branduolių ir efektyvesnės architektūros. AMD ir Intel varžosi, kas pasiūlys geresnį našumą, o tai mums, vartotojams, reiškia geresnes kainas ir greitesnius kompiuterius.

Kas svarbu – nebijokite, kad jūsų kompiuteris greitai pasens. Geras žaidimų kompiuteris gali tarnauti 5-7 metus, o kai reikia – galite pakeisti vieną kitą komponentą, užuot pirkę visiškai naują sistemą. Tai ir yra grožis – moduliarumas ir galimybė tobulinti.

Taigi žaidimų kompiuteris nėra kažkas mistiškai sudėtingo. Tai tiesiog gerai subalansuota sistema iš kelių pagrindinių komponentų, kurie dirba kartu, kad sukurtų įspūdingą žaidimų patirtį. Suprasdami, kaip jis veikia, galite priimti geresnius sprendimus perkant, geriau prižiūrėti savo įrangą ir tiesiog labiau įvertinti tą technologijų stebuklą, kuris vyksta po stikliniu šoniniu dangčiu su RGB apšvietimu.