- تقوم AMD بدمج تصحيحات AMDGPU الجديدة في Linux لتمكين HDMI 2.1 مع ضغط دفق العرض (DSC) و FRL.
- يزيل التحديث قيود ترخيص HDMI وعرض النطاق الترددي القائمة منذ فترة طويلة، مما يسمح بدقة 4K بمعدل 240 هرتز وما يصل إلى 8K بمعدل 120 هرتز على نظام Linux.
- تم وضع Steam Machine وSteamOS كأحد المستفيدين الرئيسيين، حيث يربطان HDMI بإمكانيات DisplayPort الحالية.
- من المتوقع أن يتم تضمين هذه التصحيحات في إصدار نواة لينكس القادم، مما يحسن جودة صور الألعاب وسطح المكتب.
لسنوات، اضطر مستخدمو نظام لينكس الذين يمتلكون وحدات معالجة رسومات قوية من نوع Radeon وأجهزة تلفزيون متطورة إلى التعايش مع تناقض غريب: الأجهزة والكابلات جاهزة لتقنية HDMI 2.1، لكن البرامج محدودة بتقنية HDMI 2.0. هذا التناقض يعني ترك معدلات تحديث أعلى، وعمق ألوان أفضل، والإمكانات الكاملة لشاشات 4K و 8K الحديثة عند استخدام HDMI.
تعمل AMD الآن على تضييق هذه الفجوة. من خلال موجة جديدة من العمل على المصادر المفتوحة برنامج تشغيل AMDGPUوقد طرحت الشركة مجموعة من تحديثات تهدف إلى تمكين ضغط دفق العرض (DSC) عبر HDMI 2.1 على نظام التشغيل Linux. تأتي هذه التغييرات بالإضافة إلى الجهود السابقة حول Fixed Rate Link (FRL)، وهي طريقة الإرسال التي تدعم النطاق الترددي الأعلى لمعيار HDMI 2.1، وهي تعيد تشكيل ما يمكن أن يقدمه HDMI على المنصات المفتوحة.
ما الذي تُجريه AMD من تغييرات في برنامج تشغيل AMDGPU لنظام Linux
بحسب تقارير حديثة من مجتمع رسومات لينكس، تعمل شركة AMD على تحسين تحديث كبير لبرنامج التشغيل المفتوح الخاص بها. دمج دعم HDMI 2.1 مع DSC و FRL في حزمة AMDGPU. حتى الآن، كان برنامج التشغيل يتعامل بشكل فعال مع منافذ HDMI كنقاط نهاية HDMI 2.0، بغض النظر عن القدرات الفعلية لوحدة معالجة الرسومات أو التلفزيون المتصل.
تُقدّم سلسلة التحديثات الجديدة هذه جميع العناصر الضرورية بحيث، عندما يدعم كل من وحدة معالجة الرسومات والشاشة ذلك، يمكن للرابط التفاوض على أوضاع FRL وتفعيل ضغط DSC. عملياً، هذا يعني أن مخرج HDMI لم يعد محدوداً بشكل مصطنع بواسطة نظام الإرسال القديم ويمكنه أخيراً العمل على نفس مستوى اتصالات DisplayPort الحديثة.
من منظور النواة، يتم دمج العمل في النظام الحالي بنية إدارة العرض المباشر (DRM)، وتوسيع نطاق كيفية التحقق من صحة الأوضاع وكيفية حساب عرض النطاق الترددي لـ إعدادات HDMI عالية الدقة وعالية التحديثبدلاً من العودة إلى الحدود المحافظة، يأخذ السائق الآن في الاعتبار المساحة الإضافية التي يوفرها FRL وانخفاض تكلفة البكسل الواحد التي تأتي مع DSC.
تعتزم AMD دمج هذا الكود في إصدار قادم من نواة لينكس، مع وجود مراجع تشير إلى نافذة الهدف تقريبًا الإصدار 7.2 من النواةوهذا يمنح التوزيعات جدولاً زمنياً واضحاً لـ ابدأ شحن التحسينات في مجموعات الرسومات القياسية الخاصة بهم خلال دورات التطوير القادمة.
FRL و DSC: كيف يوسع HDMI 2.1 نطاقه أخيرًا
لفهم أهمية هذه التحديثات، من المفيد تحليل التقنيات المستخدمة. لا يقتصر دور HDMI 2.1 على زيادة الأرقام فحسب، بل يعتمد على وصلة معدل ثابت (FRL) كطريقة جديدة لنقل البيانات عبر الكابل. يحل FRL محل طريقة TMDS القديمة المستخدمة في HDMI 2.0، مما يتيح معدل نقل بيانات أعلى بكثير عبر نفس الموصل المادي.
يوجد فوق FRL ضغط دفق العرض. DSC هو نظام ضغط بدون فقدان مرئي مصمم خصيصًا لحركة مرور العرضبدلاً من إرسال دفق الفيديو الخام غير المضغوط، تقوم وحدة معالجة الرسومات بضغطه في الوقت الفعلي باستخدام خوارزمية مضبوطة بحيث لا يتمكن المستخدمون عمليًا من رصد أي تشوهات في ظروف المشاهدة العادية.
بفضل دمج تقنيتي FRL وDSC، أصبح بإمكان النظام عرض أوضاع كانت سابقًا غير متاحة عبر HDMI. ومع دعم AMDGPU المُحدَّث، أصبح بإمكان نظام لينكس الآن تشغيل دقة 4K بمعدل يصل إلى 240 هرتز عبر منفذ HDMI 2.1وفي السيناريوهات التي تسمح بها وحدة معالجة الرسومات والشاشة، يصبح من الممكن حتى دقة 8K بمعدل يصل إلى 120 هرتز ضمن نطاق عرض النطاق الترددي.
الأهم من ذلك، أن تقنية DSC لا تساعد فقط في تحسين الدقة الخام ومعدلات التحديث؛ بل تحافظ أيضًا على عمق ألوان 10 بت ونطاقات ألوان واسعة وإلا، فإن ذلك سيتأثر سلبًا إذا اضطر النظام إلى تقليل تشبع الألوان أو عمق البتات ليتناسب مع وصلة HDMI 2.0. وهذا له آثار مباشرة ليس فقط على الألعاب، بل أيضًا على محتوى HDR والأعمال الاحترافية التي تتطلب دقة ألوان عالية.
من اختناقات HDMI 2.0 إلى دقة 4K بمعدل 240 هرتز ودقة 8K بمعدل 120 هرتز
في ظل نظام لينكس السابق، حتى لو كنت تمتلك بطاقة رسومات راديون عالية الأداء وجهاز تلفزيون HDMI 2.1 من الفئة العليا، فغالبًا ما كنت ستواجه مشكلة يتوقف عند دقة 4K بمعدل 60 هرتز عند استخدام HDMI. الانتقال إلى دقة 4K بمعدل 120 هرتز أو أعلى كان يعني عادةً التبديل إلى منفذ العرض، إذا كانت شاشتك تدعمه، أو قبول دقة عرض ومعدلات تحديث أقل.
مع تطبيق التحديثات الجديدة من AMD، تمت إزالة هذا العائق بشكل فعال. يمكن لبرنامج التشغيل الآن الكشف عن البيانات والتحقق منها. أوضاع 4K بتردد 240 هرتز عبر منفذ HDMI 2.1 عند توفر تقنية DSCمما يجعل مخرج HDMI متوافقًا مع ما يقدمه منفذ DisplayPort 1.4 منذ فترة في أنظمة لينكس. ويُعد هذا التغيير ذا أهمية خاصة للعديد من تجهيزات غرف المعيشة التي تعتمد على أجهزة التلفاز بدلًا من الشاشات.
أما في أقصى الحالات، فإن الدعم لـ دقة 8K بمعدل يصل إلى 120 هرتز عبر منفذ HDMI يفتح هذا الباب أمام سيناريوهات مستقبلية، حتى وإن لم تكن أجهزة الألعاب الحالية قادرة على تشغيل ألعاب AAA بدقة 8K الأصلية. ومع ذلك، بالنسبة للاستخدام على أجهزة الكمبيوتر المكتبية، أو تشغيل الفيديو، أو مهام العرض المرئي الأكثر تخصصًا، فإن القدرة على التفاوض على هذه الأوضاع مباشرةً عبر HDMI على نظام Linux تُعد خطوة مهمة إلى الأمام.
إلى جانب الدقة الخام والتردد، يوفر السلوك الجديد فوائد في الاستخدام اليومي. فبفضل عدم الحاجة إلى تقليل أخذ عينات اللون أو عمق البت بشكل كبير، يمكن للنظام الحفاظ على إشارة أنقى، مما يحسّن وضوح النص ويقلل من التشويش الطفيف لاحظ بعض المستخدمين ذلك عند تشغيل النظام بأقصى عرض نطاق ترددي لتقنية HDMI 2.0. لذا، من المفترض أن تبدو بيئات سطح المكتب والقوائم على نظام لينكس أكثر وضوحًا على أجهزة التلفاز والشاشات المتوافقة.
عقبات الترخيص وأسباب تأخر نظام لينكس في استخدام HDMI 2.1
القصة ليست تقنية فحسب. أحد أسباب تأخر نظام لينكس في دعم ميزات HDMI 2.1 مرتبط بـ إطار الترخيص المتعلق بتقنيات HDMI. في حين أن وحدات معالجة الرسومات والكابلات جاهزة منذ فترة، فإن تمكين الدعم المفتوح بالكامل والمتوافق مع المواصفات في برنامج تشغيل المصدر ليس بالأمر البسيط مثل قلب مفتاح.
يتعين على الشركات المصنعة الموازنة بين التزاماتها تجاه هيئة ترخيص HDMI ومتطلبات البرمجيات مفتوحة المصدر، حيث تفاصيل التنفيذ ومعالجة البروتوكول متاحة للعموموقد جعل ذلك الشركات تاريخياً أكثر حذراً بشأن تنفيذ ميزات معينة بشكل مفتوح، حتى لو كان بإمكانها توفيرها من خلال برامج تشغيل Windows المغلقة.
في هذا السياق، يبرز أحدث أعمال AMD كجهد متعمد لـ سد الفجوة بين الأنظمة البيئية الاحتكارية والمفتوحةمن خلال استثمار وقت الهندسة في حل HDMI 2.1 + DSC لـ AMDGPU، فإن الشركة تجعل من الممكن لتوزيعات Linux شحن هذه الإمكانيات خارج الصندوق دون الاعتماد على المكونات الثنائية فقط.
والنتيجة هي أن القيود طويلة الأمد المتعلقة بعرض النطاق الترددي والميزات المرتبطة بمنفذ HDMI على نظام Linux، والتي كانت تُعزى في السابق إلى حد كبير إلى المناطق الرمادية القانونية والترخيصية، يتم الآن معالجتها بطريقة يواءم مبادئ المصادر المفتوحة مع معايير العرض الحديثةبالنسبة للمستخدمين، فإن النتيجة المرئية هي ببساطة أن أجهزتهم تتصرف أخيرًا كما تشير مواصفاتها.
جهاز ستيم ونظام التشغيل ستيم: الفائزان الرئيسيان بالتحديثات الجديدة
أثار توقيت هذه التحسينات في معالجات الرسومات من AMD اهتمامًا خاصًا لدى المتابعين لخطط شركة Valve المتعلقة بالأجهزة. مشروع Steam Machine المُجدد، بالإضافة إلى نظام التشغيل SteamOS هو نظام تشغيل قائم على نظام Linuxلطالما واجهت هذه التقنية قيودًا تتعلق بتقنية HDMI والتي بدت غير متزامنة مع إمكانيات الجهاز.
تم حصر النماذج الأولى من آلة البخار فعلياً في أسقف بدقة 4K بتردد 60 هرتز عبر منفذ HDMI لأن حزمة البرامج لم تكن قادرة على الاستفادة من ميزات HDMI 2.1، على الرغم من أن المكونات الأساسية كانت قادرة على ذلك فعلياً. غالباً ما كان المستخدمون يُدفعون إلى استخدام DisplayPort إذا أرادوا معدلات تحديث أعلى، وهو ما لم يكن يتوافق دائماً مع طريقة توصيل أجهزة التلفزيون في غرف المعيشة.
مع وصول دعم تقنية DSC من AMD لتقنية HDMI 2.1 إلى نظام لينكس، من المتوقع أن يتغير هذا الوضع. بمجرد أن يُضيف نظام SteamOS هذه التقنية نواة النظام ومجموعة ميسا والتي تتضمن هذه التصحيحات، يمكن لأجهزة Steam Machine الحالية والمستقبلية أن تعمل. تفعيل جميع وظائف HDMI 2.1 من خلال تحديث النظام العاديبدلاً من الحاجة إلى صناديق جديدة أو حلول بديلة غير تقليدية.
سيسمح ذلك للجهاز ذي النمط الأسطواني بإخراج البيانات دقة 4K بمعدل يصل إلى 240 هرتز عبر منفذ HDMI على أجهزة التلفاز المتوافقة، مما يُقرّب التجربة من تلك المتوفرة بالفعل عبر منفذ DisplayPort على الشاشات المتطورة. بالنسبة للمستخدمين الذين يخططون لتوصيل النظام بتلفاز بشاشة كبيرة في غرفة المعيشة، فإن الفرق بين 60 هرتز و120 هرتز أو أكثر ليس طفيفًا، خاصةً في الألعاب سريعة الوتيرة.
على الرغم من عدم وجود أي إشارة رسمية في ملاحظات إصدار SteamOS حتى الآن إلى تحقيق إنجاز محدد في تقنية HDMI 2.1، إلا أن تقارب عمل AMD واستعدادات Valve المستمرة للأجهزة يشير إلى أن لم يعد HDMI يمثل الحلقة الأضعف في قصة جهاز ستيم ماشين. بدلاً من ذلك، يمكن أن يصبح عنصراً أساسياً إلى جانب منفذ العرض في بيئة ألعاب لينكس.
دور مهندسي AMD ونظام التشغيل المفتوح لبرامج التشغيل
من أبرز الجوانب التي سلط عليها المجتمع الضوء هو المشاركة المباشرة لمهندسي AMD في تحقيق ذلك. شخصيات مثل يُنسب الفضل لهاري وينتلاند وفريقه في معالجة المشكلات المتبقية المتعلقة بنظام DSC في برنامج تشغيل لينكس، سد الثغرات التي ظلت قائمة لعدة دورات تطوير.
يتجاوز العمل مجرد تغيير علامة في الإعدادات. يتطلب دعم HDMI 2.1 مع DSC في برنامج تشغيل مفتوح المصدر التكامل الدقيق مع إطار عرض النواة، والتعامل الصحيح مع تدريب الارتباط، والتحقق من قدرات المصدر، وسلوك التراجع القوي عندما لا تدعم أجهزة التلفزيون أو أجهزة الاستقبال أوضاعًا أو معلمات ضغط معينة.
من خلال دفع هذا الكود إلى المصدر الرئيسي، تعزز AMD استراتيجية أصبحت ذات أهمية متزايدة في السنوات الأخيرة: مما يجعل برنامج تشغيل AMDGPU المفتوح المصدر الطريقة الأساسية لاستخدام أجهزة Radeon على نظام Linuxبدلاً من التعامل معه كخيار ثانوي خلف الحلول الاحتكارية. هذا النهج يفيد كلاً من توزيعات سطح المكتب والأنظمة المتخصصة مثل أجهزة ألعاب الفيديو التي تعمل بنظام لينكس.
وتتمثل الفائدة التي تعود على المستخدمين النهائيين في وصول الميزات الجديدة وإصلاحات الأخطاء وتحسينات الأداء من خلال تحديثات النواة العادية و Mesaيتم توزيعها عبر توزيعة لينكس المفضلة لديهم، بدلاً من اشتراط تثبيت برامج التشغيل يدويًا. ويتوافق دعم HDMI 2.1 + DSC مع هذا النمط كميزة إضافية تُصبح جزءًا من حزمة الرسومات القياسية بمجرد دمج التحديثات.
التأثير على استخدام سطح المكتب اليومي وأعباء العمل المهنية
بينما تركز العناوين الرئيسية بطبيعة الحال على الألعاب وجهاز ستيم ماشين، فإن التغييرات في معالجة HDMI مهمة أيضًا للمهام الأكثر اعتيادية. لطالما أجبر تشغيل دقة عالية بمعدلات تحديث عالية مع إعدادات ألوان مناسبة عبر HDMI مستخدمي لينكس على اختر بين السلاسة والدقة البصريةوخاصة على أجهزة التلفزيون الكبيرة المستخدمة كشاشات عرض رئيسية.
مع توفر تقنية DSC، لم يعد النظام بحاجة إلى اللجوء بشكل متكرر إلى مخططات أخذ عينات اللون الفرعية التي يمكن أن يجعل النصوص الصغيرة وعناصر واجهة المستخدم تبدو ضبابية بعض الشيءبالنسبة للأشخاص الذين يستخدمون أجهزة لينكس للتطوير أو العمل المكتبي أو إنشاء الوسائط على شاشة متصلة عبر HDMI، فإن ذلك يترجم إلى خطوط أنظف وواجهات أكثر وضوحًا وتنازلات أقل في إعدادات العرض.
كما يحصل منشئو المحتوى الذين يعتمدون على خطوط معالجة الألوان ذات 10 بت ومساحات الألوان الواسعة على مسار أكثر وضوحًا. فبدلاً من الموازنة بين إعدادات "مناسبة للتحرير" و"مناسبة للألعاب"، يمكن لوصلة HDMI واحدة الآن نقل معدل تحديث عالٍ ودقة عالية وألوان أكثر ثراءً إنشاء ملفات تعريف على الأجهزة المتوافقة، مما يجعل الإعدادات متعددة الاستخدامات أكثر جدوى.
حتى خارج السياقات المهنية، فإن التأثير العام هو أن أجهزة سطح المكتب التي تعمل بنظام Linux تبدو أقل تقييدًا بغرائب تطبيق HDMI، وأكثر انسجامًا مع ما كان المستخدمون على منصات أخرى يختبرونه لبعض الوقت عند توصيل أجهزتهم بأجهزة التلفزيون والشاشات الحديثة.
أين لا يزال منفذ العرض (DisplayPort) مناسبًا في الصورة؟
لا يعني ظهور دعم HDMI 2.1 على نظام لينكس أن منفذ DisplayPort قد أصبح فجأةً من الماضي. بل على العكس، ستستمر العديد من الإعدادات في الاعتماد عليه. منفذ DisplayPort 1.4 أو أحدث لتوصيلاتهم الرئيسية عالية الأداءوخاصة على شاشات الألعاب ومحطات العمل متعددة الشاشات حيث كان منفذ العرض الرقمي (DP) هو الوضع الافتراضي لفترة طويلة.
يوفر منفذ العرض بالفعل دقة 4K بمعدل 240 هرتز مع DSC على الأجهزة المناسبة التي تعمل بنظام لينكس، يظل خيارًا ممتازًا عندما تكون الشاشة مصممة للاستخدام على الكمبيوتر الشخصي وليس للاستخدام في غرف المعيشة. بالنسبة لمستخدمي SteamOS وأجهزة الكمبيوتر المكتبية الحاليين الذين تدعم شاشاتهم كلاً من HDMI وDP، قد يظل استخدام DisplayPort هو الخيار الأسهل للحصول على أقصى أداء.
تكمن أهم تأثيرات تحديثات AMDGPU الجديدة في البيئات التي لا يُعد فيها منفذ HDMI مجرد خيار، بل الخيار الواقعي الوحيد، مثل: أجهزة تلفزيون بدقة 4K أو 8K تفتقر إلى منافذ DisplayPortفي تلك الحالات، فإن رفع مستوى دعم HDMI 2.1 + DSC إلى مستوى DisplayPort يساعد في إزالة الشعور بأن نظام Linux هو "من الدرجة الثانية" عند استخدامه خارج شاشة سطح المكتب التقليدية.
بمعنى آخر، لا يزال منفذ العرض أداة قوية في ترسانة الرسومات في نظام لينكس، لكن منفذ HDMI لم يعد متخلفًا بطرق تجبر المستخدمين على تقديم تنازلات كلما خرجوا عن حدود إعداد الشاشة النموذجي.
بالمجمل، تمثل تحديثات AMD لتقنية HDMI 2.1 DSC لنظام Linux نقلة نوعية في كيفية تعامل أنظمة المصادر المفتوحة مع الشاشات الحديثة. فمن خلال دمج دعم FRL وDSC في برنامج تشغيل AMDGPU، تعمل الشركة على إزالة الاختناقات التي كانت تعيق التقدم لفترة طويلة. يدعم وضع 4K بتردد 240 هرتز وحتى وضع 8K بتردد 120 هرتز عبر منفذ HDMIويأتي هذا التحول في الوقت الذي يبدو فيه أن نظام Steam Machine وSteamOS من Valve يستعدان لبداية مرحلة جديدة. ومع اعتماد توزيعات لينكس لنوى تحمل هذه التغييرات، يمكن لمستخدمي لينكس أن يتوقعوا بشكل معقول أن تستفيد أجهزتهم المزودة بمعالجات Radeon بشكل أفضل من الشاشات التي يمتلكونها بالفعل، دون الحاجة إلى إعادة النظر في مكونات أجهزتهم بالكامل.
