لسنوات، أولئك الذين استخدموا بطاقات رسومات AMD Radeon على نظام Linux واجهوا عائقًا مزعجًا: لم يتمكن نظام التشغيل من الاستفادة الكاملة من معيار HDMI 2.1 عبر برامج التشغيل مفتوحة المصدر، على الرغم من أن الأجهزة والتلفزيونات كانت جاهزةً لذلك. وكانت النتيجة واضحة، لا سيما في غرفة المعيشة: أجهزة كمبيوتر قوية متصلة بشاشات 4K حديثة، ولكنها محدودة بمعيار HDMI 2.0 القديم.
بدأ هذا الوضع يتغير أخيرًا. أرسلت شركة AMD أول سلسلة تصحيحات رسمية لبرنامج تشغيل AMDGPU لنواة لينكس يُقدّم هذا التحديث دعمًا لتقنية HDMI FRL (رابط معدل ثابت)، وهي نمط نقل جديد يمنح HDMI 2.1 النطاق الترددي اللازم لعرض دقة عرض ومعدلات تحديث أعلى. لا يُعدّ هذا التحديث حزمة قياسية كاملة بعد، ولكنه يُمثّل الخطوة الأساسية التي انتظرها المستخدمون لسنوات.
من حظر منتدى HDMI إلى خطوة AMD للأمام
لم يكن سبب هذه المشكلة قصورًا تقنيًا من جانب شركة AMD، بل بالأحرى... قيود الترخيص الخاصة بمنتدى HDMIرفضت منظمة HDMI، وهي المنظمة الخاصة التي تتحكم في معيار HDMI وشروط استخدامه، لسنوات السماح بإصدار تطبيق كامل ومفتوح المصدر لـ HDMI 2.1 لنظام Linux، بحجة أن الكشف عن تفاصيل معينة من شأنه أن ينتهك حقوق الملكية الفكرية الخاصة بها.
في فبراير 2024، وصل منتدى HDMI إلى رفض رسمي لاقتراح شركة AMD إصدار برنامج تشغيل مفتوح المصدر يدعم HDMI 2.1 بشكل كامل. هذا الأمر جعل مستخدمي معالجات AMD الرسومية على نظام لينكس مقيدين فعليًا بنطاق تردد HDMI 2.0، على الرغم من أن بطاقة الرسومات قادرة تمامًا على العمل مع HDMI 2.1 على أنظمة أخرى، مثل ويندوز.
كان التأثير ملموساً للغاية: دقة 4K بمعدل 120 هرتز، ودقة 8K بمعدل 60 هرتز، وتقنية HDR كاملة لم يكن بالإمكان استخدام إعدادات الألوان الكاملة إلا عبر منفذ DisplayPort أو بتثبيت نظام Windows مباشرةً. في العديد من غرف المعيشة في إسبانيا وأوروبا، حيث يشيع توصيل الكمبيوتر بالتلفزيون عبر منفذ HDMI، كان هذا يعني التضحية ببعض الأداء الفعلي للجهاز.
تُغيّر مجموعة التحديثات الجديدة التي أرسلها مهندسو AMD هذا الوضع. فمن خلال دمج FRL في AMDGPU ضمن نواة النظام، بدأ نظام لينكس في تجاوز سقف HDMI 2.0 دون مخالفة قواعد منتدى HDMI، إيجاد صيغة تحترم الملكية الفكرية، وفي الوقت نفسه، تحافظ على الطبيعة المفتوحة لوحدة التحكم.
ما هو FRL ولماذا هو المكون الرئيسي لـ HDMI 2.1
جوهر هذا التحديث هو وصلة HDMI ذات المعدل الثابت (FRL)يستبدل وضع النقل الذي تم تقديمه مع HDMI 2.1 وصلة TMDS الموروثة من HDMI 2.0. وحتى الآن، كانت مخرجات HDMI على نظام Linux المزود بوحدات معالجة الرسومات AMD محدودة بـ TMDS، والتي لم يكن الحد الأقصى لعرض النطاق الترددي الخاص بها كافياً لتلبية المتطلبات الحالية.
بفضل تقنية FRL، يمكن لتقنية HDMI 2.1 زيادة عرض النطاق الترددي إلى 48 جيجابت في الثانية عند استخدام كابلات فائقة السرعةهذا الرقم هو ما يجعل من الممكن إرسال إشارة 4K بمعدل 120 هرتز، والحفاظ على HDR نشطًا دون قطع ألوان حاد، وحتى السعي للحصول على دقة أعلى مثل 5K بمعدل 240 هرتز في سيناريوهات محددة للغاية.
تُدمج تصحيحات AMD وضع FRL هذا مباشرةً في برنامج تشغيل AMDGPU الخاص بنواة لينكس. وفقًا للوثائق التي قدمها مهندسون مثل هاري وينتلاند ومساهمون آخرون في برامج التشغيل، لقد اجتاز التطبيق بالفعل جزءًا تمثيليًا من اختبارات المطابقة التي أجراها منتدى HDMI.ويجري حاليًا التحقق الكامل للتأكد من أن كل شيء يطابق المواصفات الرسمية.
من المهم توضيح ما يشمله هذا الإجراء الأول وما يستثنيه. في هذه المرحلة الأولية لم يتم تفعيل ميزات مثل ضغط دفق العرض (DSC) ومعدل التحديث المتغير (VRR) بعد.كلاهما لا يزال قيد الاختبار وسيظهران في شحنات التحديثات اللاحقة، لذا فإن حزمة HDMI 2.1 لم تكتمل بعد.
عملياً، ما تم تحقيقه بالفعل هو نقل البيانات عالي السرعة عبر HDMI 2.1أي أن الأساس الضروري للبدء في الاستفادة من الشاشات وأجهزة التلفزيون الحديثة ذات الدقة العالية ومعدلات التحديث الأعلى من تلك التي يسمح بها HDMI 2.0 في نظام Linux، حتى قبل وصول جميع الإضافات الخاصة بالمعيار.
Valve وSteamOS والضغط الصامت لفتح HDMI 2.1
بينما كانت شركة AMD تحاول تجميع القطع مع منتدى HDMI، كان هناك لاعب آخر يلعب دورًا رئيسيًا خلف الكواليس: صمامإن الشركة التي تقف وراء Steam وSteamOS وأجهزة مثل Steam Deck أو جهاز Steam Machine القادم لديها اهتمام واضح بجعل HDMI 2.1 يعمل بشكل أصلي على نظام Linux، وخاصة في غرفة المعيشة.
وفقًا لمصادر تقنية مختلفة، حافظت شركة Valve على مفاوضات سرية مع منتدى HDMI وضغط على شركة AMD إيجاد حل يسمح بتفعيل منفذ HDMI 2.1 على نظام لينكس دون انتهاك التراخيص. بالنسبة لنظام مُصمم للاستخدام في غرف المعيشة، يُعدّ منفذ HDMI 2.1 أكثر استهلاكًا للموارد من منفذ DisplayPort، وعدم القدرة على توفيره بشكل صحيح يضع نظام SteamOS في وضع غير مواتٍ مقارنةً بأجهزة الكمبيوتر الصغيرة التي تعمل بنظام ويندوز أو أجهزة الألعاب المكتبية.
إضافة إلى ذلك، هناك العمل الموازي للمجتمع. حتى أن المطورين المستقلين قاموا بنشر تطبيقات تجريبية لتقنية HDMI 2.1 على نظام لينكس مما أثبت أنه من الناحية التقنية، كان الدعم ممكنًا دون المساس بمبادئ البرمجيات الحرة. وكان من شأن هذا النهج أن يشكل أساسًا لشركتي AMD وValve لتطوير نسخة من الكود تحترم أسرار منتدى HDMI، وتعمل في الوقت نفسه ضمن نواة النظام.
نتيجة كل هذا الضغط الصامت هي أن أجهزة مثل SteamOS، أو جهاز Steam Machine، أو مستقبل سطح البخار متصلة بالتلفزيون سيتمكن المستخدمون من الاستفادة من تقنية HDMI 2.1 بشكل أساسي عبر البرمجيات، دون الحاجة إلى أي تغييرات في الأجهزة. ولن يكون القيد الحقيقي هو وحدة معالجة الرسومات (GPU) بقدر ما هو سرعة دمج نواة لينكس وتوزيعاتها لهذه التحسينات وتثبيتها.
ما هي التغييرات التي طرأت على لاعبي لينكس في إسبانيا وأوروبا؟
في الحياة اليومية، سيكون مستخدمو بطاقات رسومات AMD Radeon في أجهزة الكمبيوتر التي تعمل بنظام Linux والمتصلة بأجهزة التلفزيون والشاشات الحديثة عبر منفذ HDMIحتى الآن، للحصول على أقصى استفادة من شاشة 4K ذات معدلات تحديث عالية، كان من الضروري تقريبًا استخدام منفذ DisplayPort أو الاستسلام لتثبيت نظام التشغيل Windows.
في العديد من المنازل في إسبانيا وأوروبا، من الشائع وجود جهاز كمبيوتر مخصص للألعاب في غرفة المعيشة، متصل مباشرة بـ تلفزيون بدقة 4K مزود بمنافذ HDMI 2.1في تلك التكوينات، كانت المشكلة تكمن في نظام التشغيل: كانت الأجهزة قادرة على أكثر من ذلك بكثير، لكن برنامج التشغيل المفتوح كان عالقًا في قيود HDMI 2.0.
مع وصول تقنية FRL إلى برنامج تشغيل AMDGPU، بدأ هذا السقف بالتلاشي. شريطة أن يتوافق التلفزيون والكابل مع المعايير الحديثة. سيكون من الممكن استهداف دقة 4K مع معدلات تحديث أعلى، وتقنية HDR النشطة، وتقليل التنازلات في جودة الصورة.لن يكون من الضروري بعد الآن اللجوء إلى حيل مثل تقليل معلومات اللون أو خفض التردد لمجرد منع الرابط من التشبع.
من منظور اعتماد نظام لينكس كمنصة للألعاب، يُعدّ هذا التحسن ملحوظاً: أحد أهمّ... الأسباب المتكررة للاستمرار في استخدام نظام التشغيل ويندوز في تجهيزات الصالاتإذا كانت نفس الأجهزة توفر تجربة بصرية مماثلة لـ SteamOS أو التوزيعات الشائعة مثل Ubuntu أو Fedora أو Manjaro أو Arch، فإن الاختيار سيعتمد بشكل أكبر على كتالوج الألعاب وتفضيلات المستخدم بدلاً من القيود التقنية.
يشهد المشهد أيضاً تغيراً بالنسبة لشركات تكامل الأنظمة ومتاجر الكمبيوتر في أوروبا. سيتمكنون من للإعلان بشكل أوضح عن معدات الألعاب الجاهزة لتقنية HDMI 2.1 تحت نظام لينكس دون الحاجة إلى توضيح مستمر بأن "للاستفادة الكاملة منه، أنت بحاجة إلى نظام التشغيل ويندوز". وهذا يجعل من السهل تصميم التكوينات خصيصًا لنظام GNU/Linux، وهو أمر كان متأخرًا حتى الآن عن الأجهزة.
الوضع الحالي للدعم والخطوات التالية في النواة
على الرغم من النبرة المتفائلة، تصر شركة AMD على أنه اعتبارًا من اليوم، لم نشهد بعد تطبيقًا كاملاً لتقنية HDMI 2.1 في معالجات الرسومات AMDGPUما تم إرساله إلى النواة هو سلسلة أولية من التصحيحات التي تغطي نقل البيانات عالي السرعة باستخدام FRL وقد اجتازت جزءًا كبيرًا من اختبارات الامتثال المطلوبة من قبل منتدى HDMI.
من بين القطع المعلقة ما يلي: ضغط تدفق العرض (DSC) —مفتاح الجمع بين دقة عالية جدًا ومعدلات تحديث عالية بنفس القدر دون إغراق الرابط— و معدل تحديث متغير (VRR)، والذي يقوم بمزامنة معدل تحديث اللوحة مع الإطارات التي تولدها وحدة معالجة الرسومات لتقليل التقطيع والتشويش.
تتضمن عملية تطوير نواة لينكس النموذجية عدة مراحل: مراجعة الكود، واختباره من قبل المجتمع، ودمجه في فروع التطوير، وأخيرًا، إدراجه في إصدار مستقر من النواة. قد تستغرق هذه العملية من بضعة أسابيع إلى عدة أشهر، وذلك بحسب ملاحظات القائمين على الصيانة وما إذا كانت هناك مشكلات تتعلق بإعدادات معينة.
بالنسبة للمستخدم العادي، سيتحقق التغيير من خلال تحديثات النواة والتوزيعةفي بيئات مثل SteamOS أو التوزيعات الشائعة في السوق الأوروبية، من المعقول أن يتم دمج الدعم بشكل شفاف تمامًا، دون الحاجة إلى قيام المستخدم بتجميع أي شيء بنفسه، باستثناء الحفاظ على تحديث النظام.
لفترة من الوقت، ستتعايش أوضاع مختلفة: بعض التوزيعات ستدمج التحديثات بسرعة، بينما ستفضل أخرى انتظار إصدارات LTS الأكثر نضجًا. من المحتمل أن تظهر الميزات الأكثر تقدمًا لتقنية HDMI 2.1 في وقت أبكر في النواة الحديثة مقارنةً بفروع الدعم طويل الأمد، ولكن حقيقة أن التنفيذ الحالي يخضع بالفعل لاختبارات الامتثال الرسمية وهذا يدل على أن الجزء الأكبر من العمل الشاق قد تم إنجازه.
كل هذه التطورات تضع نظام لينكس في وضع مختلف عما كان عليه قبل بضع سنوات فقط. يدعم برنامج تشغيل AMDGPU المفتوح منفذ HDMI 2.1 لم يعد الأمر مجرد وعد بعيد المنال، بل أصبح حقيقة واقعة مع عملية التكامل. ورغم أن بعض المكونات، مثل DSC وVRR، لا تزال مفقودة لإكمال الحزمة، إلا أن الانتقال إلى وضع FRL وعرض النطاق الترددي الجديد يُعدّ نقلة نوعية لمن يرغبون في الاستفادة القصوى من بطاقات رسومات Radeon على أجهزة التلفاز والشاشات الحديثة، سواء في إسبانيا أو في بقية أنحاء أوروبا.
