Nous couvrons l'une des questions les plus fréquemment posées sur le jeu sur PC aujourd'hui: de combien d'images par seconde avez-vous besoin? Si vous utilisez la même fréquence d'images que la fréquence de rafraîchissement maximale de votre moniteur, 60 images par seconde Y a-t-il un avantage à exécuter des jeux sur un moniteur 60 Hz ou à une fréquence d'images beaucoup plus élevée que celle que votre moniteur peut afficher? 500 FPS?

Pour répondre à cette question, GPU ve Vue Travaillez ensemble pour envoyer des images à vos globes oculaires et voyez comment fonctionnent les technologies comme Vsync.

Mais en conséquence, exécuter des jeux à des fréquences d'images extrêmement élevées, bien au-dessus du taux de rafraîchissement de votre moniteur, se traduira par une expérience de jeu plus réactive avec un retard d'entrée perçu plus faible. C'est la réponse à la question pour ceux qui ne veulent pas attendre la fin. Maintenant, parlons pourquoi.

Note de l'éditeur: Cette fonctionnalité a été initialement publiée le 2 août 2018. Il est pertinent et actuel aujourd'hui comme il l'était à l'époque, nous l'avons donc lancé dans le cadre de notre initiative #ThrowbackThursday.




Disons un regarder À un taux de rafraîchissement constant de 60 Hz. En d'autres termes, le moniteur est tous les 1/60th secondes ou toutes les 16,7 ms. Lors de l'exécution d'un jeu, il n'y a aucune garantie que le GPU sera capable de rendre chaque image en exactement 16,7 millisecondes. Parfois, cela peut prendre 20 ms, parfois cela peut prendre 15 ms, parfois cela peut prendre 8 ms. C'est la nature changeante du jeu sur le GPU.




Avec ce taux de rendu variable, il existe une option de la façon dont chaque image rendue est transmise au moniteur. Vous pouvez accrocher la nouvelle image à l'écran dès qu'elle est entièrement rendue, communément appelée exécution du jeu "Vsync" ou synchronisation verticale désactivée, ou attendez que l'écran soit prêt à s'actualiser avant d'envoyer la nouvelle trame connue sous le nom de «Vsync on».

Vsync désactivé




L'utilisation de la première méthode provoquera l'arrêt de Vsync, une déchirure. C'est parce qu'un écran ne peut pas mettre à jour l'image entière instantanément, au lieu du retour chariot, généralement du haut de l'écran vers le bas. Au cours de ce processus, une nouvelle trame peut être rendue disponible à partir du GPU et comme nous n'utilisons pas Vsync, la trame est immédiatement envoyée à l'écran. En conséquence, au milieu de l'actualisation, le moniteur reçoit de nouvelles données et met à jour le reste des lignes à l'écran avec ces nouvelles données. Ensuite, une image reste où la moitié supérieure de l'écran est de l'image précédente et la moitié inférieure de la nouvelle image nouvellement disponible.




déchirure

En fonction du contenu affiché, cette distinction entre les nouveaux et les anciens cadres dans une actualisation apparaît sous la forme d'une déchirure ou d'une ligne visible entre les anciens et les nouveaux cadres. Il est plus visible dans les scènes à mouvement rapide où il y a généralement une grande différence entre une image et la suivante.




Vsync a l'avantage d'envoyer une trame à l'écran au fur et à mesure de son rendu, pour une faible latence entre le GPU et l'écran, tout en provoquant des déchirures. Alors gardez cela à l'esprit.

Vsync est activé

Autre moyen de visualiser une image Vsync est activé. Ici, au lieu que le GPU envoie immédiatement la nouvelle image à l'écran, il mélange chaque image créée dans un tampon. Le premier tampon est utilisé pour stocker l'image en cours d'exécution, et le second tampon est utilisé pour stocker l'image que l'écran affiche. Le deuxième tampon n'est mis à jour à aucun moment pendant l'actualisation, de sorte que l'écran affiche uniquement les données d'une image entièrement rendue, et par conséquent, vous ne serez pas déconnecté d'une mise à jour au milieu de l'actualisation.




Vsync ouvert, regarder de plus près

Le seul point où le deuxième tampon est mis à jour est parmi les rafraîchissements. Pour ce faire, le GPU attend que l'écran soit sur le point de s'actualiser après avoir fini de créer une image. Il brouille ensuite les tampons, commence à créer une nouvelle image et le processus est répété. Parfois, une image peut contenir plusieurs tampons avant d'atteindre l'écran, mais c'est l'essentiel du fonctionnement de Vsync.

Lorsque votre GPU est trop lent pour rendre une image ... il bégaie

Il y a deux problèmes avec Vsync. Premièrement, si le taux de rendu de votre GPU est trop lent pour suivre le taux de rafraîchissement de l'affichage - supposons qu'il ne soit capable de rendre qu'à 40 FPS sur un écran de 60 Hz - le GPU ne rendra pas une image complète à temps pour répondre au début. l'écran est alors répété. Cela provoque un bégaiement car certains cadres ne sont affichés qu'une seule fois, tandis que d'autres sont affichés deux fois.

Vsync on: écran 60Hz, 200 FPS

Le deuxième problème se produit lorsque votre GPU est très rapide et peut facilement rendre une image dans sa plage de taux de rafraîchissement. Supposons que vous puissiez effectuer un rendu à 200 FPS et créer une nouvelle image toutes les 5 ms, sauf que vous utilisez un écran 60 Hz avec une fenêtre d'actualisation de 16,7 ms.

Avec vsync activé, votre GPU terminera l'image suivante à afficher en 5 ms, puis attendra 11,7 ms avant d'envoyer l'image au deuxième tampon à afficher sur le moniteur et de commencer l'image suivante. Par conséquent, la fréquence d'images la plus élevée que vous obtiendrez correspond à la fréquence de rafraîchissement de votre moniteur lorsque Vsync est activé, car le GPU est en fait "verrouillé" pas plus rapide que la fréquence de rafraîchissement.

Maintenant, il y a beaucoup de confusion à ce stade.

Souvent, "Verrouiller le GPU pour actualiser votre moniteur à l'aide de Vsync est génial car s'il est plus rapide que le taux de rafraîchissement, ces images sont gaspillées car le moniteur ne peut pas les afficher et tout ce que j'obtiens est de déchirer". De nombreuses personnes évoquent des économies d'énergie grâce à l'utilisation de Vsync; Votre GPU n'a pas besoin de travailler dur, il ne sert à rien de fonctionner à des fréquences d'images supérieures à la fréquence de rafraîchissement du moniteur, alors exécutez-le sur un FPS verrouillé et économisez de l'énergie.

Nous pouvons voir pourquoi les gens arriveraient à cette conclusion, et il y a des morceaux de vérité là-bas, mais ce n'est pas vrai en général. En effet, vous ne tenez pas compte du moment où les entrées ont été traitées et du temps qu'il a fallu pour que ces entrées se produisent à l'écran.

Connexion Vsync incluse

Pour expliquer pourquoi il en est ainsi, regardons Vsync dans le diagramme, mais couvrons le diagramme avec les entrées de votre souris et de votre clavier, qui sont généralement collectées toutes les 1 ms. Utilisons un GPU capable d'afficher le même exemple à 200 FPS avec un affichage 60 Hz.

Avec vsync et un système de tampon simple, dans cette explication simplifiée, le GPU commence à créer une image correspondant à l'entrée de votre souris dès qu'il reçoit cette entrée à l'entrée 0. avant de l'envoyer au tampon d'écran ms.

L'écran prend alors un certain temps pour prendre l'image à rendre et mettre à jour physiquement l'écran ligne par ligne avec ces informations.

Connexion Vsync incluse

Même dans le meilleur des cas, nous recherchons un délai d'au moins 16,7 ms entre votre entrée et le moment où l'écran peut commencer à vous montrer les résultats de cette entrée.

Afficher le décalage d'entrée, le temps de traitement du processeur, etc. Lors de la factorisation, le délai entre l'entrée et l'actualisation de l'écran peut être supérieur à 50 ms.

Vsync off, affichage 60 Hz avec entrée, 200 FPS

Regardons le diagramme fermé Vsync. Le GPU affiche les images en continu quel que soit le moment où l'écran est actualisé, et il faut 5 ms pour transformer votre entrée en une image complète. L'écran peut alors commencer à afficher la nouvelle image immédiatement, même si ce n'est qu'une partie de cette image. Le résultat est le délai entre votre connexion au jeu et lorsque l'écran commence à afficher les résultats de cette entrée, il passe de 16,7 ms à seulement 5 ms. Et les applications du monde réel n'auront pas de tampons supplémentaires; aussi rapide, plus le décalage d'entrée de votre moniteur.

Et c'est ici que vous obtiendrez l'avantage. Dans cet exemple, fonctionner à 200 FPS avec Vsync désactivé sur un moniteur 60 Hz réduit le délai d'entrée à 5 ms, tandis qu'avec Vsync activé, ce délai est d'au moins 16,7 ms, sinon plus.

Bien que l'écran ne puisse pas afficher complètement les 200 images par seconde, ce que l'écran affiche tous les 1/60th Une seconde est générée à partir d'une entrée beaucoup plus proche d'une seconde.

Ce phénomène, bien sûr, s'applique également aux moniteurs à rafraîchissement élevé. À 144 Hz, par exemple, vous pourrez voir plus d'images par seconde, vous aurez donc une expérience plus fluide et plus réactive dans l'ensemble. Cependant, fonctionner à 200 FPS avec Vsync désactivé au lieu de 144 FPS avec Vsync activé vous donnera une différence entre une latence d'entrée de 5 ms et 7 ms.

Maintenant, lorsque vous parlez de différences en millisecondes, vous vous demandez probablement si vous pouvez repérer cette différence dans les jeux.

Selon le type de jeu auquel vous jouez, la différence peut ne pas faire de différence par rapport à quelque chose de trop notable. Un jeu au rythme rapide comme CS: GO fonctionne à 400 FPS sur un moniteur 60 Hz, et le décalage d'entrée est meilleur autour de 2,5 ms, vous vous sentez beaucoup plus réactif que lorsque vous exécutez les mêmes mouvements à 60 FPS avec 16,7 ms. retard (ou plus).

Quoi qu'il en soit, l'écran n'affiche qu'une nouvelle image 60 fois par seconde, donc il ne sera pas aussi fluide que sur un écran 144 Hz ou 240 Hz. Mais la différence de décalage d'entrée est énorme; Fonctionner à 400 FPS vous permet de filtrer vos entrées environ 7 fois plus rapidement, sinon plus. Essayez-le vous-même et vous devez ressentir la différence de réactivité.

Et nous n'avons pas sorti cette déclaration de nulle part, en fait Nvidia connaît les limites de Vsync en termes de décalage d'entrée, donc Synchronisation rapide (Appelée alternative à AMD Synchronisation améliorée). Cette technique de synchronisation d'écran est similaire à la combinaison de Vsync on et Vsync off qui produit le meilleur des deux mondes.

Quick Sync fonctionne en ajoutant un tampon supplémentaire à Vsync dans le pipeline appelé le dernier tampon créé. Cela permet au GPU de continuer à créer de nouvelles images dans le tampon arrière et de basculer vers le dernier tampon créé une fois terminé. Ensuite, lors d'un rafraîchissement d'écran, le dernier tampon créé est poussé dans le cache auquel l'écran accède.

Synchronisation rapide / Synchronisation améliorée

L'avantage est que le GPU n'attend plus qu'une image soit terminée pour qu'une actualisation de l'écran se produise, comme avec Vsync activé. Au lieu de cela, le GPU continue à rendre les images de sorte que lorsque l'écran atteint une image au début de la période d'actualisation, cette image est rendue plus proche de la fenêtre d'actualisation. Cela réduit le retard d'entrée. Cependant, contrairement à l'état désactivé de Vsync, Fast Sync offre une image complète à l'écran au début de chaque rafraîchissement plutôt que de pousser l'image à l'écran immédiatement, et c'est cette technique qui élimine le déchirement.

Quick Sync n'est fonctionnel que lorsque la fréquence d'images est supérieure à la fréquence de rafraîchissement de l'écran, mais elle parvient à fournir une expérience de jeu plus réactive sans la déchirer. Et bien sûr, AMD a un équivalent appelé Enhanced Sync.

Espérons que cet explicatif clarifiera certaines de vos questions quant à savoir pourquoi exécuter un jeu au-dessus du taux de rafraîchissement maximal de votre moniteur offre une expérience de jeu plus réactive et pourquoi la possibilité d'exécuter des jeux à des fréquences d'images plus élevées est toujours avantageuse, même si cela semble. votre moniteur ne peut pas en profiter.

Une dernière remarque: nous n'avons pas discuté des technologies de synchronisation adaptative telles que G-Sync et FreeSync ici et surtout, nous parlons de publier des jeux au-dessus de l'actualisation maximale où la synchronisation adaptative n'est pas appliquée. Il existe de nombreuses méthodes de synchronisation différentes, mais la synchronisation adaptative est très différente de Vsync et Quick Sync que nous avons mentionnés et au moins cela n'a pas vraiment d'importance pour cette discussion.

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Raccourcis d'achat

Crédit Masthead: Photo: Jakob Owens