AMD FreeSync review: eerste schermen van Acer en BenQ getest

Technologie: GPU en monitor synchroniseren (1)

Een woord vooraf: de afbeeldingen op deze pagina komen uit Nvidia's presentatie van de G-Sync technologie. Aangezien AMD FreeSync in de basis hetzelfde doet, kan de technologie aan de hand van dezelfde afbeeldingen uitgelegd worden. Belangrijker is dat we de afbeeldingen van Nvidia's presentatie net even wat duidelijker vinden dan die van AMD.

Om het nut van Nvidia G-Sync en AMD FreeSync te begrijpen moeten we even een duik in de techniek nemen. Monitoren werken in de regel op een vaste verversingsfrequentie, meestal 60 Hz, al zijn er ook moderne gaming-schermen die met 120 Hz of 144 Hz werken. Een 60 Hz scherm leest 60 keer per seconde gedurende 16,7 ms (1/60ste seconde) de zogenaamde framebuffer van de videokaart uit. Die framebuffer is een gedeelte van het geheugen van de videokaart waar voltooide berekende beelden die dus klaar zijn om getoond te worden in worden geopslagen. Die framebuffer wordt gedurende de refreshperiode (16,7 ms dus bij een 60 Hz scherm) uitgelezen en beeldlijn voor beeldlijn op het scherm gezet.

Wanneer V-sync in ingeschakeld in de videokaartdrivers en in de settings van de 3D-game die je speelt, zorgt de videokaart er voor dat op ieder moment het laatst gerenderde volledige beeld in de framebuffer staat. Om met V-sync ingeschakeld een soepel beeld te krijgen moet er, in het geval van een 60 Hz monitor, ook daadwerkelijk iedere 16,7 ms een nieuw beeld berekend zijn. Dat kan echter niet gegarandeerd worden...

De snelheid waarop een GPU in games nieuwe beelden kan berekenen is immers zeer variabel en afhankelijk van de hoeveelheid : ieder beeld heeft een andere verwerkingstijd en in de framerate van een videokaart kunnen hoge pieken en dalen zitten. Lukt het in een complexe scene niet om het volgende beeld binnen 16,7 ms te berekenen, dan blijft het vorige beeld in de framebuffer staan en laat de monitor dus twee keer achter elkaar hetzelfde beeld zijn. Het resultaat is dat waar je normaal na 16,7 ms een nieuw beeld ziet dat soms pas na 2 x 16,7 ms = 33,3 ms gebeurt. Omgerekend betekent dit dat de prestaties zodoende kortstondig terugvallen van 60 fps naar 30 fps. Je merkt dat als een hickup in de gameplay, stuttering in jargon.

V-sync zorgt ervoor dat een scherm het laatste berekende volledige beeld toont. Als er niet snel genoeg een nieuw beeld gerenderd kan worden wordt het vorige beeld opnieuw getoond. Het resultaat is een schok, ofwel stuttering

Om stuttering tegen te gaan kun je als gamer V-sync uitschakelen. De videokaart berekent dan gewoon zo snel mogelijk nieuwe beelden en plaatst die direct zodra ze klaar zijn in de frame buffer. De monitor blijft op vaste snelheid beeldlijn voor beeldlijn die framebuffer uitlezen. Het zal dan echter (vrijwel) altijd zo zijn dat ergens halverwege het uitlezen van de frame buffer daar de data van het volgende beeld in wordt geplaatst. Het resultaat is dat een gedeelte van de monitor het vorige frame toont en een andere gedeelte het volgende frame. Dit vervelende artefact genaamd tearing heeft een negatieve invloed op de beeldkwaliteit, maar dat nemen de meeste fps-gamers op de koop toe.

V-sync uitschakelen zorgt ervoor dat data van nieuwe frames zo snel mogelijk naar het scherm gaat...

... maar introduceert tearing artefacten.