Какво е “адаптивна синхронизация“ и защо бихте искали следващият ви геймърски лаптоп да го притежава?

nvidia-g-sync-1556-003

Ето ви един безспорен пазарен факт: през последните няколко години в РС сегмента се продават много повече лаптопи, отколкото настолни компютри. Това, оказва се, е неизбежен страничен „ефект“ от мобилната революция, резултатът от която е, че днес живеем в свят, в който РС потребителите вече не желаят да бъдат „закотвени“ на едно място. Вместо това те изискват и настояват да могат да използват компютрите си в движение, винаги и навсякъде когато пожелаят.
За повечето масови приложения това не е особен проблем – една модерна лаптоп конфигурация предлага повече от достатъчно изчислителна мощ, за да осигури светкавична производителност при изпълнението на задачи като уеб сърфиране, работа с офис апликации, мултимедийни забавления – гледане на филми, слушане на музика.
При игрите обаче нещата стоят по малко по-различен начин. Традиционно те са сред „най-жадните“ за хардуерни ресурси компютърни приложения, предявяващи изключително високи изисквания към характеристиките на една РС система. Дори най-съвременните масови мобилни технологии обаче изискват определено ниво на компромис между производителност и енергоефективност. С други думи дори най-мощните (и скъпи) лаптопи от геймърски клас понастоящем не могат да осигурят производителност на нивото на настолно РС, екипирано с хардуер от последно поколение.
Всъщност не, корекция – не можеха да осигурят. Миналото време тук се дължи на една изключително интересна, нова технология, наречена „адаптивна синхронизация“. За нея трябва да благодарим основно на NVIDIA, които, макар да не могат да се нарекат нейни създатели, имат най-голяма заслуга за комерсиализирането й през последните няколко години.
С нейна помощ съвсем скоро геймърските лаптопи от следващо поколение ще успеят да предложат игрално преживяване със същото или дори с по-високо качество, както и настолните си аналози, и то без да се налага да правят драстични компромиси по отношение на енергоефективността.

СИНХРОНИЗАЦИЯ НА КАДРИТЕ И ЗАЩО ТЯ Е ПРОБЛЕМ ЗА ГЕЙМЪРИТЕ?

 

Carousel
Ако сте чели материали, дискутиращи игралната производителност на една или друга РС конфигурация, вероятно сте забелязали, че те често се позовават на един определен показател – 60 кадъра в секунда. За повечето геймъри заветните 60 fps са нещо като „Светия Граал“ на висококачествения РС гейминг, а причините за това не са свързани с компютърния хардуер, а с характеристиките на съвременните LCD дисплеи.
Въпроса вече сме дискутирали надълго и нашироко в материала ни, посветен на темата  „геймърски лаптоп“, но нека все пак си припомним накратко за какво става дума.
Повечето масови дисплеи днес, особено тези, на които разчитат мобилните компютри, използват фиксирана честота на опресняване. Това е един от ключовите показатели на всеки монитор и указва колко пъти в секунда опреснява изображението, визуализирано върху него. Другият ключов параметър, с който се борави тук, касае РС конфигурацията, използвана за игра, и по-конкретно видеокартата, на която тя разчита. Той е известен като „брой кадри за секунда“ (frames per second или просто fps) и името му говори достатъчно ясно какво точно измерва: количеството игрални кадри, които може да предложи съответният хардуер, за да създаде реалистична илюзия за движение.
За да получите максимално качествено игрално преживяване, тези два показателя би трябвало да са в синхрон – т.е. хардуерът на вашето РС да осигурява 60 кадъра в секунда, които мониторът му да визуализира с честота на опресняване от 60 херца. В този идеален случай това, което виждате на дисплея, ще е игра, която върви плавно, без трептене, накъсване или размазване.

 

95p
Проблемът обаче е, че в реалния живот това никога не се случва на практика. Причината е, че всеки модерен компютърен дисплей работи с фиксирана честота на опресняване – 60 херца (а в някои модели от висок клас и повече – 120-144 херца). Количеството кадри за секунда, които една хардуерна конфигурация може да осигури обаче, задължително варират, т.е. не са константа. В игра с отворен за изследване свят като актуалния The Witcher 3: Wild Hunt например, едно и също РС може да ви предложи 50+ кадъра в затворени помещения (т.е. производителност, близка до заветните 60 fps), които обаче бързо да се „сринат“ до 30-40 кадъра в секунда, когато излезете на открито. Колкото по-слаба е РС конфигурацията, на която играете, толкова по-драстично е разминаването между честотата на опресняване на нейния дисплей и броя кадри за секунда, които тя поддържа. Проблемът допълнително се усложнява и от факта, че броят кадри варира в значителна степен в зависимост от избраното ниво на визуални настройки и резолюция, при които върви играта. Една и съща РС конфигурация например може да ви гарантира 50-60 кадъра в секунда и относително комфортна игра при резолюция 1280 х 720 пиксела и средно ниво на графични детайли. Увеличете разделителната способност до Full HD обаче (1920 х 1080 пиксела), а визуалните настройки на ниво Ultra, и производителността й ще се „срине“ до 20-30 кадъра в секунда, което на практика ще направи играта неиграема.

 

РЕШЕНИЕТО НА ПРОБЛЕМА

 

NV-Gsync-640x353
Доскоро традиционният отговор на проблема със синхронизацията между монитор и РС (видеокарта) се наричаше V-Sync. Иначе казано, „вертикална синхронизация“. Това е груб, но относително ефикасен способ за синхронизиране, който на практика принуждава игралния енджин да се синхронизира с честотата на опресняване на дисплея. Тъй като обикновено той е източникът на десинхронизация (вариращ брой кадри за секунда), това изглежда като ефикасно решение. То обаче има един сериозен недостатък: работи коректно само ако всеки следващ кадър се рендерира (изчислява от РС хардуера) за по-малко от 1/60 от секундата. Ако обаче подготовката му отнема повече време, това означава, че при следващия цикъл на опресняване той просто няма да е готов за визуализация. Съответно на видеокартата ще й се наложи да го рендерира отново. За съжаление такъв е случаят с повечето съвременни графични карти – дори от най-висок клас, а видимият резултат от всичко това са дразнещи накъсвания на картината и други неприятни странични ефекти.
Точно тук се намесва идеята нa NVIDIA за така наречената „адаптивна синхронизация“, която в техния случай стана известна с името G-Sync. Тя предлага точно обратното на V-Sync и принуждава монитора да се синхронизира с играта, а не обратно.
По този начин, дори и ако хардуерът (видеокартата), с който разполагате, е по-слаб и е способен да осигури производителност от, да речем 30 кадъра в секунда, това няма да е особен проблем, понеже дисплеят на системата ви ще е в синхрон с нея и ще работи с честота на опресняване 30 херца.
Тази технология може да се окаже манна небесна за всички РС геймъри и особено за тези, разчитащи на лаптоп конфигурации, които традиционно предлагат по-ниска игрална производителност, отколкото настолните компютри.
НЕ САМО ПЛЮСОВЕ

 

23889-NVIDIA_G-Sync_1
На хартия G-Sync звучи чудесно и има потенциала да осигури висококачествено игрално преживяване дори на по-слаби лаптоп машини, които иначе могат само да мечтаят за заветните 60 кадъра в секунда. На практика обаче нещата не са толкова прости – особено що се отнася до имплементирането на G-Sync в мобилни компютри.
Проблемът е, че за да се реализира адаптивната синхронизация, един РС монитор се нуждае от допълнителен модул, който да адаптира динамично честотата на опресняване спрямо броя кадри за секунда, осигурявани от съответния хардуер. Този модул обаче е скъп и което е по-лошото – изисква доста енергия, което го прави непрактична добавка, поне що се отнася до лаптопите, при които въпросите, свързани с енергийната консумация, са особено болезнени.
Поне това беше положението с G-Sync през 2013, когато NVIDIA за пръв път анонсираха тази технология. Междувременно компанията работи активно за развитие на концепцията за адаптивна синхронизация и резултатът беше обявената неотдавна Mobile G-Sync – разновидност на оригиналната им идея, предназначена специално за използване в преносими компютри.

 

MOBILE G-SYNC

 

G-SyncLaptop
Основният плюс на новата модификация на технологията е, че тя не изисква отделен хардуерен модул за синхронизация. Вместо това Mobile G-Sync използва възможностите на един от най-модерните видео интерфейси – embedded DisplayPort (eDP), на който разчитат повечето лаптоп дисплеи от най-ново поколение. В мобилния си вариант G-Sync на практика представлява по-скоро софтуерен, отколкото хардуерен метод за адаптивно синхронизиране. В основата му стои сложен математически алгоритъм, опитващ се да предвиди с висока точност дали видеокартата ще е готова със следващия кадър, предназначен за визуализация на екрана и нагласящ спрямо това честотата на опресняване на дисплея.
Разбира се, постигането на 100-процентова прецизност в случая е невъзможна, но дори и приблизителен резултат дава сериозно отражение върху качеството на игрално преживяване.
Плюсовете на Mobile G-Sync са очевидни: по-гладко възпроизвеждане дори при по-слаби хардуерно конфигурации, без това да води до увеличена енергийна консумация и съответно по-кратък живот на батерията.
За съжаление технологията си има и слабости. Както вече споменахме, постигането на абсолютна точност в предвиждането на кадрите не е възможно. Точно по тази причина алгоритъмът жертва отчасти точността на цветопредаване за сметка на фиксирана честота на опресняване и по-гладко възпроизвеждане.

 

Screen Shot 2013-12-12 at 7.07.57 AM
По-неприятният страничен ефект от имплементиране на тази технология обаче е фактът, че Mobile G-Sync и NVIDIA Optimus са взаимно изключващи се. Както може би знаете, тази изключително популярна напоследък функция позволява динамично превключване между вграденото в централния процесор графично решение и дискретната (GeForce) видеокарта. По този начин при изпълнение на по-леки задачи, като, да речем, сърфиране в уеб или работа с офис документи, лаптопът използва вграденото видео, което изисква значително по-малко захранване, отколкото допълнителният (дискретен) графичен адаптер.
За да работи Mobile G-Sync коректно обаче, мониторът на лаптопа трябва да е директно свързан към външната видеокарта (с марката на NVIDIA, разбира се). Това на практика елиминира участието на вграденото в процесора видео ядро и прави Mobile G-Sync и Optimus взаимно изключващи се.
Според NVIDIA това не би трябвало да представлява голям проблем, особено що се отнася до графичните им процесори от най-ново поколение – Maxwell, които са изключително енергоефективни. Все пак това е важен компромис, над който много от ОЕМ партньорите на компанията ще трябва да се замислят, в случай че решат да предложат Mobile G-Sync като опция в гейминг лаптопите си от следващо поколение.

 

computex-2015-nvidia-gsync-notebooks-v2
Разбира се, при липсата на независими тестове все още не е много ясно колко голям ще е този компромис и до каква степен използването на Mobile G-Sync за сметка на Optimus ще се отрази върху живота на батерията.
Друг е въпросът, че дори най-модерните гейминг лаптоп модели не могат да предложат особено впечатляващо време за автономна работа – особено на фона на свръхенергоефективни мобилни системи като ултрабук машините от последна генерация например.
Предвид факта, че говорим за тясно специализирани портативни конфигурации, предназначени за строго специфична аудитория (геймъри), отдаваща предпочитания на върховата производителност пред всичко останало, една подобна жертва по отношение живота на батерията едва ли би се оказала фатална, в случай че Mobile G-Sync изпълни обещанието си за наистина солидно повишение в качеството на игрално преживяване.

Author: Драгомир Дончев

Share This Post On

Submit a Comment

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван. Задължителните полета са отбелязани с *