Что такое G-Sync, FreeSync, V-Sync, VRR – преимущества и недостатки технологий

Технология синхронизации кадров – сложное проще чем кажется

Разрыв кадров изображения довольно популярная проблема современного гейминга, поэтому не мудрено что созданием и усовершенствованием технологии, решающей проблему разрыва кадров, занимается множество компаний по всему миру. К самым популярным на данный момент технологиям можно отнести:

• V-Sync
• G-Sync
• FreeSync
• Adaptive Sync
• VRR

Но, как принято идеальных технологий не существует, поэтому каждая из списка имеет как свои плюсы, так и минусы, о которых и пойдёт речь далее в тексте.

Зачем нужна синхронизация кадров и как это работает?

Если отбросить все сложности и подробности построения кадра для генерации изображения, то процесс отрисовки кадра можно разделить на следующие:

• Подготовка кадра графическим процессором и передача на монитор,
• Считывание и отображение кадра дисплеем монитора.

На бумаге всё выглядит просто и без загвоздок. Но вот на деле существует небольшая проблема в процессе синхронизации этих двух устройств. Связанно это с тем, что монитор работает строго по заданному алгоритму, а точнее запрос на обновление кадра на дисплей происходит беспрерывно, через одинаковые временные отрезки. Данный процесс именуется частотой обновления экрана «Гц», а в игровом сообществе его ещё называют «герцовкой» монитора.

В зависимости от класса монитора обновление экрана бывает от 60 Гц и выше. В игровом сообществе используются популярные решения на 144 Гц, 240 Гц, и 360 Гц.

Видео процессор в свою очередь работает иначе, в зависимости от происходящего в игровом пространстве на просчёт кадра тратится различное время, что на выходе и образует разрывы конечного изображения. Так за единовременный период считывания монитора, видеокарта подготавливает либо больше кадров чем требует монитор, либо меньше. На экране это отражается потерей плавности изображения и формированием артефактов изображения.

V-Sync

Одной из первых в борьбу с данной проблемой вступила технология вертикальной синхронизации (V-Sync). Пожалуй, каждый геймер близко знаком с этой опцией, так как она довольно давно внедрена в настройки драйвера видеокарт и опции видео настроек игрового процесса.

Функционально эта технология работает не самым полезным способом, принуждая видеокарту формировать количество кадров в соответствии с показателем частоты обновления экрана. Исходя из этого получается, если дисплей работает в режиме 60 Гц, верхнее значение суммы кадров будет идентичным частоте обновления, даже если компьютер сможет генерировать намного больше.

В случае если формирование стабильных 60 кадров невозможно, и, например будут просадки до 50-55, вертикальная синхронизация принудительно изменит режимом работы на 30 к/с, то есть она специально занизит кадры до 30 тем самым делая игровой процесс в момент переключения визуально дёрганым с небольшой просадкой динамики. Поэтому, на 60 Гц мониторе без возможностей видеокарты выдать для игрового процесса стабильные 60 к/с, подключать v-sync не рекомендуется.

Затрагивая тему игровых мониторов, вертикальная синхронизация работает немного лучше, так как возрастает кратность режимов работы частоты обновления экрана.

Но резкие перепады режимов работы вертикальной синхронизации не самая главная проблема, существует более страшный враг в лице появления сильного Input Lag (задержка ввода). При включенном V-Sync управление игровым процессом происходит с задержкой, движения мышью становятся вязкими и плавающими, что значительно ухудшает отзывчивость прицеливания.

G-Sync

Первым кто решил побороть все недочёты V-Sync стали специалисты команды NVIDIA со своей прорывной технологией – G-Sync. Прорыв состоял в том, что технология, вместо занижения частоты кадров видеокарты до частоты обновления монитора, наоборот, стала занижать герцовку монитора под ФПС, выдаваемые видеокартой.

Преимуществом такой технологии является всё та же плавная картинка без разрывов, но уже с преимуществом в виде отсутствия задержки ввода. Технология NVIDIA поддерживает множество режимов работы начиная от 30 Гц и заканчивая 360 Гц, также если частота кадров падает ниже 30, технология специально продублирует кадры для достижения плавной картинки в 60 Гц.

Единственной проблемой данной технологии является наличие двух обязательных требований, видеокарта должна быть производства компании NVIDIA, а в мониторе должен присутствовать специальный чип всё от той же компании, что, во-первых, сужает круг выбора устройств, и требует дополнительных затрат, так как модели с чипом G-Sync стоят на порядок выше аналогичных решений без него.

VESA Adaptive Sync

Сделав выводы о «популярности» технологии от NVIDIA, команда разработчиков VESA, решили выпустить свою, более «доступную» версию под названием Adaptive Sync. Это был аналог G-Sync, без дорогостоящего чипа и с открытым кодом, что предвещало широкие возможности для развития данного направления. Единственной проблемой в данном случае стал вопрос реализации Adaptive Sync в прошивке и драйвере мониторов, видеокарт, операционных систем, а также игр.

AMD FreeSync

Ровно через год после релиза VESA Adaptive Sync, разработчики из AMD заявили о внедрении технологии в драйвер фирменных видеокарт, переименовав её в FreeSync. Благодаря тому что реализация данной технология прошла, на столько успешно и «дёшево», поддержка технологии разошлась очень быстро по всему миру захватив большую часть рынка игровых мониторов.

Последующими витками улучшения данной технологии стало добавление поддержки HDMI и режима HDR, а также реализация компенсации пониженной кадровой частоты, как в G-SYNC.

G-Sync Compatible

Чтобы не оставлять своего потребителя без наличия открытой технологии, команда NVIDIA, также решила обрадовать пользователей, добавив совместимость Adaptive Sync в драйвер устройств версии RTX, и для некоторых карточек GTX. Это позволило значительно расширить разнообразие выбора устройств периферии для пользователей зелёного лагеря, так как появилась возможность купить более дешёвый монитор с FreeSync и наслаждаться плавным игровым процессом.

Но не обошлось и без ложки дёгтя. Для гарантии 100% совместимости видеокарты от NVIDIA и приобретаемого монитора с технологией FreeSync, на мониторе должен присутствовать сертификат G-Sync Compatible, а как известно NVIDIA любит тестировать не самые дешёвые устройства то при выборе более дешёвых решений придётся играть в лотерею, либо тратить время на поиск и просмотр обзоров на интересующую модель.

VRR

За обладателей портативных консолей и любителей сыграть на огромном дисплее телевизора тоже не забыли. Для таких целей разработали и внедрили VRR - Variable Refresh Rate, функцию динамической смены частоты обновления, которая для работы требует от телевизора всего лишь наличия порта HDMI версии 2.1. Также стоит отметить полную поддержку видеокарт NVIDIA и Radeon, но это и не мудрено ведь VRR — это всё та же Adaptive Sync от VESA, но с реализацией работы через интерфейс HDMI версии 2.1.