شما آن را در تنظیمات بازی خود می بینید، اما VSync چگونه کار می‌کند؟
بازی های ویدیویی مدرن با مجموعه ای از تنظیمات گرافیکی گیج کننده عرضه می‌شوند. اکثر اینها یا عملکرد بهتری دارند یا کیفیت گرافیکی بهتری دارند. با این حال، همگام سازی عمودی، که بیشتر با نام VSync شناخته می‌شود، کمی پیچیده تر است. VSync چیست؟
VSync به خودی خود هیچ تاثیری بر کیفیت گرافیکی ندارد، اما فعال کردن آن باعث از بین رفتن پارگی صفحه می‌شود. ممکن است بی معنا به نظر برسد، اما می‌تواند نرخ فریم شما را نیز کاهش دهد و تاخیر ورودی را افزایش دهد که هر دو آفت بازی های رقابتی هستند.
در مورد چگونگی تنظیم کردن به این تنظیمات گرافیکی مرموز سردرگم هستید؟ بیایید بفهمیم مشکل Vsync چیست.
VSync چیست؟
VSync وسیله ای برای همگام سازی نرخ فریم یک بازی ویدیویی با نرخ تازه سازی مانیتوری است که آن را نمایش می‌دهد. سازندگان کارت گرافیک، همگام سازی عمودی را برای حذف یک مصنوع بصری به نام پاره شدن صفحه ایجاد کردند. این پارگی به صورت شکاف افقی در کادر نمایش داده می‌شود، بنابراین نیمی از کادر از دیگری عقب می‌ماند.
ممکن است به عنوان یک پارگی در پیوستار زمان-فضا به نظر برسد، اما GPU شما فریم ها را سریع تر از حداکثر نرخ تازه سازی مانیتور شما تولید کند. بسته به اینکه چقدر نرخ فریم GPU شما از نرخ تازه سازی مانیتور شما بیشتر است، می‌توانید دو یا چند فریم GPU را به صورت افقی در طول یک به‌روزرسانی مانیتور مشاهده کنید.
VSync با محدود کردن نرخ فریم GPU به نرخ تازه سازی مانیتور، پارگی صفحه را از بین می‌برد. با این حال، این به تنهایی برای جلوگیری از پاره شدن صفحه کافی نیست. این تنظیم همچنین فریم های ارائه شده توسط GPU را مجبور می‌کند تا در ارتباط با چرخه به‌روزرسانی مانیتور نمایش داده شوند.
جلوگیری از نمایان شدن همزمان بخش هایی از چندین فریم، کلید حذف پارگی صفحه است. VSync با جلوگیری از بیرون رفتن فریم های جدید توسط GPU در میانه چرخه به‌روزرسانی مانیتور، به آن دست می‌یابد.
VSync بیشتر از حل کردن مشکلات، مشکلات جدیدی ایجاد می‌کند
VSync یک راه حل تضمینی برای رفع پاره شدن صفحه است، اما به قیمت عملکرد و پاسخگویی تمام می‌شود. برای درک دلیل، اجازه دهید نگاهی به دو عملکرد اصلی VSync بیندازیم. در مرحله اول، نرخ فریم GPU را کاهش می‌دهد تا با نرخ تازه سازی مانیتور مطابقت داشته باشد. ثانیا سرعت فریم GPU را برای مطابقت با نرخ تازه سازی مانیتور همگام می‌کند.
آیا متوجه شده‌اید که هر دو مکانیسم VSync شامل کاهش سرعت خروجی GPU برای مطابقت با نرخ تجدید مانیتور استاتیک می‌شود؟ این یک نکته مهم است. مانیتور در فواصل زمانی خاص به‌روزرسانی می‌شود، یک GPU فریم ها را با نرخی تولید می‌کند که با پیچیدگی صحنه در بازی که رندر می‌شود، نسبت معکوس دارد.
مجبور کردن GPU برای همگام سازی سرعت فریم خود با نرخ تازه سازی مانیتور، از انتقال آخرین فریم به مانیتور جلوگیری می‌کند. گیمرها این را به عنوان تاخیر ورودی توصیف می‌کنند، که به عنوان محتوای نمایش داده شده بر روی مانیتور درک می‌شود که از ورودی های کنترل کننده آنها عقب است. این تاخیر ورودی به ویژه در بازی های FPS سریع، که در آنها به طور قابل توجهی از ورودی های واقعی ماوس شما عقب می‌افتد، مشهود است.
همانطور که تاخیر به اندازه کافی بد نیست، VSync حتی می‌تواند عملکرد کلی GPU را با کاهش قابل توجه نرخ فریم کاهش دهد. این کاهش با تمایل آن به محدود کردن نرخ فریم GPU برای نظارت بر نرخ تجدید مرتبط است. وقتی نرخ فریم پردازنده گرافیکی شما بالاتر از نرخ تازه سازی مانیتور است، خوب است، اما وقتی نرخ فریم به زیر آستانه نرخ تازه سازی می‌رسد، با مشکل مواجه می‌شوید.
به عنوان مثال، یک صحنه پیچیده که حداکثر نرخ فریم GPU را به 59 فریم در ثانیه کاهش می‌دهد، در مانیتوری با نرخ تازه سازی 60 هرتز با سرعت 59 فریم در ثانیه نمایش داده نمی‌شود. فاصله همگام سازی 16.67 میلی ثانیه ای مورد نیاز VSync برای یک مانیتور 60 هرتزی باعث می‌شود که نرخ فریم نمایش داده شده واقعی از 59 فریم بر ثانیه به 45 فریم در ثانیه کاهش یابد.
بدتر از همه این نکته است که، عملکرد GPU (و در نتیجه نرخ فریم) در طول یک بازی ویدیویی بسیار متفاوت است. در چنین مواردی، VSync باعث می‌شود که برخی از فریم ها بیشتر از بقیه روی صفحه نگه داشته شوند. بیننده این حالت را به عنوان لگ توصیف می‌کنند.
Adaptive VSync و Fast Sync چیست؟
مشکلات ذاتی VSync در AMD و NVIDIA از بین نرفته است. هر دو سازنده GPU، گزینه های پیشرفته VSync خود را منتشر کرده‌اند که مشکلات ذکر شده را کاهش می‌دهد. این گزینه ها یا از طریق تنظیمات درون بازی در دسترس هستند، یا معمولاً از طریق مجموعه کنترل درایور GPU استفاده می‌شوند.
Adaptive Vsync
Adaptive VSync که توسط NVIDIA توسعه داده شده است، تمام تاخیرهای ورودی و مشکلات عملکردی را که توسط پردازنده گرافیکی در هماهنگی با نرخ تازه سازی مانیتور ایجاد می‌شود، از بین می‌برد. این پیاده سازی VSync تنها تا زمانی فعال است که GPU بتواند نیاز نرخ به‌روزرسانی مانیتور را برآورده کند. همگام سازی تطبیقی بلافاصله VSync را در لحظه ای که غیرقابل دفاع شود خاموش می‌کند. این یک تعادل سالم بین عملکرد بازی های ویدیویی و کاهش پارگی صفحه را فراهم می کند.
همگام سازی سریع
Fast Sync که توسط NVIDIA نیز توسعه یافته است، بافر سه گانه را به Adaptive VSync اضافه می‌کند. به عبارت ساده تر، بافر سه گانه شامل ارائه یک فریم اضافی توسط GPU است. این فریم به آن اجازه می‌دهد تا در زمان انتظار برای چرخه به‌روزرسانی مانیتور، آخرین فریم از دو فریم رندر شده را برای ارسال به مانیتور انتخاب کند. ایده این است که با نمایش آخرین فریم، تاخیر ورودی را کاهش دهد، اما این نیز به قدرت GPU زیادی نیاز دارد.
همگام سازی پیشرفته
درست مانند پیشنهادات Adaptive VSync انویدیا، همگام سازی پیشرفته مخصوص AMD می‌تواند VSync را در لحظه‌ای که GPU از نرخ تازه سازی مانیتور عقب می‌ماند، خاموش کند. مانند Fast Sync انویدیا، از بافرهای متعدد برای کاهش تاخیر ورودی با ارسال آخرین فریم به نمایشگر استفاده می‌کند.
فراتر از VSync
ما به این موضوع پرداخته‌ایم که VSync چگونه مشکل صفحه نمایش را از بین می‌برد و جنبه های منفی پیاده سازی آن را بررسی کرده‌ایم. NVIDIA و AMD نسخه های پیچیده تری از VSync را منتشر کرده‌اند که این مشکلات را کاهش می‌دهد، اما رویکرد کاملا جدیدی برای حل این مشکلات با فناوری های G-Sync و FreeSync وجود دارد.
با این حال، این نیاز به مانیتور، کابل و کارت گرافیک سازگار دارد. برای کسانی که فاقد سخت افزار فانتزی هستند، روشن یا خاموش کردن VSync به تصمیم گیری در مورد اولویت های شما بستگی دارد. اگر GPU شما به اندازه کافی قدرتمند باشد که با نرخ تازه سازی مانیتور مطابقت داشته باشد، VSync به خوبی کار می‌کند.
