G-Sync انویدیا چیست و چطور مشکل ناهمگامی کارت گرافیک و مانیتور را حل می‌کند
یک شنبه 10 فروردین 1393 1:28 PM
کمپانی NVIDIA یکی از تولیدکنندگان بزرگ تراشه در دنیاست و به ویژه در تولید کارت گرافیک‌ها خوش درخشیده است. در صنعت بازی‌های رایانه‌ای هم انویدیا کارش را به نحوه احسن انجام داده و هر از گاهی با خلاقیت‌های نوین مرتبط با دنیای گرافیک که محصول انویدیاست آشنا می‌شویم. G-Sync هم یکی از دستاوردهای جدید انویدیا برای هماهنگ‌شدن سرعت نوسازی نمایشگر و کارت گرافیک است. به این صورت که فریم‌های رندر شده، درست هماهنگ با عوض‌شدن تصویر نمایشگر، به آن داده شوند. در ادامه به بررسی این تکنولوژی جدید، طرز کار و سخت‌افزار لازم برای استفاده از آن و نتیجه‌ی آن در بازی‌ها می‌پردازیم. ببنیم این بار انویدیا چطور صنعت بازی‌های رایانه‌ای را تکامل می‌بخشد.
هنگامی که جدیدترین نسخه‌ی درایور کارت گرافیک‌های NVIDIA را دریافت و نصب می‌کنید، بسته‌ای نسبتاً کم‌حجم به نام GeForce Experience هم در کنار درایور قابل نصب است. انویدیا در این بسته، مجموعه‌ای از امکانات ساده را برای بازی‌خورهای پی‌سی در نظر گرفته تا رضایت کاربران را به دست آورد. از آن مهم‌تر این است که انویدیا با توجه به اینکه نسل جدید کنسول‌های بازی یعنی PS4 و Xbox One از نظر قدرت پردازش گرافیکی، از کارت گرافیک‌های قدرتمند بازار فاصله‌ی زیادی دارند، قصد گسترش دنیای بازی‌های پی‌سی را دارد. به علاوه پردازنده‌ی گرافیکی این دو کنسول، هر دو توسط کمپانی رقیب یعنی AMD تولید شده و سودی نصیب انویدیا نمی‌شود.
از امکانات GeForce Experience، معرفی بهترین تنظیمات گرافیکی در بازی‌های مختلف است. انویدیا بازی‌ها را روی کارت گرافیک‌های مختلف خود اجرا کرده و در نهایت بهترین تنظیمات را برای هر مدل در این نرم‌افزار معرفی می‌کند.
در دنیای کنسول، تنظیمات گرافیکی معنی خاصی ندارد؛ ولیکن در پی‌سی با توجه به متفاوت‌بودن کارت گرافیک‌ها و توان پردازشی آنها، در هر بازی باید تنظیمات را در حد کافی پایین آورد تا کاملاً روان اجرا شود.
اما در نهایت سرعت اجرای بازی‌ها و نرم‌افزارهای گرافیکی، همیشه در حد مطلوب نیست و از آن مهم‌تر، متغیر است. G-Sync چیزی است که انویدیا برای غلبه بر مشکل بریدگی فریم معرفی کرده که در ادامه به آن می‌پردازیم.
G-Sync از جمله جدیدترین تکنولوژی‌های معرفی شده توسط انویدیاست که به صورت بسته‌ی سخت‌افزاری عرضه می‌شود. موضوع به صورت ساده این است که نرخ خروجی فریم‌ها از کارت گرافیک با نرخ نوسازی تصویر در نمایشگر برابر نیست و لذا این دو مقوله به شکل ناهمزمان پیش می‌روند. به مثال زیر توجه کنید:
فرکانس پنل یک نمایشگر یا تلویزیون 60 هرتز است؛ 60 تصویر در یک ثانیه. کارت گرافیک با آخرین توان خود مشغول رندر کردن فریم‌هاست و با اتمام مراحل رندر‌شدن هر یک از فریم‌ها، سریعاً آن را در اختیار نمایشگر قرار می‌دهد. در این صورت ممکن است فریم جدید زمانی از راه برسد که نمایشگر در حال نمایش فریم رندر شده‌ی قبلی است.
اتفاقی که می‌افتد این است که بخشی از تصویر نمایشگر، فریم قبلی را نشان می‌دهد و بخش دیگر، فریم جدید را و با توجه به تفاوت دو فریم، یک و حتی چند خط افقی در تصویر نمایشگر دیده می‌شود که احتمالاً در بازی‌ها، با آن مواجه شده‌اید.
نمونه‌ای اغراق‌آمیز از این رخداد را در تصویر زیر مشاهده می‌کنید، 2 بریدگی در یک فریم تصویر:
مأموریت جی-سینک دقیقاً این است که کارت گرافیک و نمایشگر را با هم سینک یا همگام کند.
شاید اولین سؤال بازی‌خورهای حرفه‌ای این باشد که آیا با استفاده از VSync نمی‌توان بریدگی را از بین برد؟ چه نیازی به تجهیزات سخت‌افزاری است؟
موضوع این است که همگام‌سازی عمودی یا Vertical Sync که بریدگی را حذف می‌کند، یک مشکل جدید به وجود می‌آورد. Stuttering یا روان‌نبودن نمایش تصویر که می‌توان به آن گیر‌کردن یا وقفه هم گفت.
مثلاً در نمودار زیر فریم اول رندر شده و در اولین اسکن نمایشگر نمایش داده می‌شود. به عبارت دیگر Draw 1 در (Scan (1 نمایش داده می‌شود. فریم دوم به پردازش سنگین‌تری نیاز دارد. مثلاً یک صحنه‌ی شلوغ، پر از انفجار و نورپردازی و سایه‌زنی سنگین است. بنابراین دیر رندر می‌شود. نمایشگر به اسکن بعدی خود رسیده ولی هنوز خبری از دومین فریم نیست؛ لذا همان فریم اول را در اسکن بعدی خود نمایش می‌دهد.
فریم دوم در اسکن بعدی نمایشگر آماده‌ی نمایش است؛ ولی توجه کنید که فریم بعدی با تأخیر نسبتاً زیاد رندر خواهد شد؛ استاتر یا وقفه یا گیر هم به این تأخیر بی‌مورد اشاره می‌کند.
اما G-Sync روش دیگری دارد و کاری می‌کند که نمایشگر منتظر کارت گرافیک شود و فریم جدید را تحویل بگیرد و سریعاً اسکن جدید خود را آغاز کند و آن را نمایش دهد. بنابراین بریدگی و وقفه، هیچ کدام اتفاق نمی‌افتد و تصویر کاملاً روان و یکنواخت خواهد بود.
توجه کنید که G-Sync تنها در مورد کارت گرافیک‌های انویدیا و نمایشگرهایی قابل استفاده است که از G-Sync پشتیبانی کنند.
