NVIDIA G-Sync vs. AMD FreeSync: Die Lösung mit der besten variablen Bildwiederholfrequenz?

• 2019

Beim Spielen gibt es nichts, was das PC Master Race übertrifft. Erlaube mir zu erklären. Von der Anpassungsfähigkeit sowie der rohen Leistung, die ein perfekt entworfenes Custom-Gaming-System erreichen kann, können Konsolen nur träumen. Davon abgesehen neigen sogar PC-Spiele zu bestimmten Schlupflöchern, und diese Schlupflöcher können das Spielerlebnis ruinieren. Wenn Sie ein leidenschaftlicher Spieler oder jemand sind, der ein aufmerksames Auge auf Spieleforen hat, müssen Sie sicherlich von einem der Hauptprobleme bei jedem Spieler-Bildschirmrauschen gehört haben. Zwar gibt es eine traditionelle Lösung in Form von V-Sync, aber neuere Technologien haben andere Lösungen in Form von NVIDIAs G-Sync und AMDs FreeSync hervorgebracht. Heute werden wir diese beiden G-Sync vs FreeSync in Augenschein nehmen, um zu sehen, welches davon ganz oben steht. Aber lassen Sie uns zunächst ein wenig Licht darauf werfen, was genau hier das Problem ist.

Was ist Bildschirm Tearing?

Wenn Sie auf einer Plattform gespielt haben, die keinen sehr leistungsstarken Monitor besitzt, müssen Sie sicherlich auf dieses nervige Phänomen gestoßen sein, das auf dem Bildschirm zerreißt. Einreißen des Bildschirms ist ein Effekt, der bei einer Videoquelle auftritt, bei der 2 oder mehr Videoframes zusammen in einem einzelnen Frame angezeigt werden, was zu einem Risseffekt führt. Wenn die GPUs immer leistungsfähiger werden, wollen sie in der kürzesten Zeit so viele Frames wie möglich pushen. Das klingt großartig, wenn die Bildwiederholfrequenz Ihres Monitors auf etwa 75 Hz festgelegt ist, ist Ihr Monitor selbst dann nicht bereit, wenn mehrere Frames für eine Animation übertragen werden.

Stellen Sie sich beispielsweise vor, Sie spielen ein Spiel auf einer GPU, die 100 Frames pro Sekunde pushen kann. Das heißt, der Monitor aktualisiert sich 75 Mal pro Sekunde, die Grafikkarte aktualisiert jedoch die Anzeige 100 Mal pro Sekunde. Dies ist 33% schneller als der Monitor. Was passiert, ist, dass die Grafikkarte in der Zeit zwischen den Bildschirmaktualisierungen ein Bild und ein Drittel eines anderen gezeichnet hat. Dieses Drittel des nächsten Frames überschreibt das obere Drittel des vorherigen Frames und wird dann auf dem Bildschirm gezeichnet. Die Grafikkarte beendet dann die letzten zwei Drittel dieses Frames und rendert die nächsten zwei Drittel des nächsten Frames. Anschließend wird der Bildschirm erneut aktualisiert.

Sie sehen nur einen Teil des Geschehens: einen Teil des aktuellen Frames und einen Teil des nächsten Frames. Es sieht also so aus, als ob das Bild auf Ihrem Bildschirm in mehrere Teile aufgeteilt wird, wodurch das gesamte Erscheinungsbild des Spiels beeinträchtigt wird. Ein weiterer Grund dafür könnte sein, wenn die GPU des Systems durch umfangreiche grafische Verarbeitung oder schlechte Programmierung unter Druck steht. Wenn die GPU stark beansprucht wird, kann das Ausgangsvideo nicht synchron gehalten werden, wodurch der Bildschirm zerreißt.

V-Sync und die Notwendigkeit einer Alternative

Für jeden Spieler ist das Reißen des Bildschirms ein nerviges Ereignis. Ein perfekt gerenderter Titel kann durch grobe horizontale Linien und Frame-Stottern völlig ruiniert werden. Die Entwickler haben dieses Problem schnell erkannt und V-Sync herausgebracht. Vertical Sync oder V-Sync zielt darauf ab, das Problem des Bildschirmabrisses mit Hilfe der Doppelpufferung zu lösen.

Doppelpufferung ist eine Technik, die das Zerreißproblem abschwächt, indem das System mit einem Rahmenpuffer und einem Rückpuffer versehen wird . Immer wenn der Monitor ein Bild zur Aktualisierung aufnimmt, wird es aus dem Bildpuffer gezogen. Die Videokarte zeichnet neue Bilder in den hinteren Puffer und kopiert sie anschließend in den Bildspeicher. Gemäß den vordefinierten Regeln von V-Sync kann der Back-Puffer erst unmittelbar nach dem Aktualisieren des Monitors in den Frame-Puffer kopiert werden . Der Back-Puffer wird mit einem Frame gefüllt, das System wartet, und nach der Aktualisierung wird der Back-Puffer in den Frame-Puffer kopiert, und ein neuer Frame wird in den Back-Puffer gezeichnet, wodurch die Bildrate bei der Aktualisierungsrate effektiv begrenzt wird.

Während dies alles gut klingt und beim Entfernen von Bildschirmen hilft, hat V-Sync seine eigenen Nachteile . In V-Sync kann Ihre Bildrate nur einer diskreten Menge von Werten gleich (Refresh / N) entsprechen, wobei N eine positive ganze Zahl ist. Wenn die Bildwiederholfrequenz Ihres Monitors beispielsweise 60 Hz beträgt, werden die Bildfrequenzen, in denen Ihr System arbeitet, 60, 30, 20, 15, 12 usw. sein. Wie Sie sehen können, ist der Abfall von 60 auf 30 Bilder pro Sekunde sehr groß. Bei Verwendung von V-Sync würde jede Framerate zwischen 60 und 30, die Ihr System möglicherweise drücken könnte, nur auf 30 abgesenkt.

Das größte Problem bei V-Sync ist außerdem die Eingangsverzögerung. Wie oben erwähnt, werden im Fall von V-Sync die Frames, die die GPU pushen möchte, zuerst im Back-Puffer gehalten und nur dann an den Frame-Puffer gesendet, wenn der Monitor darauf Zugriff hat. Dies bedeutet, dass alle Eingaben, die Sie dem System geben, zusammen mit den anderen Frames auch in diesem hinteren Puffer gespeichert werden. Nur wenn diese Frames in den Hauptframe geschrieben werden, wird Ihre Eingabe angezeigt. Bei Systemen kann es zu Verzögerungen bei der Eingabe von bis zu 30 ms kommen, was die Spielerfahrung wirklich stören kann.

Die Alternativen: G-Sync und FreeSync

Sie sehen, sei es traditionell oder mit Hilfe von V-Sync. Der Monitor hat immer die Probleme verursacht. Die Hauptleistung wurde immer an die Monitore vergeben, und sie haben sie missbraucht, um die Frames zu begrenzen, die an sie herangeschoben werden. Unabhängig von der Anzahl der von Ihnen vorgenommenen Softwareversionen hat die Hardware immer ihre Grenzen. Aber was wäre, wenn es eine andere Lösung gäbe, etwas, das die GPUs dazu brachte, die höchste Macht zu bekommen? Cue - Variable Bildwiederholfrequenz-Monitore .

Wie der Name vermuten lässt, handelt es sich bei Monitoren mit variabler Bildwiederholfrequenz um Anzeigebildschirme mit einem Höchstwert für die Bildwiederholfrequenz, jedoch ohne feste Bildwiederholfrequenz. Stattdessen verlassen sie sich auf die GPU-Front, um ihre Aktualisierungsrate zu ändern . Dies wird nun mit Hilfe der beiden Technologien NVIDIA G-Sync oder AMD FreeSync erreicht.

NVIDIAs G-Sync wurde 2013 gegründet und soll das Problem lösen, indem es der GPU das ultimative Recht gibt, zu entscheiden, wie viele Frames auf den Bildschirm verschoben werden. Der Monitor passt sich nicht an eine feste Bildwiederholfrequenz an, sondern passt sich der Verarbeitungsgeschwindigkeit der GPU an und stimmt mit der ausgegebenen FPS-Rate überein . Wenn Sie beispielsweise ein Spiel mit 120 Bildern pro Sekunde spielen, wird Ihr Monitor auch mit 120 Hz (120 Mal pro Sekunde) aktualisiert. Bei hohen grafischen Verarbeitungsanforderungen, bei denen die GPU die Frames auf 30 Bilder pro Sekunde reduziert, ändert der Monitor die Bildwiederholfrequenz entsprechend auf 30 Hz. Daher gibt es keinen Verlust in den Frames, und die Daten werden direkt zur Anzeige verschoben, wodurch jeglicher Spielraum für das Abreißen oder die Verzögerung der Eingabe beseitigt wird.

Während NVIDIA der König ist, wenn es ums Spielen geht, ist AMD nicht der größte Konkurrent. Wenn also NVIDIA G-Sync herausbrachte, wie konnte AMD zurückbleiben? Um im Wettbewerb bestehen zu können, hat AMD seine Lösung für die V-Sync-Technologie herausgebracht - FreeSync. Das 2015 eingeführte FreeDync von AMD arbeitet nach dem gleichen Prinzip wie das G-Sync von NVIDIA. Die GPU kann als Master fungieren und die Bildwiederholfrequenz des Monitors steuern. Während das Ziel von G-Sync und FreeSync dasselbe ist, liegt der Unterschied zwischen den beiden darin, wie sie dies erreichen.

G-Sync vs FreeSync: Wie funktionieren sie?

NVIDIA hat den G-Sync so konzipiert, dass Probleme an beiden Enden behoben werden. G-Sync ist eine proprietäre adaptive Sync-Technologie, das heißt, es werden zusätzliche Hardwaremodule verwendet . Dieser zusätzliche Chip ist in jeden unterstützten Monitor integriert und ermöglicht es NVIDIA, das Erlebnis basierend auf seinen Eigenschaften wie maximale Bildwiederholfrequenz, IPS- oder TN-Bildschirme und Spannung genau einzustellen. Selbst wenn Ihre Bildrate extrem niedrig oder sehr hoch wird, kann G-Sync Ihr Spiel reibungslos aussehen lassen.

Für AMDs FreeSync ist kein solches Modul erforderlich . 2015 hat VESA Adaptive-Sync als Bestandteil der DisplayPort 1.2a-Spezifikation angekündigt. FreeSync verwendet die DisplayPort Adaptive-Sync-Protokolle, damit die GPU die Aktualisierungsraten steuern kann. Später erweiterte es auch die Unterstützung für HDMI-Anschlüsse, wodurch eine größere Anzahl von Verbrauchern angesprochen wird.

Geisterbilder

Im Aspekt der Anzeige wird Geisterbild verwendet, um ein Artefakt zu beschreiben, das durch eine langsame Antwortzeit verursacht wird . Während der Bildschirm aktualisiert wird, nimmt das menschliche Auge immer noch das zuvor angezeigte Bild wahr. einen verwischenden oder verwischenden visuellen Effekt verursachen. Die Antwortzeit ist ein Maß dafür, wie schnell ein bestimmter Pixel den Status von einer Farbe in eine andere Farbe ändern kann. Wenn die Antwortzeit Ihres Displays nicht mit den von der GPU übertragenen Frames übereinstimmt, treten am häufigsten Geisterbilder auf. Dieser Effekt tritt bei den meisten LCD- oder Flachbildschirmen hervor. Ghosting ist zwar nicht im Wesentlichen ein Bildschirm zerreißen, aber Ghosting ist nicht weit vom Konzept entfernt, wenn man bedenkt, dass neue Frames den vorherigen Frames überlagert werden, ohne dass sie vollständig vom Bildschirm verschwinden.

Da das G-Sync-Modul von NVIDIA mit Hilfe eines zusätzlichen Hardwaremoduls arbeitet, kann das G-Sync Ghosting verhindern, indem es die Funktionsweise des Moduls auf jedem Monitor anpasst. Mit AMDs FreeSync werden diese Anpassungen innerhalb des Radeon-Treibers selbst vorgenommen, sodass die Aufgabe vom Monitor genommen wird. Wie Sie sehen, handelt es sich hier um ein Hardware- vs. Software-Steuerungsmodul, und NVIDIA gewinnt hier leicht. Ghosting ist auf FreeSync-Monitoren zwar nicht üblich, aber immer noch vorhanden . Da jeder Monitor jedoch physisch optimiert und eingestellt ist, erleidet der G-Sync auf seinen Panels keine Geisterbilder .

Flexibilität

Bei der Suche nach dem Lösen der Bildschirme bestand die Lösung darin, der GPU die ultimative Kontrolle zu geben. Aber wie Onkel Ben einmal sagte: "Mit großer Macht kommt große Verantwortung". In diesem Fall entzieht die GPU dem Monitor alle Kräfte mehr oder weniger. Sie müssen sich beispielsweise der Tatsache bewusst sein, dass die meisten Monitore neben den normalen Helligkeits- und Kontrasteinstellungen auch über eigene Funktionen verfügen, mit denen das Display die Einstellungen basierend auf der Eingabe dynamisch anpassen kann.

Da das G-Sync von NVIDIA ein spezielles proprietäres Modul verwendet, nimmt es diese Funktion vom Anzeigebildschirm weg, indem dynamische Anpassungen an die GPU vorgenommen werden. Auf der anderen Seite nimmt AMDs FreeSync keine derartigen Änderungen vor und ermöglicht, dass der Bildschirm über eine eigene dynamische Farbanpassungsfunktion verfügt. Ihre persönlichen Modifikationen als Option zu haben, ist für jeden Hersteller wichtig, da er ihnen einen Vorsprung gegenüber anderen Herstellern verschafft. Deshalb entscheiden sich viele Hersteller für FreeSync gegenüber G-Sync.

G-Sync vs FreeSync: Kompatible Geräte

Damit jedes Gerät mit dem G-Sync-Modul von NVIDIA kompatibel ist, muss es den proprietären NVIDIA-Modulchip in ihre Displays einbetten. Andererseits kann AMDs FreeSync von jedem Monitor mit variabler Bildwiederholfrequenz und entweder einem DisplayPort- oder einem HDMI-Anschluss verwendet werden.

Allerdings muss Ihre GPU auch mit den jeweiligen Technologien kompatibel sein (ja, Sie können die GPU eines Herstellers nicht mit der Synchronisierungstechnik des anderen Herstellers kombinieren). Der NVIDIA G-Sync wurde fast zwei Jahre früher als sein Konkurrent eingeführt und verfügt über ziemlich viele GPUs unter dem unterstützten Tag für G-Sync. Alle mittleren und High-End-GPUs der 600er bis 1000er-Serie tragen das G-Sync-Zeichen.

Zum Zeitpunkt der Erstellung dieses Artikels hat AMD vergleichsweise nur neun GPUs im Vergleich zu NVIDIAs 33, die die FreeSync-Technologie verwenden . Darüber hinaus hat NVIDIA die G-Sync-Unterstützung auch auf Laptops und Notebooks ausgedehnt, eine Funktion, die derzeit fehlt von AMDs FreeSync.

• NVIDIA G-Sync-kompatible Geräte

• Mit AMD FreeSync kompatible Geräte

Konstruktionskosten und Verfügbarkeit

NVIDIAs G-Sync verwendet ein zusätzliches Hardware-Eigentum, das bedeutet, dass Display-Hersteller mehr Platz im Monitorgehäuse schaffen müssen . Dies scheint zwar keine große Sache zu sein, aber die Erstellung eines benutzerdefinierten Produktdesigns für einen Monitortyp erhöht die Entwicklungskosten erheblich. Auf der anderen Seite ist der Ansatz von AMD viel offener, bei dem Displayhersteller die Technologie in ihre bestehenden Designs integrieren können.

Für ein größeres Bild (kein Wortspiel beabsichtigt) kostet der 34-Zoll-Ultrawide-Monitor von LG mit FreeSync-Unterstützung nur 397 US-Dollar. Der 34-Zoll-Alternative von LG mit G-Sync-Unterstützung ist einer der billigsten derzeit erhältlichen ultrawide-Monitore. Das ist fast ein Unterschied von $ 600, was bei Ihrem nächsten Einkauf leicht ein entscheidender Faktor sein kann.

G-Sync vs FreeSync: Die beste Lösung für variable Bildwiederholfrequenz?

Sowohl NVIDIA G-Sync als auch AMD FreeSync beseitigen erfolgreich das Problem des Bildschirmrisses. Während die G-Sync-Technologie definitiv teurer ist, wird sie von einer größeren Anzahl von GPUs unterstützt und bietet auch kein Ghosting. AMDs FreeSync auf der anderen Seite zielt darauf ab, eine billigere Alternative zu bieten, und obwohl die Anzahl der Monitore, die dies unterstützen, ziemlich hoch ist, werden derzeit nicht viele Mainstream-GPUs unterstützt. Letztendlich liegt die Wahl in Ihren Händen, obwohl Sie mit beiden keinen Fehler machen konnten. Erzählen Sie uns von anderen Fragen, die Sie in den Kommentaren unten haben, und wir versuchen unser Bestes, um Ihnen zu helfen.