G-Sync — это собственная адаптивная технология синхронизации, разработанная компанией NVIDIA, направленная прежде всего на устранение разрывов экрана и нужды в программных сдерживающих факторах, таких как V-Sync. G-Sync устраняет разрывы экрана, заставляя видеодисплей адаптироваться к частоте кадров устройства вывода (графическая карта/встроенная графика). Чтобы устройство использовало технологию G-Sync, оно должно содержать собственный модуль G-Sync, продаваемый Nvidia. Компания AMD выпустила аналогичную технологию для дисплеев под названием FreeSync, которая имеет ту же функцию, что и G-Sync, но распространяется бесплатно.

Принцип действия

Цифровые видеоинтерфейсы наподобие DVI похожи на развёртку кинескопа — они передают огромные объёмы данных (гигабиты в секунду) в том темпе, который может потребить монитор. Если во время этой передачи сменится содержимое видеопамяти или переключится видеобуфер, на экране будет половина одного кадра и половина другого — так называемый разрыв. Любой современный игровой движок всегда загружен на 100 % и выдаёт картинку за случайное время — быстрее на простых кадрах и медленнее на сложных. Чтобы не было разрывов, можно привязать смену кадров к развёртке монитора (так называемая вертикальная синхронизация), но когда на 60-герцовом мониторе игра выдаёт 50 FPS, ожидание следующего кадра развёртки снизит частоту до 30FPS.

На ЖК-мониторах хотелось бы приостанавливать виртуальную «развёртку», если движок запаздывает, для этого и придумали технологию G-Sync. Но есть препятствия: Интерфейсы управления монитором во многом унаследованы от кинескопов, и чтобы приостанавливать «развёртку», нужно эти интерфейсы расширять. Если долго не обновлять состояние ЖК-ячейки, она вернётся в исходное состояние (обычно белое или серое), потому иногда приходится делать вынужденное обновление. Если в этот момент придёт новый кадр, случится столкновение или коллизия кадров, и простейшее (замеченное на раннем FreeSync-мониторе) решение — переждать обновление и вывести кадр с запозданием, что означает замедление и без того медленной игры. При минимальной частоте обновления 40 Гц и рабочей 144 игра, попавшая в этот режим, начинает выдавать эквивалент 31 fps = 1/( + ). Практически все современные мониторы для компенсации инерционности производят так называемый овердрайв — подают на ЖК-ячейку более сильный импульс, чем надо, чтобы она быстрее переключилась. С переменной кадровой частотой требуется предсказывать силу этого импульса.

nVidia решила эти препятствия так: 1) Новый интерфейс совершенно проприетарный, и работает только между видеоплатой nVidia и монитором с модулем nVidia. 2) G-Sync делает предсказание, когда придёт следующий кадр, и если он будет не скоро — вызывает обновление заранее: «the G-Sync module will preemptively refresh the display part way through the wait, rather than letting the LCD reach the point where it must be refreshed immediately». 3) Модуль G-Sync можно на заводе перепрограммировать в широких пределах, чтобы приспособить коэффициенты овердрайва к конкретной ЖК-панели.

На кадровых частотах, превышающих штатную частоту обновления монитора, G-Sync бесполезен.

Аппаратное оборудование ЖК-монитор состоит из таких основных компонентов: основная микросхема, иногда именуемая скейлером, хотя она занимается декодированием протокола, обработкой изображения и подготовкой команд для ЖК-панели, а не только приведением изображения в штатный размер (апскейлингом); 32-битный микроконтроллер с ПЗУ, отвечающий за дополнительную функциональность и «вклинивающий» в видеопоток экранное меню. Именно поэтому у большинства мониторов меню некрасивое — им занимается обычный микроконтроллер; блок подсветки, блок питания…

NVidia выпустила съёмную плату, устанавливаемую вместо основной микросхемы. Модуль основан на FPGA семейства Altera Arria V GX, произведённом в процессе TSMC 28LP, в сочетании с тремя чипами DRAM DDR3L для достижения определённой пропускной способности для совокупной ёмкости 768 МБ. Используемая FPGA также имеет интерфейс LVDS для управления панелью монитора.

Графический процессор и системные требования Графический процессор: для функций G-Sync требуется графический процессор: Nvidia GeForce GTX 650 Ti Boost или выше.(для G-Sync,G-Sync Ultimate). Серия GeForce 10 (Pascal) и выше.(для G-Sync Compatible) Драйвер: R340.52 или выше. R417.71 или выше.(для G-Sync Compatible) Операционная система: Windows 7, 8, 8.1,10 и 11. Linux, FreeBSD, Solaris. Системные требования: необходима поддержка DisplayPort 1.2 непосредственно с графического процессора.(Displayport 1.2a для G-Sync Compatible) Монитор: Монитор G-Sync подключается напрямую через DisplayPort v1.2 или выше (1.2a для G-Sync Compatible) Список графических процессоров с поддержкой G-Sync АрхитектураKeplerKepler (обновленный)MaxwellPascalTuringVoltaAmpereAda LovelaceGeForce GTX 650 Ti BoostGeForce GTX 760GeForce GTX 745GeForce GT 1010 (возможно)GeForce GTX 1630Titan VGeForce RTX 2050 (ноутбучная)GeForce RTX 3050 A (ноутбучная)GeForce GTX 660GeForce GTX 770GeForce GTX 750GeForce GT 1030GeForce GTX 1650GeForce RTX 3050GeForce RTX 4050 (ноутбучная)GeForce GTX 660 TiGeForce GTX 780GeForce GTX 750 TiGeForce GTX 1050GeForce GTX 1650 SUPERGeForce RTX 3050 Ti (ноутбучная)GeForce RTX 4060GeForce GTX 670GeForce GTX 780 TiGeForce GTX 950GeForce GTX 1050 TiGeForce GTX 1650 Ti (ноутбучная)GeForce RTX 3060GeForce RTX 4060 TiGeForce GTX 680GeForce GTX TitanGeForce GTX 960GeForce GTX 1060GeForce GTX 1660GeForce RTX 3060 TiGeForce RTX 4070GeForce GTX 690GeForce GTX Titan BlackGeForce GTX 965MGeForce GTX 1070GeForce GTX 1660 SUPERGeForce RTX 3070GeForce RTX 4070 SUPERGeForce GTX Titan ZGeForce GTX 970GeForce GTX 1070 TiGeForce GTX 1660 TiGeForce RTX 3070 TiGeForce RTX 4070 TiGeForce GTX 970MGeForce GTX 1080GeForce RTX 2060GeForce RTX 3080GeForce RTX 4070 Ti SuperGeForce GTX 980GeForce GTX 1080 TiGeForce RTX 2060 SUPERGeForce RTX 3080 TiGeForce RTX 4080GeForce GTX 980MTitan X (Pascal)GeForce RTX 2070GeForce RTX 3090GeForce RTX 4080 SUPERGeForce GTX 980 TiTitan XpGeForce RTX 2070 SUPERGeForce RTX 3090 TiGeForce RTX 4090 DGeForce GTX Titan XGeForce RTX 2080GeForce RTX 4090GeForce RTX 2080 SUPERGeForce RTX 2080 TiTitan RTX

Дополнительные уровни G-Sync для мониторов Настоящий G-Sync работает только на видеоплатах nVidia и мониторах, содержащих модуль nVidia, стоит дорого, но взамен nVidia требует определённую планку качества изображения — например, хорошо замеренное поведение ЖК-ячеек, чтобы минимизировать ошибки овердрайва. В противовес, AMD FreeSync бесплатен, а проверки у AMD опциональны.

Интерфейс DisplayPort версии 1.2a изначально содержит технологию адаптивной кадровой частоты, близкую к FreeSync. С распространением DisplayPort компании nVidia пришлось добавить в свои платы технологию конкурентов — а значит, и два новых уровня G-Sync.

G-Sync Ultimate Этот знак означает, что монитор не просто поддерживает адаптивную кадровую частоту G-Sync, но и выдаёт сверхкачественное изображение. Так, модели с данной маркировкой обязательно поддерживают HDR (причем самую продвинутую разновидность — HDR1000), а также имеют обширный цветовой охват, нередко измеряемый по DCI P3.

G-Sync Compatible Монитор поддерживает FreeSync и корректно работает с видеоплатами nVidia. С точки зрения пользователя разница между «G-Sync» и «G-Sync Compatible» заключается в основном в том, что вторые стоят заметно дешевле, однако они не проходили серии дополнительных тестов на качество изображения, и общее качество картинки может быть несколько ниже, чем у полноценных G-Sync моделей. Кроме того, корректная работа экранов из этой категории с G-Sync гарантируется лишь на видеокартах на основе GPU GeForce GTX 10-й серии и GeForce RTX 20-й серии — именно на таких адаптерах проводилось базовое тестирование. Кроме того, есть пользовательская таблица совместимости мониторов, даже не отмеченных как «G-Sync compatible».

G-Sync Compatible TV Аналогично для телевизоров. Подключение компьютеров — не главная задача для телевизора и потому там не бывает дорогого G-Sync, но некоторые производители всё-таки налаживают FreeSync.

G-Sync для ноутбука NVIDIA объявила, что G-Sync будет доступна для производителей ноутбуков, и в этом случае для него не потребуется специальный модуль, поскольку графический процессор напрямую подключается к дисплею. Роль управляющей микросхемы, занимающейся масштабированием и овердрайвом, берёт на себя видеоплата. По словам NVIDIA, тонкая настройка по-прежнему будет возможна, учитывая, что все ноутбуки той же модели будут иметь одну и ту же ЖК-панель, переменная овердрайва будет рассчитываться с помощью шейдера, работающего на графическом процессоре, где также будет реализована форма предотвращения столкновений кадров.

См. также Кадровая частота AMD FreeSync

Примечания

Ссылки Видео: как работает G-SYNC Обзор Nvidia G-Sync

Категория:Nvidia