Технология AMD FreeSync
Технологию AMD FreeSync создала и запатентовала компания AMD как стандарт динамической частоты обновления экрана. Это бесплатная методика, вышедшая на рынок в 2015 году, стала альтернативой дорогой, но более ранней G-Sync Nvidia.
Технология AMD FreeSync: что это
Качество изображения на мониторе очень важно при использовании профессиональных графических программ, во время просмотра фильмов или игры. От реалистичности, четкости картинки зависят не только впечатления пользователя, но и его здоровья. Смазанное, нечеткое, блеклое изображение заставляет напрягать глаза, вызывает головную боль.
С распространением видео-игр требования к изображению возросли. Ранее плавность картинки, частоту обновления, измеряли по количеству кадров в секунду (FPS), но со временем оказалось, что «подвисания» картинки связаны не с движком игры, а отсутствием синхронизации между дисплеем и видеокартой.
Компания AMD начала работать над созданием технологии динамического обновления экрана AMD FreeSync еще до начала XXI века, активно внедрять ее стали в 2009 году. Сначала для корректной работы синхронизатора требовался модуль масштабирования, который подключался к дисплею. Позже появился встроенный внутрь видеоадаптера вариант. Он синхронизирует работу видеокарты и дисплея без дополнительных устройств.
С новой технологией от AMD изображение выводится на монитор после прорисовки графическим редактором, частота обновлений лежит в диапазоне 9 — 240 Гц. После ее создания и опробации, появилась другая проблема: далеко не все модели дисплеев поддерживали такую частоту. Основная масса работала в диапазоне до 40 ГЦ. Но постепенно производители ПК вывели на рынок модели, обновлявшие изображение со скоростью 144, 240 кадров в секунду.
Основные отличия между G-Sync и FreeSync
Единственный конкурент ЭйЭмДи в области синхронизации изображения — компания nVidia, но от ее продукта FreeSync отличается:
- способностью сгладить обработку данных CPU на низких частотах;
- полноценным функционированием при частоте выше 40 Гц;
- возможностью бесплатного использования;
- разнообразием совместимых цветовых профилей, режимов дисплея;
- опцией коррекции работы при возрастании частоты смены кадра выше максимальных значений.
Синхронизация от AMD дает возможность полностью исключить «подвисания», появления артефактов, во время гейминга. Главное — выбрать монитор, поддерживающий высокую скорость обновления, установить совместимую видеокарту.
Подобрать дисплей, совместимый процессор, видеокарту, можно через официальный ресурс создателя программы.
Мониторы, видеокарты с технологией FreeScryn
Для корректной работы синхронизирующего бесплатного программного обеспечения, необходимо, чтобы методику поддерживал не только дисплей, но и видеокарта. На сегодняшний день экраны с опцией синхронизации выпускают практически все компании, специализирующиеся на производстве компьютерии. Рекорды побила Asus: первую серию, которая обладает технологией FreeScryn они представили пользователям еще в 2015 году. Под брендом Republic of Gamers (ROG) выпустили полный набор гаджетов: монитор, клавиатуру, мышь. Сегодня — это более четырехсот моделей разной стоимости, размера.
Чтобы облегчить жизнь пользователям, АйЭмДи приобрела компанию Radeon, специализировавшуюся на разработке, изготовлении графических процессоров, видеокарт. Сейчас под торговой маркой Radeon выпускают восемь серий видеокарт, поддерживающих синхронизацию (с 200 по 500, nano, duo и прочие).
Технология AMD FreeSync
FreeSync – это разработанная инженерами AMD технология адаптивной синхронизации кадров, выводимых на монитор. Ее активация позволяет исключить появление «разрывов» изображения на экране и ряда других артефактов.
Что такое FreeSync?
Разрывы кадров могут возникнуть на любом мониторе, даже оснащенном матрицей, поддерживающей частоту выше 60 Гц. Причиной подобного является несовпадение между ФПС, генерируемым видеокартой, и скоростью обновления матрицы дисплея. Для устранения проблемы раньше использовалась технология V-Sync, ограничивающая частоту кадров до той, на которой работал монитор (или половины от нее). Но работа этой технологии приводила к ряду проблем, например, матрице приходилось «ждать», пока видеокарта подготовит новый кадр, для заполнения этих «пробелов» монитор просто отображал предыдущий кадр несколько раз. В результате в тех местах, где были бы разрывы, при активации V-Sync появлялись заметные задержки изображения.
Технология AMD FreeSync позволила устранить недостатки V-Sync. Она обеспечивает поддержку динамического изменения частоты обновления, которая синхронизируется с количеством кадров, генерируемых видеокартой. В результате пользователь видит плавную картинку без разрывов или задержек.
В чем отличие FreeSync, FreeSync Premium и FreeSync Premium Pro
На данный момент на рынке представлены мониторы, поддерживающие три варианта технологии FreeSync. Отличия между ними следующие:
- «Обычный» FreeSync. Это первая версия технологии динамической синхронизации. Обеспечивает устранение «разрывов» картинки на мониторе без повышения задержек вывода изображения. Но работает в достаточно узком диапазоне частот (нижний предел находится на 48 Гц), если частота кадров снижается ниже этого уровня, FreeSync работать перестанет.
- FreeSync Premium. Это вторая, более продвинутая версия технологии FreeSync. Помимо устранения разрывов и снижения задержек изображения способна работать даже при низкой кадровой частоте. Достигается это путем удвоения. То есть, если видеокарта выдает 30 к/с, FreeSync обеспечит вывод на экран 60 к/с. Это дало возможность снизить нижний предел отключения работы FreeSync.
- FreeSync Premium Pro. В целом, по набору функций и характеристик эта версия FreeSync аналогична FreeSync Premium. Единственное отличие – поддержка вывода изображения стандарта HDR, чем не могут похвастаться другие версии FreeSync.
Нужно отметить, что версии FreeSync Premium и Premium Pro поддерживаются только мониторами с частотой обновления от 120 Гц и разрешением от 1080р.
Как это работает?
Как указывалось выше, принцип работы технологии прост. При ее активации частота обновления экрана синхронизируется с количеством кадров, которое генерирует видеокарта. Причем технология реализована на программном уровне, в отличие от Nvidia G-Sync не требует наличия в мониторе специального чипа, который существенно повышает его цену.
Продвинутые версии технологии FreeSync также обеспечивают возможность удвоения кадровой частоты, отображаемой на мониторе, что позволило резко снизить нижний предел диапазона работы FreeSync.
Существенно больше нюансов появилось с выходом FreeSync Premium Pro. Они связаны с выводом контента в режиме HDR. При активации технологии монитор начинает передавать данные о цветовом охвате матрицы и пиковой яркости минуя драйвер, что дает возможность непосредственно движку игры подбирать оптимальные настройки картинки, а также отображать на экране вдвое больше цветовых оттенков.
Эти существенные улучшения картинки при активации FreeSync Premium Pro усложнили работу технологии. Про-версию ФриСинк должен поддерживать не только монитор и компьютер, но и сама игра. Поэтому далеко не все даже самые новые игры обеспечивают использование расширившихся возможностей FreeSync по выводу HDR контента. Список совместимых игр вы всегда можете изучить на сайте AMD.
Как использовать FreeSync?
Для включения технологии FreeSync потребуются следующие условия:
- Совместимый монитор, поддерживающий одну из версий FreeSync.
- Совместимая видеокарта. FreeSync поддерживают все видеокарты AMD основанные на архитектуре GCN 2.0 (начиная с серии R 200) и более новые, в том числе и интегрированные в процессоры Ryzen. Также активация доступна и на видеокартах Nvidia, начиная с серии GTX 10хх и новее.
Нужно учитывать, что для активации FreeSync на видеокарте AMD, монитор к ней можно подключать через DispayPort или HDMI, если используется карта от Nvidia, то технологию получится активировать только при подключении через DisplayPort.
Еще один важный нюанс – достаточная производительность видеокарты в игре. Это особенно важно для мониторов с поддержкой только первой версии FreeSync. Если частота кадров, которую генерирует видеокарта опустится ниже допустимого предела – FreeSync автоматически отключится. Это ограничение связано с особенностями работы матрицы мониторов. Хотя сама технология поддерживает частоту синхронизации в диапазоне 9-240 Гц, на низких частотах возникают сложности с синхронизацией. Это привело к тому, что для первой версии FreeSync нижний порог составляет 48 к/с, для более продвинутых – 30 к/с.
Некоторые мониторы обеспечивают поддержку FreeSync и с более низкой кадровой частотой, но пока их количество невелико.
Читайте также:
Что такое AMD FreeSync?
Выбирая новый монитор, вы наверняка встретите множество незнакомых технических терминов. Чтобы вам было проще выбрать наиболее подходящий продукт и разобраться в его возможностях, мы поясним работу функции AMD FreeSync.
Что такое AMD FreeSync?
Технология AMD FreeSync для ЖК-дисплеев синхронизирует частоту обновления монитора (число обновлений изображения дисплея в секунду) с частотой кадров видеокарты (число прорисовки изображений видеокартой в секунду). Данная функция предназначена для видеокарт производства фирмы AMD. Владельцам видеокарт Nvidia больше подойдет монитор с функцией G-Sync.
Функция FreeSync обеспечивает динамическую частоту обновления, а именно изменение частоты обновления в зависимости от производительности вашего ПК, и поддерживает разъемы HDMI и DisplayPort. Она обеспечивает «общение» монитора с видеокартой, тем самым устраняя такие визуальные артефакты, как разрывы экрана, задержки и проблемы при воспроизведении видео.
Представьте, что вы просто смотрите на экран. Монитор постоянно обновляется, показывая по 60 новых изображений каждую секунду (то есть работает с частотой обновления 60 Гц). Все выглядит превосходно. Тут вы запускаете любимую игру, и видеокарта начинает передавать больше или меньше 60 кадров в секунду. Это создает трудности для монитора. Например, разрывы экрана происходят, когда видеокарта прорисовывает новый кадр и отправляет изображение на монитор до того, как он полностью показал предыдущее. Монитор пытается отобразить несколько кадров одновременно. В результате возникает искажение с горизонтальной линией на экране, так как верхняя и нижняя часть экрана показывают разные кадры, то есть они не синхронизированы.
Если видеокарта отправляет только 59 кадров в секунду, то монитор будет показывать последнее изображение дважды. Это создает небольшую задержку.
Уровень FreeSync
Технология FreeSync предназначена для устранения разрывов и задержки. Видеокарта постоянно отправляет именно то число изображений, которое способен обработать монитор. Все три уровня технологии FreeSync позволяют сделать игру намного более четкой и приятной. Основной уровень обеспечивает быстрое время отклика и устраняет разрывы и другие искажения экрана.
Уровень FreeSync Premium
Уровень FreeSync Premium используется в более высокопроизводительных мониторах, так как он работает с частотой обновления не ниже 120 Гц. В отличие от основного уровня FreeSync Premium также работает с более высоким разрешением — Full-HD.
Кроме того, функция Premium включает компенсацию низкой частоты кадров (LFC). Это означает, что если во время игры частота кадров упадет ниже минимальной поддерживаемой монитором частоты обновления, то кадры будут автоматически отображаться несколько раз для предотвращения задержек изображения.
Если вы ищите модель с функцией FreeSync Premium, то для вас идеально подойдет AOC 24G2AE/BK. Этот монитор работает с частотой обновления 144 Гц, оснащен IPS-панелью с разрешением 1920×1080 и временем отклика (MPRT) всего 1 мс. Такие характеристики обеспечивают плавно сменяемое, кристально чистое изображение с высоким разрешением и отсутствие визуальных артефактов в любой игре! Уровень Premium — отличный выбор для всех увлеченных игроков.
Уровень FreeSync Premium Pro
Уровень FreeSync Premium Pro открывает даже больше возможностей. Он включает в себя все преимущества уровня Premium и, более того, еще одно эксклюзивное улучшение: FreeSync Premium Pro работает в высоком динамическом диапазоне (HDR). Эта технология позволяет монитору отображать цвета с большей детализацией и контрастностью, что обеспечивает значительно более реалистичное изображение.
Одним из высококлассных мониторов уровня FreeSync Premium Pro является AOC AG273QZ. Он предлагает DisplayHDR™ 400, разрешение QHD, частоту обновления 240 Гц и время отклика 0,5 мс. Казуальным игрокам на ПК среднего уровня такой монитор может показаться избыточным. Однако профессиональные игроки или киноманы высоко оценят возможности AG273QZ, когда увидят по-настоящему высокое качество.
FreeSync
Быстрое время отклика
Нет разрывов изображения
FreeSync Premium
Быстрое время отклика
Нет разрывов изображения
Функция LFC
Не менее 120 Гц при минимальном разрешении FHD
FreeSync Premium Pro
Быстрое время отклика
Нет разрывов изображения
Функция LFC
Не менее 120 Гц при минимальном разрешении FHD
Аппаратная поддержка HDR
Широкая цветовая гамма
Высокая контрастность
Выбирая новый монитор следует учитывать как мощность вашей видеокарты, так и игры, в которые вы играйте. Каждый уровень FreeSync обеспечивает плавное, чистое изображение, делая игровой процесс безупречным. Уровень FreeSync Premium предоставляет больше возможностей, благодаря поддержке более высокого разрешения и частоты обновления экрана, а LFC отлично сохраняет плавность изображения. Уровень FreeSync Premium Pro включает в себя все преимущества предыдущих уровней, а также поддерживает HDR, создавая невероятно реалистичные изображения с максимально яркими цветами и контрастами. Незачем терпеть разрывы, задержки и артефакты — обеспечьте себе кристально чистое изображение!
Динамическое обновление частоты экрана
Перевод
Главной особенностью новых 10.5-дюймовых и 12.9-дюймовых планшетов iPad Pro стало динамическое обновление частоты экрана от 24 Гц до 120 Гц.
Что это за технология, зачем она нужна и как реализована в разных устройствах — рассказывает Даниэль Матте.
Примечание редакции
Прежде, чем переходить к статье Даниэля, стоит понять разницу между частотой обновления экрана и количеством смены кадров в секунду.
Допустим, вы работаете с устройством, которое отрисовывает интерфейс с частотой 60 кадров в секунду, и частота обновления его экрана равна 60 Гц. Это значит, что устройство опрашивает видеоускоритель каждую 1/60 секунды. Итого 60 раз в секунду. Это частота смены кадров (frames per second; fps).
Но у экрана тоже есть частота обновления. В зависимости от этого показателя, экран обновляет (или повторяет) каждый кадр N раз в секунду. Получается, если у нас есть 120 Гц экран, который отображает контент с частотой 30 к/с, то он отображает каждый кадр 4 раза в 1/30 секунды. Если это 120-герцовый экран, который отображает контент с частотой 60 к/с, то он обновляет каждый кадр с частотой 2 раза в 1/60 секунды.
Если экран не адаптируется к скорости обновления кадров, то возникают графические артефакты. Их называют 3:2 pulldown. Поэтому динамическая адаптация экрана под тип отображаемого контента в новых iPad Pro критически важна — иначе бы изображение «разрывалось» на части. Геймеры наверняка встречали этот эффект; это горизонтальная или вертикальная полоса (полосы), которая «режет» изображение на несколько рассинхронизированных частей.
Чтобы избежать такого эффекта, разрабочики игр внедрили вертикальную синхронизацию, но у неё есть недостаток: она фиксирует частоту смены кадров на 60 в секунду. Это недостаточное количество для нашего глаза. Поэтому производители мониторов, экранов и видеокарт разработали технологии типа Nvidia G-Sync, Radeon FreeSync, VESA Adaptive-Sync и Apple ProMotion.
Это адаптированный перевод статьи из личного блога Даниэля Матте TechSpecs.blog. Много технической информации, мало картинок.
Курсивом выделены пометки редакции.
Что такое динамическое обновление экрана
Одно из самых важных нововведений в дисплеях за последние несколько лет — адаптивное обновление изображения. Первой была компания Nvidia, которая разработала в 2013 году технологию G-Sync для компьютерных мониторов. Игровые мониторы, которые существовали на рынке, уже имели высокую частоту обновления экрана — однако Nvidia удалось существенно улучшить плавность отрисовки изображения. Исчезли застывания и пропали «разрывы» изображения, которые появляются при падении частоты кадров. Также это уменьшило запаздывание видеосигнала.
Посмотрите видеоролик, в котором видна разница при использовании данной технологии.
Вскоре на G-Sync отреагировала AMD и представила свою альтернативу — FreeSync. Затем отраслевая организация VESA добавила в спецификации стандарта DisplayPort 1.2a аналогичную технологию Adaptive-Sync. Изначально она была разработана в 2009 году для дисплеев с внутренней передачей видеосигнала — её используют мобильные устройства с интегрированными дисплеями в спецификациях стандарта eDP (Embedded DisplayPort).
Qualcomm тоже разработала свой вариант переменного обновления Q-Sync для контроллера дисплея в чипсете Snapdragon 835. Информации о новинке мало — похоже, компания запатентовала технологию, ведь для её внедрения требуется поддержка со стороны драйверов устройств и производителей «железа».
С выпуском экранов с переменным обновлением, (они могут самостоятельно обновлять и перерисовывать кадр по частям) появилась надежда на реализацию Adaptive-Sync для мобильных устройств.
Однако для внедрения технологии не было никаких причин, ведь отрисовка интерфейса мобильных ОС рассчитана на 60 кадров в секунду. Причина простая: преодоление планки в 60 Гц значительно увеличивает энергопотребление экрана, так как ускорение смены частоты кадров требует больше вычислительной мощи. Вдобавок, существует технологическая разница между IGZO-дисплеями (сделаны на основе оксида индия, галлия и цинка) и LTPS-матрицами (низкотемпературная поликремниевая технология) — первые в основном используются для крупных устройств, а вторые доминируют на рынке смартфонов и планшетов. Однако у транзисторов IGZO-дисплеев есть существенное преимущество: они быстрее переключаются. Поэтому такие экраны легче достигают высокой частоты обновления, нежели LTPS-матрицы.
Несмотря на то, что большая частота кадров потребляет больше энергии, переменное обновление экрана значительно снижает повышение расхода энергии. Apple заявляет, что MacBook Pro 2016 года поддерживают переменную частоту обновления экрана. Это не та же технология, которая используется в мониторах для ПК: устройства компании понижают частоту смены кадров до 30 в секунду, когда экран показывает неподвижное изображение, что значительно продлевает время работы.
Разница между ускорением смены кадров и адаптивной частотой обновления экрана
Последние несколько лет производители повышали яркость и расширяли цветовой охват мобильных дисплеев. Что делать дальше? Повышать частоту обновления экрана.
Частота обновления экрана в 90 Гц или 120 Гц требует повышения производительности всей системы. Android и iOS изначально «заточены» под 60 кадров в секунду — но ни одна из ОС не работает постоянно на этом уровне. Исключение составляют разве что приложения, которые требуют от устройства максимальной производительности.
Раньше все системные приложения iOS действительно работали с частотой 60 кадров в секунду, однако в iOS 7 появилось всеобъемлющее быстрое размытие по Гауссу, усложнилась структура интерфейса и возникли прочие факторы, которые привели к стабильному ухудшению производительности интерфейса. iPhone 5 был последним мобильным устройством, интерфейс которого действительно работал при постоянных 60 кадрах в секунду.
В случае, если Apple поставит цель выпустить устройство, которое будет работать при 120 кадрах в секунду, то практически нет шансов, что сторонние приложения смогут отрисовывать изображение со скоростью 8.3 миллисекунды (1/120 секунды). Поэтому компания пошла другим путем — через реализацию адаптивной частоты обновления экрана. Для достижения этой цели данную технологию и большую частоту обновления должен поддерживать контроллер экрана (будучи частью чипсета), драйвер дисплея и непосредственно сам экран.
Использование Adaptive-Sync для избежания падения частоты смены кадров — не настолько же хорошее решение, чем изначальное достижение высокой частоты смены кадров. К примеру, вывод картинки с частотой 55 кадров в секунду по-прежнему уступает 90 кадрам в секунду. Просто потому что пользователь видит меньшее количество кадров ежесекундно. Однако, Adaptive-Sync предоставляет те же преимущества, которые получили пользователи ПК — исчезают подтормаживания и уменьшается задержка вывода информации (а «разрыва» изображения в мобильных устройства нет).
Думаю, в теории Google может отказаться от тройной буферизации в Android, если технология Adaptive-Sync станет повсеместной на рынке мобильных устройств. Это снизит частоту кадров, но будет настоящей победой. Впрочем, сейчас нет оснований утверждать, что это когда-либо произойдет.
Подытоживая, есть надежда на появление планшетов и других устройств с поддержкой Adaptive-Sync. Это выдающаяся технология, которая сильно повлияет на отзывчивость ввода информации и на качество изображения в движении.