บทนำ
ความเฉลียวฉลาดของมนุษย์ทำงานในวิธีที่เหลือเชื่อแต่ลึกลับ เราสามารถจัดการให้ชายคนหนึ่งเหยียบดวงจันทร์ (1969) ได้ก่อนที่จะตระหนักว่าการเพิ่มล้อในกระเป๋าเดินทางเป็นความคิดที่ดี (สิทธิบัตรของ Sadow, 1970) ในรูปแบบที่คล้ายกัน (แม้ว่าอาจจะไม่น่าตื่นเต้นเท่า) กว่าทศวรรษหลังจากที่เปิดตัวจอ LCD สำหรับ PC เพื่อให้ผู้คนตระหนักว่าไม่มีเหตุผลใดที่พวกเขาจะดำเนินการโดยใช้อัตราการรีเฟรชคงที่ หน้าแรกนี้มีไว้เพื่อตอบว่าทำไมอัตราการรีเฟรชคงที่บน LCD ถึงเป็นเรื่องสำคัญ อันดับแรก เราต้องอธิบายว่าการส่งสัญญาณวิดีโอร่วมสมัยทำงานอย่างไร อย่าลังเลที่จะข้ามไปข้างหน้าหากคุณไม่สนใจประวัติพีซีสักหน่อย
ย้อนกลับไปในยุค 80 หลอดรังสีแคโทด (CRT) ที่ใช้ในทีวีจำเป็นต้องมีอัตราการรีเฟรชคงที่ เนื่องจากทางกายภาพต้องย้ายปืนอิเล็กตรอนทีละพิกเซล จากนั้นทีละบรรทัด และเมื่อถึงจุดสิ้นสุดของหน้าจอแล้ว วางปืนไว้ที่จุดเริ่มต้น การเปลี่ยนแปลงอัตราการรีเฟรชในทันทีนั้นไม่สามารถทำได้ อย่างดีที่สุด มาตรฐานเทคโนโลยีที่สนับสนุนทั้งหมดที่เกิดขึ้นในยุค 80, 90 และต้นยุค 00 ล้วนแล้วแต่เป็นสิ่งที่จำเป็น
บันทึก:
สำหรับการอ้างอิง Maxwell-class Nvidia GTX 980s ใหม่รองรับนาฬิกาพิกเซลสูงถึง 1045MHz (เพื่อไม่ให้สับสนกับความถี่คอร์หรือหน่วยความจำ) ทำให้มีความละเอียดสูงสุดตามทฤษฎีหรือรีเฟรชสำหรับแต่ละตัวเชื่อมต่อ 5120×3200 ที่ 60Hz เราไม่สามารถยืนยันนาฬิกาพิกเซลสูงสุดของ Fury X ของ AMD ได้ แต่เราคาดว่าจะมีความคล้ายคลึงกัน และในทั้งสองกรณี มีแนวโน้มมากกว่าที่คุณจะต้องใช้เวลาอีกหลายปี
มาตรฐานที่โดดเด่นที่สุดที่เกี่ยวข้องกับการควบคุมการส่งสัญญาณจากหน่วยประมวลผลกราฟิก (GPU) ไปยังจอแสดงผลคือ Coordinated Video Timings (“CVT” ของ VESA และลูกพี่ลูกน้อง “Reduced Blanking”, “CVT-R” และ “CVT-R2”) ซึ่ง ในปี 2545-2546 ได้เปลี่ยน Generalized Timing Formula แบบแอนะล็อกซึ่งเป็นมาตรฐานตั้งแต่ปี 2542 CVT กลายเป็นมาตรฐานการส่งสัญญาณโดยพฤตินัยสำหรับทั้งอินเทอร์เฟซ DVI รุ่นเก่าและอินเทอร์เฟซ DisplayPort ที่ใหม่กว่า
เช่นเดียวกับรุ่นก่อน สูตรกำหนดเวลาทั่วไป (“GTF”) CVT ทำงานบนพื้นฐาน “นาฬิกาพิกเซล” คงที่ สัญญาณประกอบด้วยช่วงช่องว่างในแนวนอนและช่วงช่องว่างในแนวตั้ง และความถี่แนวนอนและความถี่แนวตั้ง นาฬิกาพิกเซลเอง (ซึ่งร่วมกับปัจจัยอื่นๆ เป็นตัวกำหนดแบนด์วิดท์ของอินเทอร์เฟซ) จะได้รับการเจรจาเพียงครั้งเดียวและไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างง่ายดายในทันที สามารถเปลี่ยนได้ แม้ว่าโดยทั่วไปจะทำให้ GPU และจอแสดงผลไม่ตรงกัน ลองนึกถึงเมื่อคุณเปลี่ยนความละเอียดของจอภาพในระบบปฏิบัติการ หรือหากคุณเคยลองใช้ “ตัวโอเวอร์ล็อกนาฬิกาพิกเซล” ของ EVGA
ในกรณีของ DisplayPort แอตทริบิวต์สตรีมวิดีโอ (ร่วมกับข้อมูลอื่นๆ ที่ใช้สร้างนาฬิการะหว่าง GPU และจอแสดงผลใหม่) จะถูกส่งไปที่เรียกว่า “แอตทริบิวต์สตรีมหลัก” ทุก VBlank นั่นคือ ในแต่ละช่วงเวลาระหว่างเฟรม .
แอลซีดีถูกสร้างขึ้นรอบ ๆ ระบบนิเวศของเทคโนโลยีนี้ และด้วยเหตุนี้จึงนำแนวทางที่เกี่ยวข้องมากมายมาใช้: อัตราการรีเฟรชคงที่ พิกเซลต่อพิกเซลและการรีเฟรชหน้าจอทีละบรรทัด นอกจากนี้ เพื่อความเรียบง่าย ในอดีต LCD มีไฟแบ็คไลท์คงที่เพื่อควบคุมความสว่าง
อัตราการรีเฟรชคงที่ให้ประโยชน์อื่น ๆ สำหรับ LCD ที่เพิ่งเริ่มใช้ประโยชน์ได้ไม่นาน เนื่องจากทราบระยะเวลาระหว่างแต่ละเฟรมล่วงหน้า เทคนิคที่เรียกว่าโอเวอร์ไดรฟ์จึงสามารถใช้งานได้ง่าย ซึ่งจะช่วยลดเวลาตอบสนองที่มีประสิทธิภาพของการแสดงผล (ลดภาพซ้อน) นอกจากนี้ ไฟแบ็คไลท์ LCD สามารถแฟลชได้แทนที่จะตั้งค่าเป็นเปิดตลอดเวลา ส่งผลให้การคงอยู่ของพิกเซลลดลงที่ระดับความสว่างที่ตั้งไว้ เทคโนโลยีทั้งสองเป็นที่รู้จักโดยข้อกำหนดเฉพาะของผู้จำหน่ายต่างๆ แต่ “การโอเวอร์ไดรฟ์การเปลี่ยนพิกเซล” และ “ไฟส่องหลังจอ LCD” ถือเป็นเวอร์ชันทั่วไปได้
เหตุใดอัตราการรีเฟรชการแสดงผลแบบคงที่จึงเป็นปัญหา
GPUs เรนเดอร์เฟรมโดยเนื้อแท้ในอัตราตัวแปร ในอดีต LCD ได้แสดงเฟรมที่อัตราคงที่ ดังนั้น จนกระทั่งเมื่อเร็วๆ นี้ มีเพียงสองตัวเลือกเท่านั้นที่มีให้สำหรับนักเล่นเกมพีซีที่ผิดหวัง:
ซิงค์อัตรา GPU กับอัตรา LCD และทำซ้ำเฟรมเมื่อจำเป็น ซึ่งเรียกว่า “เปิด v-sync” ซึ่งส่งผลให้เกิดการกระตุกและกระตุก
อย่าซิงค์อัตรา GPU กับอัตรา LCD และส่งเฟรมที่อัปเดตในช่วงรีเฟรชกลาง ซึ่งเรียกว่า “ปิดการซิงค์ v” ซึ่งส่งผลให้หน้าจอฉีกขาด
หากไม่มี G-Sync หรือ FreeSync ก็ไม่มีทางแก้ปัญหาการแลกเปลี่ยนข้างต้นได้ และนักเล่นเกมจะต้องเลือกระหว่างสองสิ่งนี้
