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FreeSync:AMD 的可变刷新率方法

    介绍

    人类的聪明才智以令人难以置信但神秘的方式发挥作用。我们不知何故设法将一个人送上了月球(1969 年),然后才意识到在行李箱上添加轮子是个好主意(Sadow 的专利,1970 年)。以类似的方式(虽然可能没有那么壮观),在 PC LCD 显示器推出后的十多年里,人们才意识到他们确实没有理由使用固定的刷新率进行操作。第一页致力于回答为什么 LCD 上的固定刷新率甚至是一回事。首先,我们需要解释当代视频信号是如何工作的。如果您对 PC 历史不感兴趣,请随意跳过。

    早在 80 年代,电视中使用的阴极射线管 (CRT) 需要固定的刷新率,因为它们物理上必须逐个像素地移动电子枪,然后逐行移动,一旦它们到达屏幕的末端,重新把枪放在开头。动态改变刷新率充其量是不切实际的。80 年代、90 年代和 00 年代初期出现的所有支持技术标准都围绕着这种必要性。

    笔记:

    作为参考,新的 Maxwell 级 Nvidia GTX 980 支持高达 1045MHz 的像素时钟(不要与核心或内存频率混淆),允许在 60Hz 时为每个 5120×3200 连接器提供理论上的最大分辨率或刷新。我们无法确认 AMD 的 Fury X 的最大像素时钟,但我们预计它会相似,并且在这两种情况下,它可能会超过你未来几年的需要。

    涉及控制从图形处理单元 (GPU) 到显示器的信号的最显着标准是 VESA 的协调视频时序(“CVT”以及它的“减少消隐”表亲“CVT-R”和“CVT-R2”),它, 在 2002-2003 年取代了自 1999 年以来一直是标准的面向模拟的通用时序公式。CVT 成为旧 DVI 和新 DisplayPort 接口的事实上的信号标准。

    与其前身通用时序公式(“GTF”)一样,CVT 在固定的“像素时钟”基础上运行。该信号包括水平消隐和垂直消隐间隔,以及水平频率和垂直频率。像素时钟本身(与其他一些因素一起决定接口带宽)只需协商一次,并且不能轻易地在运行中改变。它可以更改,但这通常会使 GPU 和显示器不同步。想想你什么时候在你的操作系统中改变你的显示器的分辨率,或者你是否曾经尝试过 EVGA 的“像素时钟锁屏器”。

    现在,在 DisplayPort 的情况下,视频流属性(连同用于在 GPU 和显示器之间重新生成时钟的其他信息一起)作为所谓的“主流属性”发送每个 VBlank,即在每个帧之间的间隔期间.

    LCD 是围绕这个技术生态系统构建的,因此自然而然地采用了许多相关的方法:屏幕的固定刷新率、逐像素和逐行刷新(而不是单遍全局刷新)等等。此外,为简单起见,LCD 历来有一个固定的背光来控制亮度。

    固定刷新率为最近才开始被利用的 LCD 提供了其他好处。因为每帧之间的时序是预先知道的,所以可以很容易地实现所谓的过驱动技术,从而减少显示器的有效响应时间(最大限度地减少重影)。此外,LCD 背光可以频闪而不是设置为常亮,从而在设定的亮度水平下降低像素持久性。这两种技术都被各种供应商特定的术语所熟知,但“像素转换过驱动”和“LCD 背光频闪”可以被认为是通用版本。

    为什么固定显示刷新率是一个问题?

    GPU 固有地以可变速率渲染帧。从历史上看,LCD 以固定速率渲染帧。因此,直到最近,沮丧的 PC 游戏玩家只有两种选择:

    将 GPU 速率与 LCD 速率同步,并在必要时复制帧——所谓的“打开垂直同步”,这会导致卡顿和滞后。
    不要将 GPU 速率与 LCD 速率同步,并在刷新过程中发送更新的帧——即所谓的“关闭垂直同步”,这会导致屏幕撕裂。

    如果没有 G-Sync 或 FreeSync,就无法解决上述权衡问题,游戏玩家被迫在两者之间做出选择。

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