Gsync là gì ?
Gsync là gì ? Vì sao lại cần công nghệ này và chúng hoạt động ra sao ?
Hiện nay, AMD và Nvidia đều đưa ra công nghệ giúp hình ảnh hiển thị trên màn hình đẹp và mượt hơn. Chúng ta có thể kể đến là Freesync của AMD và Gsync của Nvidia. Trong bài viết này, Laptop88 sẽ cùng các bạn đi tìm hiểu Gsync là gì ? và tầm ảnh huởng của nó đến game thủ như thế nào ?
Thực tế, mỗi màn hình hiện này đều chạy ở một tần số quét [còn gọi là tần số làm tươi, refresh rate] cố định, cụ thể là 60Hz. Tuy nhiên, tấm panel màn hình LCD không cần đến tần số quét cố định thì mới hoạt động được. Đơn giản vì chuẩn này kế thừa từ thời những chiếc TV dùng ống đèn chân không [tube] và màn hình CRT.
Đối với game thủ, tần số quét cố định là một vấn đề vì tấm panel cập nhật hình ảnh ở những khoảng thời gian cố định [interval], còn bộ xử lí đồ họa [GPU] lại có thời gian dựng khung hình rất khác nhau, có lúc lâu, lúc mau tuỳ theo chất lượng hình ảnh. Kết quả là hình ảnh cho mỗi khung hình phải thay đổi liên tục. Nếu một khung hình có tần số quét trung bình thì bạn sẽ thấy hình ảnh bị răng cưa, đó là hậu quả của màn hình hiển thị một phần của khung hình cũ và một phần của khung hình mới. Răng cưa là ví dụ rõ ràng nhất khi gặp những khung hình chuyển động nhanh, và điều này khiến game thủ khó chịu.
Xé hình [tearing]
Xé hình là hiện tượng xảy ra khi một khung hình được vẽ xong và xuất ra lệch với thời điểm màn hình làm tươi hình ảnh. Kết quả: Trên màn hình hiển thị một khung hình lỗi, là sự trộn của 2 hoặc 3 khung hình khác nhau [thậm chí nhiều hơn] như hình minh họa dưới đây:
Hiện tượng xé hình có thể xảy ra dù FPS cao hay thấp. Vì thời gian tồn tại của khung hình lỗi chỉ rơi vào khoảng 16 ms [đối với màn 60 Hz] nên game thủ không thể nhìn rõ điều gì vừa xảy ra, chỉ biết hình ảnh giật giật một cách khó hiểu cho dù FPS có đang cao chăng nữa. Để hiểu rõ hơn xé hình xảy ra như thế nào, các bạn hãy nhìn vào hình dưới:
Vsync [vertical sync] giải quyết được vấn đề này bằng cách đồng bộ GPU với tần số quét của màn hình, ép màn hình phải chờ cho tới khi bắt đầu chu trình làm tươi kế tiếp, mà thuật ngữ kỹ thuật gọi là khoảng VBLANK [vertical blanking]. Vsync đảm bảo chỉ hiển thị khung hình trọn vẹn, loại bỏ tình trạng răng cưa.
Tuy vậy, Vsync lại gây ra vấn đề khác. Nếu GPU mất thời gian quá lâu để dựng 1 khung hình thì GPU lại bỏ lỡ chu trình làm tươi, nên màn hình đơn giản chỉ việc lặp lại khung hình cũ, kết quả là hình ảnh bị giật và trễ. Thậm chí nếu GPU dựng hình đủ nhanh thì Vsync vẫn gặp vấn đề lag đầu vào, vì nó sẽ giữ khung hình lại cho đến khi hết chu trình làm tươi, nghĩa là bạn sẽ không thể xem được những thông tin mới nhất sớm nhất được.
Những panel có tần số quét cao hơn [như ở 144Hz] giúp giải quyết vấn đề này, vì thời gian chờ càng ngắn giữa các chu trình quét hình có nghĩa là mắt chúng ta khó nhận diện răng cưa, lag đầu vào và giật hình hơn. Tuy nhiên, máy tính cần chạy được ở tỉ lệ khung hình rất cao để tận dụng hết được ích lợi của màn hình có tần số quét cao như vậy. Nhưng điều đáng nói là chúng ta chỉ mới hạn chế được vấn đề, chứ không giải quyết trọn vẹn được vấn đề hình ảnh trên.
May mắn là công nghệ VRR [variable refresh rate], như G-Sync, trực tiếp giải quyết những lỗi về tần số quét cố định, bằng cách cho GPU trở thành nguồn xử lý chính, GPU đồng bộ và đưa ra tỉ lệ quét khác nhau để hợp với tỉ lệ dựng hình.
Nvidia bắt đầu nghiên cứu phát triển một công nghệ đồng bộ hình ảnh mang tên G-Sync, nhằm khắc phục nhược điểm của V-Sync. Giải pháp họ đưa ra là đưa thêm 1 module vào trong màn hình. Module này là cầu nối giữa GPU và màn hình.
G-Sync: Không xé hình, không lag, không trễ
G-Sync hoạt động thế nào?
- G-Sync dùng một module do NVIDIA phát triển, thay thế bộ chia tỉ lệ [scaler] của màn hình, mặc dù G-Sync không có phần cứng chia tỉ lệ thực sự, mà chuyển nhiệm vụ này cho GPU. Kết quả là màn hình G-Sync thường chỉ có 1 ngõ nhập Display Port 1.2 mà không có âm thanh và giảm những tính năng xử lý màu sắc. Những ngõ nhập và tính năng khác có thể bổ sung nhưng phải sử dụng một bộ scaler phụ [điều này tăng thêm chi phí sản xuất màn hình].
- G-Sync thay thế VBLANK của panel màn hình. Nếu một khung hình dựng lâu hơn thời gian dự kiến thì chu trình làm tươi được nới ra lâu hơn, đủ cho đến khi khung hình mới được dựng xong. Ngược lại, nếu khung hình được dựng nhanh hơn thì G-Sync sẽ rút ngắn lại khoảng thời gian làm tươi. Kết quả là không còn khung hình bị răng cưa nữa, không còn hiện khung hình cũ lặp lại và tín hiệu đầu vào do người dùng nhập sẽ được chuyển dịch trực tiếp trên màn hình ngay lập tức.
- Dĩ nhiên, G-Sync vẫn còn gặp vài hạn chế do đặc tính của panel. Mọi màn hình đều có tần số làm tươi tối đa, và nếu hệ thống dựng hình nhanh hơn tần số này thì G-Sync sẽ chuyển sang hoạt động như Vsync thông thường nên bạn vẫn tránh được tình trạng răng cưa.
- Điều thú vị nằm ở giới hạn tối thiểu của tần số làm tươi. Panel LCD buộc phải có số lần làm tươi tối thiểu mỗi giây để chống hiện tượng giật, nhấp nháy màn hình, cụ thể là vào khoảng 30Hz, và VBLANK hoàn toàn không thể kéo dài khoảng làm tươi đến được mức này. Tuy vậy, nếu tần số khung hình rớt xuống dưới 30 khung hình/giây [fps] thì G-Sync vẫn giữ cho màn hình hiển thị mượt.
- Một module G-Sync có bộ nhớ DDR3 768MB, nghĩa là công nghệ này sử dụng bộ nhớ nhằm duy trì được vài khung hình cũ để ước tính được khoảng thời gian cần thiết cho dựng khung hình tiếp theo. Nếu khoảng thời gian này vượt quá thời lượng tối đa làm tươi cho phép của panel thì G-Sync sẽ chuyển sang tần số làm tươi khác lâu hơn, khớp với tần số dựng hình mới. Ví dụ, ở 28fps, G-Sync có thể chuyển sang 56Hz. Tình huống này sẽ khiến khung hình cũ được đệm, đưa lại lên màn hình trong thời gian rất ngắn trước khi khung hình mới dựng xong, rất khó nhận biết.
- Và khi G-Sync thay thế bộ scaler của panel thì nó cũng xử lý luôn hiện tượng bóng ma thường gặp khi hệ thống sử dụng bộ nhớ chính [không phải bộ nhớ đồ hoạ] để dựng hình. Trong G-Sync có tính năng Variable Overdrive, là module "tiền xử lý" khi một khung hình được dự đoán là sẽ tới sớm hơn, ngược lại với hiện tượng lag, khung hình xử lý chậm. Module này cũng có thể chỉnh cho hợp với từng loại panel.
Nhiều phần cứng NVIDIA hỗ trợ G-Sync, mọi GPU từ dòng GTX 650 Ti trở lên đều hỗ trợ công nghệ này, trong đó có cả cấu hình SLI. Chú ý là card nhân Kepler và Maxwell [thế hệ đầu tiên] có độ trễ nhiều hơn 1 chút khi sử dụng G-Sync [1-3%] chúng phải làm thêm thao tác chèn module Variable Overdrive sau khi dựng một khung hình để xem liệu màn hình có kịp hiển thị hay chưa. Đến thế hệ Maxwell thứ 2 [dòng GTX 900 series], độ trễ này đã được loại bỏ và đến dòng card thế hệ GTX 10 Series gần như là tuyệt đối trong thời gian đáp ưng.
Điều này có nghĩa là các màn hình hỗ trợ G-Sync có tần số làm tươi động, không cứng nhắc làm tươi định kỳ mỗi 16 ms mộtt lần nữa [đối với màn 60 Hz], mà nó chỉ làm tươi mỗi khi có khung hình mới được vẽ xong. Nhờ đó G-Sync vẫn khắc phục hiện tượng xé hình nhưng không xuất hiện lag trễ như V-Sync, hình ảnh mượt mà tuyệt đối.
Hai điều kiện bắt buộc để sử dụng G-Sync là phải sử dụng card đồ họa Nvidia và màn hình phải hỗ trợ tính năng này [có module G-Sync bên trong].
Hiệu quả thực sự
- G-Sync On: Hình ảnh hết sức mượt mà.
- V-Sync On: Nếu chưa được trải nghiệm G-Sync, game thủ sẽ cho rằng hình ảnh V-Sync mang lại đã là chuẩn mực. Tuy nhiên khi so sánh trực tiếp với G-Sync mới thấy V-Sync vẫn còn giật rất nhiều.
- V-Sync Off: Kém hơn cả V-Sync On.
G-Sync đã có mặt trên laptop và có thêm tính năng Windowed Mode
Những gì tôi vừa trình bày trên đây đã được Nvidia giới thiệu từ lâu, còn G-Sync cho laptop và Windowed Mode G-Sync mới là thứ họ mang đến Computex.
G-Sync đã hỗ trợ laptop, tất nhiên vẫn với 2 điều kiện: Phải sử dụng card đồ họa Nvidia và laptop phải trang bị module G-Sync. Thế nhưng không giống như máy tính để bàn, để có thể triệt tiêu hoàn toàn xé hình và giật trễ, người dùng laptop sẽ phải đánh đổi 1 thứ rất quan trọng: Thời lượng pin!
Lý do: G-Sync không thể chơi chung với Optimus - tính năng chuyển đổi qua lại giữa card rời [khi chơi game] và card onboard [khi không chơi game]. Cách thức hoạt động của công nghệ Optimus như sau:
- Khi chơi game: Card rời vẽ hình ảnh, đưa cho card onboard xuất ra màn hình.
- Khi không chơi game: Card rời tắt để tiết kiệm pin, card onboard vẽ hình ảnh rồi xuất ra màn hình.
Trong khi đó đối với G-Sync, card rời luôn phải bật để kết nối và thông báo với module G-Sync, tốn pin kể cả khi không chơi game.
Đây là điều người dùng cần cân nhắc khi lựa chọn các mẫu Gaming laptop hỗ trợ G-Sync. Phía nhà sản xuất cũng phải suy nghĩ thật kỹ, không thể trang bị bừa phứa vì vừa thêm chi phí sản xuất [cho module G-Sync] vừa giảm thời lượng pin.
Trên đây là một số kiến thức về Gsync để các bạn hiểu hơn về Gsync là gì ? và nó quan trọng như thế nào đối với Game thủ. Rất mong những điều Laptop 88 vằu chia sẻ sẽ có ích cho các bạn
Thân ái chào tạm biệt và hẹn gặp lại vào số tiếp theo về AMD Freesync !