|
Развенчиваем мифы о производительности видеокарт | Пересмотр сложившихся мифов
- Рассмотрели интерфейс PCI Express и узнали, сколько линий PCIe необходимо, чтобы получить максимальную производительность на современных видеокартах.
- Объяснили, почему архитектура Nvidia Maxwell показывает хорошие результаты при невысокой пропускной способности памяти, экспериментируя с малоизвестной функцией API, которая измеряет пропускную способность видеопамяти и использование шины PCIe.
В сегодняшней статье мы:
- Ответим на вопросы связанные с выводом изображения и коснёмся вопросов выбора размера дисплея, использования HDTV и различных технологий сглаживания.
- Рассмотрим различные технологии подключения дисплея: DVI, HDMI и DisplayPort, а также особенности каждого стандарта.
- Коснёмся вопросов управления эффективностью и соотношения стоимости и производительности железа.
- Подведём итог того, что уже знаем, и попытаемся представить, что нас ждёт в будущем.
Развенчиваем мифы о производительности видеокарт | HDTV, Размер дисплея и сглаживание
HDTV против дисплеев для ПК
Миф: HDTV с частотой обновления 120/240/480 Гц лучше подходит для игр, чем ПК-дисплей на 60 Гц
Кроме 4K-дисплеев почти все телевизоры высокой чёткости ограничены максимальным разрешением 1920x1080 точек. ПК-дисплеи имеют разрешение до 3840x2160 точек.
На сегодняшний день дисплеи для ПК могут принимать сигнал частотой до 144 Гц, а телевизоры ограничены 60 Гц. Не позволяйте маркетологам вас запутать частотами 120, 240 или 480 Гц. Эти телевизоры по-прежнему ограничиваются входным сигналом 60 Гц, а более высокие частоты обновления экрана достигаются посредством интерполяции кадров. Как правило, эта технология даёт дополнительную задержку. Для обычного телевизионного контента она не важна. Но мы уже доказывали, что в играх это существенно.
По сравнению со стандартами для мониторов на ПК, задержка ввода у HDTV может быть огромной (50, иногда даже 75 мс). Если суммировать задержку других компонентов системы, то она определённо будет заметна. Если вы всё же играете на HDTV, убедитесь, что "игровой режим" включён. Кроме того, лучше не отключать параметр 120 Гц, иначе игра будет выглядеть хуже. Нельзя сказать, что все телевизоры совершенно не подходят для игр. Существуют модели, которые хорошо работают при подключении к ПК. Но в целом, компьютерный монитор лучше оправдает затраты. С другой стороны, если ваша основная цель – это просмотр ТВ и фильмов, а в комнате нет места для двух дисплеев, то лучше использовать HDTV.
Больше – не всегда лучше
Миф: чем больше дисплей, тем лучше.
Размер дисплея принято определять размером его диагонали в дюймах: 24, 27, 30 дюймов и так далее.
Хотя эти размеры прекрасно подходят для обозначения размера обычных телевизоров и современных телевизоров высокой чёткости, принимающих сигнал на его разрешении, с мониторами для ПК ситуация несколько иная.
Основной спецификацией ПК дисплея, кроме размера, является его разрешение, которое определяется как число пикселей по горизонтали и по вертикали. HD – это 1920x1080 пикселей. Самое высокое разрешение дисплея, доступного в продаже, составляет 3840x2160 – это Ultra HD и оно в четыре раза больше HD. На изображении выше для сравнения показаны два снимка экрана рядом. Обратите внимание на надпись "Level UP" на левой стороне. Это одна из многих мелких ошибок интерфейса, которые придётся терпеть на ранних этапах развития 4К-решений, если вы решите пойти по этому пути.
Разрешение монитора по отношению к видимой области по диагонали определяется плотностью пикселей. С появлением мобильных устройств с экранами Retina, стандартный показатель пикселей на дюйм ("PPI") часто заменяется на "пиксели на градус". Это более общая мера, которая принимает во внимание не только плотность пикселей, но также расстояние просмотра. Однако при обсуждении мониторов для ПК, где расстояние, на котором удобно осуществлять просмотр, является стандартным, мы можем использовать пиксели на дюйм.
Стив Джобс говорил, что 300ppi является своего рода магическим числом для устройств, которые находятся на расстоянии 25-30 см от глаз, и о том, насколько он был прав, было много споров. Тем не менее, он не отказался от своих слов, и сегодня это является общепринятым стандартом для дисплеев с высоким разрешением.
Как видите, ПК-дисплеям до сих пор есть куда расти относительно плотности пикселей. Но если вы можете купить меньший дисплей с более высоким разрешением, при прочих равных условиях, лучше так и сделать. Большие диагонали пригодятся в случаях, когда вы работаете с дисплеем на большем расстоянии, чем обычно.
Преимущества и недостатки высоких разрешений
Чем выше разрешение, тем больше пикселей на экране. Хотя большее число пикселей, как правило, даёт более чёткое изображение, нагрузка на GPU возрастает. Поэтому часто при обновлении дисплея, приходится обновлять и графический адаптер, поскольку панели высокого разрешения, как правило, требуют наличия более мощного GPU, чтобы сохранить одинаковый уровень частоты кадров.
С другой стороны, более высокое разрешение снижает потребность в сглаживании (высокая нагрузка GPU). Эффект, называемый "алиасинг", всё равно возникает и проявляется в виде "мерцания" в динамичных сценах, но он не так заметен как при более низких разрешениях. Это хорошо, поскольку нагрузка от сглаживания увеличивается пропорционально разрешению.
Тема сглаживания заслуживает отдельного обсуждения.
Не все алгоритмы сглаживания создаются одинаково
Миф: FXAA/MLAA лучше, чем MSAA или CSAA/EQAA/TXAA/CFAA. А что вообще значат эти аббревиатуры?
Миф: FXAA/MLAA и MSAA являются альтернативой друг другу
Тема сглаживания довольно запутана и часто вводит потребителей в заблуждение, и вполне обоснованно. Трудно ориентироваться в огромном количестве технологий и сокращений (которые ещё и похожи друг на друга), которые зачастую используются чисто в маркетинговых целях. Кроме того, такие игры как Rome II и BioShock: Infinite, не дают ясно понять, какой тип сглаживания они используют, оставляя вас в догадках. Мы постараемся помочь разобраться.
На самом деле есть два основных метода сглаживания: мульти-выборка (multi-sampling ) и пост-обработка. Оба метода направлены на решение одной и той же проблемы качества изображения, но работают они по-разному и имеют различные недостатки. Существует ещё одна категория экспериментальных подходов к сглаживанию, которые пока редко воплощаются в коммерческих играх.
Иногда вы будете сталкиваться с методами, которые потеряли актуальность или даже не смогли стать популярными среди разработчиков. В первую очередь, это SSAA – вычислительные нагрузки на GPU при использовании данного типа сглаживания были непомерно высоки, и эта технология пока сохранилась только в настройке "ubersampling" в игре The Witcher 2). А, например, Nvidia SLI AA так и не смогла набрать популярность. Кроме того, некоторые методы призваны бороться с прозрачными текстурами в настройках MSAA. Это не отдельные технологии сглаживания, а адаптации MSAA. Сегодня мы не будем обсуждать их особенно подробно.
Приведённая ниже таблица кратко описывает различия между двумя основными методами. Классы A / B не являются стандартами, просто мы попытаемся упростить классификацию.
Общие/Сторонние технологии | Решения AMD | Решения Nvidia | |
Класс A+, Экспериментальные: гибридная мультивыборка, постобработка и техники временной фильтрации | SMAA, CMAA - обычно разнообразные варианты MLAA | нет | TXAA (частично) |
Класс A, Премиальные: техники на основе рендеринга (мультивыборка) | MSAA - сглаживание мультивыборкой | CFAA, EQAA | CSAA, QSAA |
Класс B, Бюджетный: техники постобработки | PPAA - сглаживание при постобработке на основе изображения | MLAA | FXAA |
Преимущество методов MSAA, особенно с высоким количеством образцов (сэмплов), заключается в том, что они, возможно, лучше сохраняют уровень резкости. MLAA / FXAA, например, делают изображение более "мягким" или немного "размытым". Однако повышение качества MSAA тратит ресурсы видеопамяти и снижает скорость прорисовки экрана, поскольку приходится визуализировать больше пикселей. В зависимости от конфигурации, встроенной памяти может быть просто недостаточно, или влияние MSAA на производительность может быть слишком существенным. Поэтому мы относим MSAA к премиальному классу А.
Проще говоря, методы мульти-выборки класса А обрабатывают дополнительные пиксели (больше нативного разрешения дисплея). Количество дополнительных сэмплов, как правило, выражается в виде коэффициента. Например, вы часто можете видеть значение "4x MSAA".Чем выше коэффициент, тем выше качество, но также и сильнее влияние на работу видеопамяти и частоту кадров.
Класс A+: сочетание сглаживания класса A и B?
Большинство людей склонно считать, что MSAA и FXAA / MLAA являются альтернативой друг другу. В действительности, их можно включить одновременно, поскольку один метод основан на рендеринге, а другой – на постобработке. Однако целесообразность их совместной работы весьма спорна, поскольку в данном случае есть свои плюсы и минусы (например, резкость становится ниже, чем при использовании только MSAA, но со сглаживанием прозрачных текстур, которое MSAA не поддерживает). Существуют попытки более эффективного объединения двух методов при реализации временного фильтра, хотя такие подходы пока ещё не стали популярными. Самым ярким примером является SMAA, а самым новым - Intel CMAA (смотрите ссылку в статье). Эти методы мы классифицировали как "А+". Они значительно варьируются по качеству/цене, но при более высоких настройках могут быть ещё более требовательными к вычислительным ресурсам и видеопамяти, чем MSAA.
К классу B относятся бюджетные (с точки зрения использования ресурсов) методы. Они применяются после того, как сцена была визуализирована в растровом формате. Они почти не используют память (см точные данные по этому вопросу
Как видите, и AMD, и Nvidia реализуют MSAA и FXAA / MLAA собственными способами. Хотя качество изображения может немного отличаться, основные классы, по сути, остаются. Просто имейте в виду, что MLAA от AMD требует больше ресурсов, но обеспечивает чуть более высокое качество по сравнению с FXAA от Nvidia. MLAA также использует немного больше видеопамяти (см наши данные по Rome II в первой части статьи), в то время как FXAA не требует дополнительной видеопамяти.
Мы считаем, что включение MSAA при 4К – это уже излишество. Вместо красивой картинки мы бы предпочли более высокую скорость частоты кадров, которая, в разрешении 3840x2160 точек, может быть очень низкой. Кроме того, в формате 4К достаточно хорошо работают FXAA и MLAA. Дело в том, что при низких разрешениях сглаживание MSAA почти необходимо, чтобы получить оптимальную чёткость, однако его значение становится более спорным при повышении пиксельной плотности.
У нас есть
Выбор между высокой частотой обновления при низкой задержке или более высокой точностью цветопередачи при широких углах обзора
Большие панели, как правило, основаны на двух технологиях: сверхскрученные жидкие кристаллы (TN), имеющие большую скорость, но более низкую точность цветопередачи и ограниченные углы обзора, и планарная коммутация (IPS), которая реагирует медленнее, но улучшает цветопередачу и расширяет углы обзора.
Геймерам мы часто рекомендуем покупать быстрые TN-панели, в идеале с частотой обновления 120/144 Гц и временем отклика G2G 1-2мс. Игры на геймерских дисплеях с более высокой частотой обновления идут более плавно. Они характеризуются меньшей задержкой ввода и часто имеют дополнительные функции. Одной из таких функций является G-Sync, которая предлагает компромиссное решение между включением/отключением V-Sync. Мы надеемся, что в 2015 году эта технология будет использоваться более широко. Подробную информацию о ней можно найти в нашем
К сожалению 4K-панелей (2160p), способных поддерживать частоту обновления 120 Гц, пока нет, и, вероятно, появятся они нескоро. Причину этого мы объясним в следующем разделе. Мы считаем, что игровые дисплеи ещё несколько лет будут придерживаться разрешений 1080p - 1440p. Кроме того, IPS-панелей, работающих на частоте 120 Гц, практически не существует.
Мониторы с разрешением 1080p остаются самым выгодным вариантом, поскольку Asus PG278Q ROG Swift, предлагающий на 70% больше пикселей, стоит в несколько раз дороже. Цены на высококачественные функциональные игровые мониторы (1080p, 120/144Гц) начинаются с $280.
Если бюджет сильно ограничен, то придётся пожертвовать поддержкой 120 Гц. Но не стоит расстраиваться. Начиная с ценового диапазона $110, на рынке имеется множество быстрых 60-герцовых мониторов с разрешением 1080p. По такой цене можно найти модели с показателем времени отклика 5 мс. Из всего многообразия выделяется популярная модель Acer G246HLAbd за $140.