انویدیا امسال با دست پر به نمایشگاه کامپیوتکس 2015 آمده است. جی-سینک با نام جدید Mobile G-Sync یکی از دستاورهای انویدیا برای لپ‌تاپ‌های رده اول امروزی است. در ادامه با جی-سینک جدید، مزایا و مشکلات آن آشنا می‌شویم.

تبلیغات ۷۲۰ در ۹۰

امروز انویدیا یکی دیگر از تکنولوژی‌های مفید و جالب به اسم Mobile G-Sync را معرفی کرده است. جی-سینک قبلاً برای دستاپ معرفی شده بود و گیمرها از آن راضی بودند و حالا قرار است کاربرانی که لپ‌تاپ گیمینگ و لپ‌تاپ معمولی دارند، از این تکنولوژی بهره‌مند شوند.

برگی از تاریخ : G-Sync انویدیا چه می‌کند؟

جی-سینک انویدیا و فری‌سینک ای‌ام‌دی را قبلاً در بخش دانش‌نامه‌ی اینتوتک بررسی کردم:

خلاصه و با یک مثال توضیح می‌دهم: نمایشگر با رفرش‌ریت 60 هرتز کار می‌کند. کارت گرافیک سرعت بالایی ندارد و نمی‌تواند 60 فریم مجزا به مانیتور تحویل دهد. چه اتفاقی می‌افتد؟ فریم A در نوسازی nام نمایشگر آشکار می‌شود و در نوسازی n+1 هم حضور دارد اما ناگهان فریم بعدی یعنی B کامل شده و تحویل مانیتور داده می‌شود. بنابراین در فریم n+1 احتمال پیدایش خطوط افقی که مرز دو فریم را جدا کرده، وجود دارد. به این پدیده بریدگی می‌گوییم.

پدیده‌ی بریدگی یا Tearing به صورت شدید

پدیده‌ی بریدگی یا Tearing به صورت شدید

روش ساده‌ی حل معضل بریدگی این است که اگر سرعت پایین است، فریم A را در دو نوسازی متوالی تکرار کنیم. فریم B هم در نوسازی سوم نمایش داده شود. به این روش  V-Sync گفته می‌شود و تقریباً در تمام بازی‌ها به عنوان یکی از آپشن‌های گرافیک وجود دارد. بریدگی نخواهیم داشت اما تکرار برخی فریم‌ها پدیده‌ی مایکرواستاترینگ یا وقفه را به دنبال دارد، در حقیقت به نظر می‌رسد که تصویر دچار لرزش و تیک است.

جی-سینک سرعت نوسازی نمایشگر را با سرعت کارت گرافیک تنظیم می‌کند

جی-سینک سرعت نوسازی نمایشگر را با سرعت کارت گرافیک تنظیم می‌کند

قبلاً ویدیویی که وقفه در بازی بایوشاک را آشکار می‌کند، تماشا کردیم:

جی-سینک رفرش‌ریت مانیتور را متغیر می‌کند. بدین ترتیب هر زمان که کارت گرافیک رندر کردن فریم را به پایان برساند، مانیتور هم فریم جدید را نمایش می‌دهد. ممکن است سرعت نوسازی مانیتور کم و زیاد شود اما از بریدگی و وقفه‌های شدید خبری نخواهد بود.

با Mobile G-Sync بدون هزینه‌ی گزاف از جی-سینک استفاده کنید

دیسپلی‌پورت روشی ارزان و عمومی برای رسیدن به رفرش‌ریت متغیر است.

موبایل جی-سینک پیشرفته‌تر از جی-سینک است و ارزان‌تر تمام می‌شود. در حال حاضر لپ‌تاپ‌های رده اول زیادی از eDP یا دیسپلی‌پورت توکار (embedded DisplayPort) بهره می‌برند. یکی از ویژگی‌های جدید استاندارد دیسپلی‌پورت پشتیبانی از رفرش‌ریت متغیر است که آداپتیو-سینک نامیده شده و تکنولوژی فری‌سینک ای‌ام‌دی هم از همین مشخصه‌ی استاندارد استفاده می‌کند تا به برد اختصاصی برای تبدیل مانیتور معمولی به مانیتوری با رفرش‌ریت متغیر نیاز نباشد. در واقع تمام تلویزیون‌ها و مانیتورهای جدید با تبعیت از استاندارد دیسپلی‌پورت، می‌توانند رفرش‌ریت متغیر داشته باشند و مشکل وقفه و بریدگی در بازی‌ها را تا حد زیادی از بین ببرند.

انویدیا هم سراغ دیسپلی‌پورت رفته و می‌خواهد برد گران‌قیمت جی-سینک را حذف کند. هزینه کاهش پیدا می‌کند و لپ‌تاپ‌های زیادی به جی-سینک تجهیز می‌شوند و این برای انویدیا یک موفقیت بزرگ خواهد بود. توان مصرفی برد جی-سینک در دنیای لپ‌تاپ‌ها که توان مصرفی بسیار مهم است، کم نیست اما eDP با همان توان مصرفی نسبتاً کم، رفرش‌ریت متغیر را فراهم می‌کند. حتی ممکن است در آینده با پدیده‌ی جدیدی به اسم جی-سینک 2.0 روبرو شویم که نیازی به برد اختصاصی انویدیا ندارد بلکه از مشخصه‌های دیسپلی‌پورت بهره می‌گیرد.

در ضمن عملکرد کارت گرافیک‌های لپ‌تاپی ضعیف‌تر از محصولات دستاپی است. رزولوشن نمایشگر لپ‌تاپ‌ها هم پایین نیست و این یعنی سرعت اجرای بازی‌ها به خصوص بازی‌های سنگین امروزی پایین‌تر است. بنابراین اثر جی-سینک بیشتر می‌شود و گیمرها به سرعت به آن علاقه‌مند می‌شوند.

انویدیا می‌گوید لپ‌تاپ‌های مجهز به جی-سینک بایستی توسط این کمپانی بررسی و تأیید شوند. فرآیند دریافت تأییدیه بدون هزینه نخواهد بود و حتی ممکن است انویدیا برای هر دستگاه فروخته شده، مبلغی هر چند کم از سازندگان لپ‌تاپ دریافت کند. اما به هر حال مزایای جی-سینک برای گیمرها آن قدر زیاد است که هزینه‌ی نسبتاً کم آن را به راحتی پرداخت کنند.

مشکل Overdrive پیکسل و کاهش دقت رنگ با جی-سینک و رفرش‌ریت متغیر

در نمایشگرهای LCD از سال‌ها قبل روشی به اسم اوردرایو برای دستیابی به سرعت پاسخ‌گویی بالاتر وجود داشت. سرعت پاسخ‌گویی پایین چیزی است که به شکل هاله و ماتی تصویر بروز می‌کند و با افزایش سرعت تغییر فریم، بیش از پیش مزاحم است. زمان پاسخ‌گویی مانیتورهای امروزی به قدری بهبود پیدا کرده که پدیده‌ی ماتی و به جا ماندن آثار فریم‌های قبلی را کمتر می‌بینیم.

اما اوردرایو در LCDها چیست و چطور کار می‌کند؟

فرض کنید که قرار است پیکسلی به رنگ خاکستری خاصی درآید. ولتاژ لازم برای رسیدن به رنگ موردنظر را اعمال می‌کنیم. کمی بیش از حد طول می‌کشد تا پیکسل تغییر رنگ داده و به رنگ مطلوب برسد. در حقیقت سرعت پاسخ‌گویی کریستال مایع به تغییر ولتاژ چیزی است که موجب تأخیر در پاسخ‌گویی پیکسل‌ها می‌شود. در مانیتورهای امروزی هم کریستال مایع سرعت پایین پاسخ‌گویی‌اش را حفظ کرده اما برای کنترل کردن رنگ پیکسل، از اوردرایو یا نقطه مقابل آن Underdrive استفاده می‌شود.

به جای اعمال ولتاژ دقیق، ولتاژ کمی بیشتر یا کمتر به ساب‌-پیکسل‌ها داده می‌شود تا با سرعت بالاتری به رنگ مطلوب نزدیک شوند. با دانستن زمان دقیق نوسازی بعدی می‌توان مشخص کرد که در نوسازی فعلی چه ولتاژی لازم است تا در انتهای بازه به رنگ خاکستری مطلوب برسیم. پس از سپری شدن بازه‌ی فعلی، اگر ولتاژ اعمال شده حفظ شود، به رنگی خاکستری 2 که مقصود است نمی‌رسیم بلکه به رنگ متفاوتی به اسم خاکستری 3 خواهیم رسید و این موضوع بی‌اهمیت است چرا که در انتهای بازه‌ی فعلی، ولتاژ اعمال شده تغییر می‌کند و رنگ دیگری در دستور کار قرار می‌گیرد:

در اوردرایو از ولتاژی استفاده می‌شود که در انتهای بازه به رنگ مطلوب منجر خواهد شد اما در ادامه به رنگ دیگری می‌انجامد.

در اوردرایو از ولتاژی استفاده می‌شود که در انتهای بازه به رنگ مطلوب منجر خواهد شد اما در ادامه به رنگ دیگری می‌انجامد.

اگر رفرش‌ریت متغیر باشد، نمی‌توان ولتاژ لازم را محاسبه کرد. در تصویر فوق دیدیم که ولتاژ به اندازه‌ای است که پس از زمان مشخص به رنگ مطلوب برسیم اما اگر رفرش‌ریت متغیر باشد، نمی‌دانیم ولتاژ اعمال شده در ابتدای نوسازی فعلی، تا چه زمانی ادامه پیدا خواهد کرد. ممکن است به رنگی تیره‌تر یا روشن‌تر از خاکستری 2 برسیم، درست مثل تصویر زیر:

رفرش‌ریت متغیر و بازه‌هایی که طولشان مشخص نیست، دقت اوردرایو را پایین می‌آورند.

رفرش‌ریت متغیر و بازه‌هایی که طولشان مشخص نیست، دقت اوردرایو را پایین می‌آورند.

بنابراین رفرش‌ریت متغیر به معنی پایین آمدن دقت رنگ در حالت اوردرایو یا آندردرایو است.

چاره چیست؟

پیش‌بینی کردن قطعی سرعت اجرای بازی یا نرم‌افزار غیرممکن است اما تخمین زدن آن امکان‌پذیر است. بنابراین انویدیا تکنولوژی جدیدی برای اوردرایو به اسم  G-Sync Variable Overdrive معرفی کرده که دقت رنگ را افزایش می‌دهد و در حقیقت با در نظر گرفتن طول بازه، ولتاژ اعمال شده را تصحیح می‌کند. به عنوان مثل روی منحنی بالایی یا پایینی حرکت می‌کنیم و به رنگی شبیه خاکستری 2 می‌رسیم:

انویدیا تکنولوژی جدیدی برای اوردرایو به اسم  G-Sync Variable Overdrive معرفی کرده است.

انویدیا تکنولوژی جدیدی برای اوردرایو به اسم G-Sync Variable Overdrive معرفی کرده است.

مسلماً با جی-سینک وریلبل اوردرایو هم نمی‌توان به دقتی در حد مانیتورهای معمولی با رفرش‌ریت ثابت رسید. دقت رنگ اندکی پایین‌تر است اما نسبت به راهکار عمومی سابق نتیجه‌ی بهتری می‌گیریم.

مشکل سوییچ کردن خودکار کارت گرافیک (Optimus) با جی-سینک

این هم یک معضل نوظهور است. برای فعال کردن جی-سینک در لپ‌تاپ‌ها، بایستی تراشه‌ی گرافیکی انویدیا مستقیماً به نمایشگر متصل شده باشد. در لپ‌تاپ‌هایی که کارت گرافیک مجزای انویدیا و پردازنده‌ی گرافیکی مجتمع اینتل دارند، سوییچ کردن خودکار یا دستی بین دو کارت گرافیک که NVIDIA Optimus نام دارد، به این صورت انجام می‌شود که اگر کارت گرافیک انویدیا مسئولیت رندر تصویر را عهده‌دار است، پردازنده‌ی گرافیکی مجتمع نقش واسطه را بازی می‌کند و به عنوان کنترلر نمایشگر ایفای نقش می‌کند.

پردازنده‌ی گرافیکی مجتمع از جی-سینک و رفرش‌ریت متغیری که انویدیا از آن یاد می‌کند، بی‌بهره است. بعید است که اینتل این قابلیت را به زودی به محصولات خوبش اضافه کند. بنابراین در حال حاضر نمی‌توان Optimus انویدیا و جی-سینک را در آن واحد تجربه کرد. لپ‌تاپ‌های مجهز به جی-سینک دارای پردازنده‌ی گرافیکی انویدیا هستند و ارتباط نمایشگر و پردازنده‌ی گرافیکی بدون واسطه است.

Optimus انویدیا با G-Sync در حال حاضر سازگار نیست.

Optimus انویدیا با G-Sync در حال حاضر سازگار نیست.

بسیاری از لپ‌تاپ‌های موجود از تکنولوژی آپتیموس انویدیا پشتیبانی می‌کنند. البته منظورم لپ‌تاپ‌هایی است که کارت گرافیک انویدیا در آنها تعبیه شده است. بدون آپتیموس عمر باتری لپ‌تاپ‌ها کاهش پیدا می‌کند، به خصوص لپ‌تاپ‌های گیمینگ که کارت گرافیک قدرتمند و پرمصرفی دارند. شاید در آینده وضعیت تغییر کند اما در حال حاضر انویدیا توان مصرفی حالت بی‌کار را به شدت کاهش داده و ممکن است مشکل بزرگی متوجه محصولات جدید نباشد.

اولین لپ‌تاپ‌های مجهز به جی-سینک

انویدیا همکاری نزدیکی با سازندگان بزرگ لپ‌تاپ داشته و محصول این همکاری، معرفی مدل‌های جدید توسط گیگابایت، ایسوس ، MSI و CLEVO است که همگی نمایشگرها فول اچ‌دی، 3K و حتی 4K دارند و کارت گرافیک‌هایی مثل GTX 980M و GTX 970M در حالت تکی یا SLI در آنها تعبیه شده است. از ماه ژوئن (حال حاضر) محصولات جدید معرفی و حتی وارد بازار می‌شوند.

لپ‌های‌های جدید با پشتیبانی از G-Sync انویدیا

لپ‌های‌های جدید با پشتیبانی از G-Sync انویدیا

قابلیت جدید جی-سینک، کنترل فریم‌ریت حداکثری یا G-Sync V-Sync

امروز جی-سینک گام دیگری هم به جلو برداشته است. تاکنون اگر سرعت اجرای بازی بیش از رفرش‌ریت مانیتور بود، جی-سینک فریم‌ریت را به حداکثر سرعت مانیتور محدود می‌کرد. در حقیقت عملکرد جی-سینک در چنین شرایطی مثل V-Sync است. انویدیا از این پس به کاربر اجازه می‌دهد که محدودیت فریم‌ریت را فعال یا غیرفعال کند.

فری‌سینک ای‌ام‌دی هم از همان ابتدا اجازه‌ی محدود کردن یا نکردن را به کاربر می‌داد و لذا انویدیا در این بخش با ای‌ام‌دی برابر شده است.

اما چرا محدود کنیم یا نکنیم؟

اگر فریم‌ریت را به فرضاً 60 فریم بر ثانیه محدود کنیم، تأخیر کوچکی پیش خواهد آمد چرا که کارت گرافیک مجبور است صبر کند و فریم جدیدی رندر نکند. در صورت محدود نکردن، ممکن است فریم بعدی حین نمایش فریم رندر شده‌ی موجود به مانیتور تحویل داده شود و این یعنی بریدگی رخ می‌دهد. کاربر می‌تواند تأخیر بیشتر و مقداری بریدگی را به صلاح خویش انتخاب نماید.