تک پدیا: فناوری‌های G-Sync و FreeSync چه معنایی دارند؟

اگر یادتان باشد در قسمت‌های گذشته تک پدیا، دربارۀ فناوری VSync صحبت کردیم و از مزایا و معایب این تکنیک پرکاربرد گفتیم. اما بحث ما در همان نقطه متوقف شد و صحبت دربارۀ فناوری‌ها و روش‌های نوین‌تر و پیشرفته‌تر را به تاریخی دیگر موکول کردیم. حال، زمان آن فرارسیده تا دربارۀ فناوری‌های هماهنگ ساز پیشرفته‌تری مانند G-Sync و FreeSync صحبت کنیم. فناوری‌های G-Sync و FreeSync و به صورت کلی نرخ بروزرسانی متغیر (Variable Refresh Rate) دقیقاً چه کاری انجام می‌دهند و چه معنایی برای گیمرها و کاربران دارند؟ برای دریافت پاسخ سوالات خود با قسمتی دیگر از «تک پدیا» در لیون تک همراه باشید.

آنچه گذشت…

در قسمت‌های گذشته تک‌ پدیا گفتیم که VSync یا Vertical Sync یک فناوری گرافیکی است و تنها کاری که انجام می‌دهد، هماهنگ‌سازی نرخ فریم یک بازی ویدیویی با نرخ بروزرسانی (تعداد دفعاتی که نمایشگر در یک ثانیه آپدیت می‌شود) نمایشگر است. این فناوری قدیمی و نام آشنا، برای اولین بار توسط تولید کنندگان کارت گرافیک توسعه پیدا کرد و از همان زمان ابداع تا به حال، راه کاربردی و هوشمندانه‌ای برای خلاص شدن از دست پدیده پارگی تصویر یا Screen Tearing در نظر گرفته می‌شود.

VSync در طول تمام این سال‌ها به تکامل رسیده و نسخه‌های مدرنی از آن ابداع و معرفی شده است. به عنوان مثال، وی سینک سازگار (AdaptiveSync)، وی سینک ارتقا یافته (Enhanced Sync) و فست سینک (FastSync)، از نمونه‌های مدرن‌ وی سینک محسوب می‌شوند که هر کدام در دوره و زمانۀ کنونی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

با تمام این تفاسیر، در قسمت‌های گذشته گفتیم که امروزه VSync به عنوان یک فناوری قدیمی و حتی در مواقعی تاریخ مصرف گذشته شناخته می‌شود. عرضۀ پردازنده‌های گرافیکی جدید، نمایشگرهای جدید و تلاشی که دو شرکت انویدیا و AMD در سال‌های اخیر برای بحث هماهنگ‌سازی تصویر انجام داده‌اند، باعث شده تا شاهد روش‌های هوشمند‌تر و به شدت موثرتری نسبت به VSync باشیم. دو فناوری G-Sync و FreeSync از طرف دو غول سازندۀ پردازندۀ گرافیکی در سال‌های اخیر سبب شده تا بسیاری از گیمرها با مشکلات هماهنگ‌سازی نرخ فریم با نرخ بروزرسانی نمایشگر خداحافظی کنند.

حالا به بحث اصلی این مطلب، یعنی جی سینک و فری سینک می‌رسیم…

G-Sync چیست؟

فناوری G-Sync برای اولین بار در سال 2013 میلادی برای عموم منتشر شد. این فناوری که توسعه یافته و از آنِ شرکت انویدیا (Nvidia) است، صفحه نمایش کاربر را با خروجی کارت گرافیک هماهنگ می‌کند و در نتیجه عملکرد نرم‌تر و بهتری را در هنگام کار با رایانه، مخصوصاً هنگام تجربۀ بازی‌های ویدیویی را بدست می‌دهد. G-Sync به سرعت به یک فناوری و تکنیک محبوب در فضای دستگاه‌های الکترونیک تبدیل شد، چرا که نرخ بروزرسانی مانیتور، همیشه از توانایی پردازنده گرافیکی (GPU) در خروجی داده بهتر کار می‌کند. G-Sync مطمئن می‌شود زمانی که سرعت GPU با نرخ بروزرسانی مانیتور همسان و هماهنگ نیست، کارت گرافیک نرخ خروجی را تنظیم کند.

به عنوان مثال، زمانی که کارت گرافیک در حال دادن خروجی 50 فریم بر ثانیه است، صفحه نمایش نرخ بروزرسانی خود را به 50 هرتز می‌رساند. اگر نرخ فریم در لحظه به 40 بر ثانیه برسد، نرخ بروزرسانی به سرعت تغییر کرده و خود را به 40 هرتز می‌رساند. دامنه و رنج کاربردی G-Sync به صورت معمول از 30 هرتز آغاز و تا حداکثر نرخ بروزرسانی مانیتور ادامه پیدا می‌کند.

جی سینک و فری سینک چگونه کار می‌کند؟

ویژگی‌ و نقطه قوت اصلی فناوری جی سینک، از بین بردن پدیده پاره شدن تصویر یا همان Screen Tearing است. با این که وی سینک نیز همین کار را انجام می‌دهد اما محدودیت‌ها و چالش‌های بسیاری را برای صفحه نمایش و بازی مورد نظر به وجود می‌آورد و ورود جی سینک به قضیه، همۀ این مشکلات را حل می‌کند. اما G-Sync این کار را چگونه انجام می‌دهد؟ G-Sync در واقع با دستکاری کردن Vertical Blanking Interval مانیتور، کار خود را انجام می‌دهد. توضیح مفصل درباره Vertical Blanking Interval یا VBI، از حوصله این مطلب خارج است اما به صورت کوتاه می‌توانیم بگوییم که VBI در واقع زمان یا فاصله‌ای است که میان انتهای آخرین خطِ فریم و ابتدای اولین خط فریم بعدی به وجود می‌آید.

زمانی که جی سینک روشن یا فعال باشد، کارت گرافیک این فاصلۀ زمانی را تشخیص می‌دهد و از فرستادن فریم جدید، دست می‌کشد. در نتیجه، هیچگونه مشکلی روی صفحه نمایش به وجود نمی‌آید. بد نیست بدانید که جی سینک در حال تکامل است و با پیشرفت فناوری، رو به جلو حرکت می‌کند. شرکت انویدیا به تازگی یک نسخه جدید‌تر از جی سینک را با نام G-Sync Ultimate توسعه داده که روی ماژول R3 ساخته شده، از HDR پشتیبانی می‌کند و می‌تواند از پس تصویری با رزولوشن 4K و نرخ بروزرسانی 144 هرتز بربیاید.

خوب اما قیمت بالا

با این که G-Sync عملکرد فوق‌العاده‌ای را ارائه می‌دهد و با گذشت زمان به خوبی تکامل پیدا می‌کند، اما بزرگترین نقطه ضعف آن در سال‌های اخیر، قیمت بالا بوده است. برای داشتن این فناوری به صورت تمام و کمال، باید مانیتوری با پشتیبانی کامل از G-Sync خریداری کنید و همچنین کارت گرافیک شما نیز دارای این قابلیت باشد. همچنین باید اشاره کنیم که جی سینک تنها با استفاده از پورت و کابل دیسپلی پورت (DisplayPort) قابل دسترسی است و باید صاحب یک کارت گرافیک و یک مانیتور با این پورت باشید. البته تجهیزات و فناوری تمام و کمال جی سینک برای داشتن تصویری بدون عیب و ایراد، همیشه نیاز نیست و کاربران می‌توانند تنها با داشتن سخت افزاری سازگار با فناوری جی سینک، از یک تصویر نرم و روان لذت ببرند.

FreeSync چیست؟

فناوری یا استاندارد FreeSync که برای اولین بار در سال 2015 میلادی منتشر شد، به وسیلۀ شرکت AMD توسعه یافته است. درست به مانند جی سینک، فناوری FreeSync نیز ساخته شده تا تصویر صفحات نمایش کریستال مایع‌ را هماهنگ کند. با وجود FreeSync، پدیدۀ مضر پارگی تصویر به حداقل می‌رسد و نرخ بروزرسانی مانیتور با نرخ فریم بازی ویدیویی مورد نظر، هماهنگ و همسان می‌گردد.

از آنجایی که فناوری FreeSync از یک فرم سینک سازگار (Adaptive Sync) که روی استاندارد DisplayPort 1.2a بنا شده استفاده می‌کند، هر مانیتوری که این ورودی را داشته باشد، با فناوری شرکت AMD سازگار خواهد بود. البته بد نیست اشاره کنیم که FreeSync با اتصال‌های قدیمی مانند VGA و DVI سازگار نیست.

اگر از خود می‌پرسید کلمه Free در عبارت FreeSync چه معنایی دارد، باید بگوییم که این فناوری در واقع یک استاندارد آزاد است و شرکت‌ها، اشخاص و تولید کنندگان مختلف می‌توانند بدون پرداخت پول یا دادن اعتبار به AMD از آن در دستگاه‌ها و طرح‌های خود استفاده نمایند. این بدان معنی است که دستگاه‌ها یا بهتر بگوییم، مانیتورهای FreeSync موجود در بازار، قیمت و بهای کمتری نسبت به مدل‌های مجهز به فناوری G-Sync دارند.

فری سینک یک استاندارد توسعه یافته به وسیله شرکت AMD است. این یعنی بیشتر پردازنده‌های گرافیکی مدرن این شرکت، به صورت تمام و کمال از آن پشتیبانی می‌کنند. اما به غیر از AMD، طیف وسیعی از شرکت‌ها و تولید کنندگان الکترونیکی نیز از استاندارد FreeSync پشتیبانی کرده و باید بدانید که با داشتن علم و دانش کافی، شما حتی می‌توانید فناوری FreeSync را روی تجهیزات و سخت افزار انویدیا به اجرا درآورید.

خوب اما نه بی‌نقص

با این که فری سینک یک فناوری بسیار پیشرفته‌تر و کارآمدتر از وی سینک است، اما با بی‌نقص بودن فاصله دارد. بزرگترین نقطه ضعف فناوری FreeSync که در زمان استفاده از آن روی صفحه نمایش مشاهده می‌شود، پدیدۀ Ghosting نام دارد. پدیدۀ Ghosting برای بسیاری از کاربران پنل‌های تخت و مدرن، آشنا و ملموس است. زمانی که یک شئ در حال حرکت، از خود رد و نشان به جا بگذارد و موقعیت قبلی خود را به شکل روح مانندی در زمان کوتاه نشان دهد، به این پدیده Ghosting می‌گویند. اصلی‌ترین دلیل پدید آمدن Ghosting در زمانی که از فناوری FreeSync استفاده می‌شود، مدیریت توان غلط است. اگر توان کافی به پیکسل‌ها نرسد یا اعمال نشود، تصاویر به دلیل حرکت کُند، با فاصله نمایش داده می‌شوند و اگر توان بیش از حد به پیکسل‌ها و مانیتور برسد، پدیده Ghosting را شاهد خواهیم بود.

اما فراموش نکنیم که FreeSync نیز مانند G-Sync در سال‌های اخیر به خوبی تکامل یافته است. AMD در سال 2017 یک نسخۀ ارتقا یافته به نام FreeSync 2 HDR را منتشر کرد که نه تنها مانیتورهای دارای فناوری HDR را تحت پوشش خود قرار می‌داد، بلکه با نرخ فریم‌های پایین‌ نیز سازگار بود. با استفاده از این نسخۀ ارتقا یافته از FreeSync، زمانی که نرخ فریم به مقادیر کم (پایین‌تر از دامنۀ پشتیبانی مانیتور) می‌رسد، قابلیت Low Framerate Compensation یا LFC فعال می‌شود و باز هم تصویر را از سکته‌های ناگهانی و پاره شدن (Stutter و Tearing) نجات می‌دهد.

از آنجایی که FreeSync از همان ابتدای کار یک فناوری و استاندارد آزاد و باز محسوب می‌شود، مردم برای خرید مانیتورهای FreeSync آزادی عمل بیشتری در انتخاب و گزینش نسبت به مانیتورهای G-Sync دارند.

دست نگه دارید؛ آینده از آنِ Variable Refresh Rate است!

در این مطلب به توضیح و تفسیر فناوری‌های G-Sync و FreeSync پرداختیم اما بیایید برای چند دقیقه از دوگانگی‌های انویدیا و AMD فاصله بگیریم و به اصل و اساس وجود چنین فناوری‌ها و تکنیک‌هایی بپردازیم. جی سینک، فری سینک یا هر فناوری هماهنگ ساز دیگری، هماهنگ سازی لحظه‌ای نرخ به‌روزرسانی نمایشگر و نرخ فریم بازی را هدف قرار می‌دهند و این ما را به فناوری اصلی، یعنی نرخ بروزرسانی متغیر (Variable Refresh Rate) می‌رساند!

فناوری نرخ بروزرسانی متغیر که با انتشار کنسول‌های نسل نهمی پلی استیشن 5 (PlayStation 5) و ایکس باکس سری ایکس/اس (Xbox Series X/S) در کنار عرضۀ تلویزیون‌های دارای پورت HDMI 2.1 بر سر زبان‌ها افتاد، در واقع همان کاری را انجام می‌دهد که فری سینک و جی سینک در سال‌های اخیر اجام می‌دادند. با این حال، VRR به صورت کامل مرز میان فناوری‌های انویدیا و AMD را از بین برده و دسترسی به تصویر بدون پارگی را برای تمام مردم راحت‌تر ساخته است. برای استفاده از VRR، دیگر حتماً نیازی به داشتن مانیتور گیمینگ یا DisplayPort نیست بلکه می‌توان به راحتی با تلویزیون چندرسانه‌ای موجود در خانه و کابل HDMI، آن را در اختیار داشت.

HDMI 2.1 وارد صحنه می‌شود

با داشتن یک تلویزیون دارای پورت HDMI 2.1، تلویزیون شما می‌تواند تصاویر را با رزولوشن 4K و نرخ فریم 120 بر ثانیه یا رزولوشن 8K و نرخ فریم 60 بر ثانیه نمایش دهد. علاوه بر این، در هنگام تجربۀ بازی‌های ویدیویی، با افت فریم، تصویر پاره و نامناسب نمی‌شود و همه چیز نرم و قابل قبول نمایش داده می‌شود.

البته نرخ بروزرسانی متغیر، فعلاً در اوایل راه است و هم‌اکنون مشکلاتی دارد. به عنوان مثال، تلویزیون‌های دارای پورت HDMI 2.1 موجود در بازار، گران قیمت‌‌اند و باید بودجۀ‌ قابل توجهی را صرف آن‌ها کنید. یا زمانی که بازی مورد نظر شما، با افت فریم شدید و سنگینی مواجه می‌شود (مثلاً از 120 به 100 فریم بر ثانیه)، VRR در برآمدن از پس این تغییر محسوس، ناتوان است و یکی از پدیده‌های Judder ،Stutter یا Screen Tearing روی صفحه نمایان می‌شود. با این حال، به نظر می‌رسد نرخ بروزرسانی متغیر یا Variable Refresh Rate، آینده مبحث هماهنگ سازی تصویر است و نسبت به جی سینک و فری سینک برای مردم بیشتر قابل دسترس خواهد بود.

نظر شما در مورد فناوری‌های G-Sync و FreeSync و نرخ بروزرسانی متغیر چیست؟ به صورت کلی، آینده مبحث هماهنگ سازی نرخ بروزرسانی نمایشگر و نرخ فریم بازی‌ها را چگونه ارزیابی و پیش‌بینی می‌کنید؟ نظرات خوب خود را با ما به اشتراک بگذارید.