Tại sao V-Sync bị vô hiệu hóa lại làm tăng nhiệt độ CPU và GPU của bạn

Bạn đang thưởng thức tựa game yêu thích của mình thì bạn nhận thấy điều gì đó khác thường — người hâm mộ trên hệ thống của bạn đang tạo ra nhiều tiếng ồn hơn họ thường làm.

Để hiểu rõ vấn đề đang xảy ra, bạn đã mở ứng dụng theo dõi nhiệt độ đáng tin cậy của mình, chỉ để phát hiện ra rằng nhiệt độ của CPU và GPU đã nằm ngoài tầm kiểm soát.

Nhưng tại sao các đơn vị tính toán trên hệ thống của bạn lại quá tải? Đó là do trò chơi của bạn đã thúc đẩy hệ thống của bạn quá khó hay là do vấn đề gì đó liên quan đến V-Sync?

Tại sao CPU & GPU trên máy của bạn lại nóng lên?

CPU và GPU trên một máy chơi game hiện đại có thể làm được rất nhiều điều. Có thể là chạy các trò chơi với đồ họa sống động như thật hoặc hiển thị video độ phân giải cao chỉ trong vài giây, không có gì mà một máy tính hiện đại không thể làm được. Điều đó nói lên rằng, cũng giống như con người, máy tính cần năng lượng để thực hiện các nhiệm vụ này, nhưng không giống như chúng ta, máy tính dựa vào điện để thực hiện các hoạt động.

Vì vậy, để chạy một trò chơi ở tốc độ 60 FPS (Khung hình trên giây), CPU và GPU truyền điện thông qua các công tắc điện tử được gọi là bóng bán dẫn. Điều này khiến các công tắc bật hoặc tắt dựa trên tần số xung nhịp của CPU hoặc GPU. Chính hoạt động lặp đi lặp lại này của các bóng bán dẫn trong CPU và GPU đã làm cho máy tính của bạn trở nên sống động. Điều đó nói rằng, chính điện này làm cho hệ thống của bạn nóng lên.

Nhưng tại sao thứ đang cung cấp năng lượng cho trò chơi của bạn lại khiến máy của bạn nóng lên?

Bạn thấy đấy, theo định luật Joules về sự phát nhiệt, nhiệt lượng tỏa ra trong một vật dẫn tỷ lệ với bình phương của dòng điện chạy qua nó. Do đó, khi lượng hiện tại của một đơn vị tính toán tăng lên, nhiệt mà nó tạo ra cũng tăng lên.

Tại sao trò chơi lại khiến người hâm mộ trên hệ thống của bạn phát cuồng?

Bây giờ chúng ta đã hiểu cơ bản về lý do tại sao hệ thống của bạn nóng lên, chúng ta có thể tìm hiểu lý do tại sao chơi game lại là một nhiệm vụ chuyên sâu đối với máy của bạn.

Bạn thấy đấy, bề ngoài chơi game có thể đơn giản, nhưng hệ thống CPU, GPU và bộ nhớ đang chạy ở chế độ nghiêng hoàn toàn để mang lại tốc độ khung hình cao đó. Để hiểu tại sao chơi game lại đòi hỏi khắt khe như vậy, hãy xem hệ thống của bạn phải làm gì để kết xuất trò chơi.

Khi bạn mở trò chơi, CPU sẽ hiển thị và dữ liệu chương trình cho trò chơi được chuyển đến RAM hệ thống từ ổ cứng. Sau đó, CPU xử lý dữ liệu và gửi đến VRAM, bộ nhớ chuyên dụng để xử lý dữ liệu hiển thị. Tiếp theo, GPU xử lý dữ liệu, tạo cảnh theo cách chơi của bạn và lưu trữ thông tin kết xuất trong VRAM. Sau đó, màn hình sẽ trích xuất dữ liệu này thường xuyên dựa trên tốc độ làm mới của nó.

Điều này có vẻ tầm thường, nhưng GPU phải xử lý dữ liệu 60 lần một giây và gửi dữ liệu đó đến màn hình để mang lại trải nghiệm 60 FPS mượt mà. Ngoài ra, nếu bạn có màn hình HD đầy đủ, GPU của bạn phải xử lý thông tin kết xuất cho 2 triệu pixel. Mặt khác, nếu bạn có màn hình 4k, GPU phải xử lý dữ liệu để vẽ trên 8 triệu pixel.

Do đó, tổng thể lại, GPU của bạn phải xử lý thông tin màu sắc, bóng tối và kết cấu cho 8 triệu điểm và đưa nó đến màn hình sau mỗi 16 mili giây để mang lại trải nghiệm chơi game mượt mà.

Bây giờ đó là rất nhiều con số giòn; chắc chắn GPU và CPU của bạn sẽ nóng lên khi chơi các tựa game đòi hỏi khắt khe.

Hiểu tỷ lệ khung hình, tỷ lệ làm mới và xé màn hình

Như đã giải thích trước đó, GPU tạo ra hình ảnh và lưu trữ chúng trong VRAM. Tốc độ mà GPU có thể thực hiện tác vụ này được gọi là tốc độ khung hình, tỷ lệ thuận với độ phức tạp của cảnh.

Do đó, nếu bạn đang chơi một trò chơi không phức tạp về mặt tính toán, GPU có thể hiển thị hình ảnh với tốc độ nhanh hơn và gửi dữ liệu đến VRAM 100 lần một giây, cung cấp tốc độ khung hình 100 FPS. Điều đó nói rằng, nếu bạn đang chơi một trò chơi có bật tính năng dò tia, GPU sẽ phải xử lý nhiều dữ liệu hơn, làm giảm FPS.

Mặt khác, tốc độ làm mới của màn hình đề cập đến tốc độ mà màn hình thu thập dữ liệu từ VRAM. Do đó, nếu bạn có bảng điều khiển cung cấp tốc độ làm mới 60 Hertz, màn hình sẽ truy cập thông tin trong VRAM sau mỗi 16,6 mili giây (1/60 giây).

Vì vậy, nếu bạn nhìn vào nó, tốc độ làm tươi của màn hình của bạn là không đổi, trong khi tốc độ khung hình của GPU có thể thay đổi. Chính sự sai lệch này là nguyên nhân gây ra hiện tượng xé màn hình; đây là cách làm.

Giả sử GPU của bạn đang xử lý dữ liệu để tạo ra một hình ảnh hiển thị trên màn hình và vì hình ảnh không phức tạp nên nó tạo ra cảnh ngay lập tức. Bây giờ để mọi thứ hoạt động bình thường, màn hình sẽ tìm nạp hình ảnh từ VRAM và hiển thị hình ảnh cùng một lúc, nhưng vì GPU đang hoạt động nhanh hơn màn hình nên dữ liệu từ VRAM không được tìm nạp.

Trong khi hình ảnh trên màn hình không được cập nhật, GPU đang xử lý dữ liệu để tạo ra hình ảnh tiếp theo được hiển thị trên màn hình và ghi vào VRAM. Tại thời điểm này, màn hình lấy dữ liệu từ VRAM.

Do đó, hình ảnh trên màn hình của bạn xuất hiện với vết rách ở giữa, vì hình ảnh từ hai khung khác nhau. Để giải quyết vấn đề này, chúng tôi có V-Sync.

Điều gì xảy ra khi V-Sync được bật?

Không ai thích hiện tượng xé màn hình, và để giải quyết vấn đề này, ngành công nghiệp game đã đưa ra công nghệ V-Sync. Viết tắt của Vertical Synchronization, V-Sync đồng bộ hóa màn hình và GPU để màn hình không bị xé hình.

Để làm được điều này, V-Sync giới hạn tốc độ khung hình của GPU ở mức không đổi. Do đó, màn hình thu thập dữ liệu từ VRAM với cùng tốc độ GPU đẩy dữ liệu vào VRAM, ngăn chặn hiện tượng xé hình.

Ngoài ra, khi V-Sync được bật, GPU của bạn không tự đẩy đến giới hạn vì nó xử lý dữ liệu hình ảnh dựa trên tốc độ làm mới của màn hình.

Tại sao nhiệt độ CPU và GPU tăng khi V-Sync bị tắt?

Khi V-Sync bị tắt, tốc độ làm tươi của màn hình và tốc độ khung hình GPU không đồng bộ. Do đó, GPU tự đẩy đến giới hạn và gửi dữ liệu đến VRAM dựa trên độ phức tạp của cảnh. Điều này đặt rất nhiều tải lên GPU và CPU vì cần phải xử lý và quản lý nhiều dữ liệu hơn.

Sự gia tăng tải GPU và CPU này khiến các đơn vị tính toán tạo ra nhiều dòng điện hơn — làm tăng nhiệt độ của hệ thống của bạn.

Bật V-Sync để làm mát CPU và GPU của bạn

Tắt V-Sync có thể khiến hệ thống của bạn nóng lên, nhưng có thể có một số lý do khiến nhiệt độ hệ thống cao. Vì vậy, nếu việc bật V-Sync không làm mát GPU của bạn, bạn có thể xem xét các yếu tố khác có thể làm nóng hệ thống của bạn.