Vsync (hoặc Đồng bộ hóa dọc) là gì và nó ảnh hưởng như thế nào đến trò chơi?

Trò chơi điện tử hiện đại đi kèm với một loạt các thiết lập đồ họa chóng mặt. Hầu hết chúng đều mang lại hiệu suất hoặc chất lượng đồ họa tốt hơn. Tuy nhiên, Vertical Sync, hay còn gọi là VSync, phức tạp hơn một chút.

Bản thân VSync không ảnh hưởng đến chất lượng đồ họa, nhưng cho phép nó loại bỏ hiện tượng xé hình xấu xí. Mặc dù điều đó có vẻ như không có trí tuệ, nhưng nó cũng có thể làm tăng tốc độ khung hình của bạn và tăng độ trễ đầu vào — cả hai đều là nguyên nhân của việc chơi game cạnh tranh.

Bạn bối rối về cách tiếp cận bối cảnh đồ họa bí ẩn này? Hãy tìm hiểu điều gì làm cho VSync đánh dấu.

VSync là gì?

VSync là một phương tiện để đồng bộ hóa tốc độ khung hình của trò chơi điện tử với tốc độ làm tươi của màn hình hiển thị nó. Các nhà sản xuất card đồ họa đã phát triển tính năng Đồng bộ hóa theo chiều dọc để loại bỏ hiện tượng hình ảnh được gọi là xé hình. Nó biểu hiện như một sự phân chia theo chiều ngang trong khung được hiển thị, vì vậy một nửa khung hình bị trễ hơn nửa khung hình còn lại.

Mặc dù điều này có thể xuất hiện như một vết rách trong liên tục không gian thời gian, nhưng đó chỉ đơn giản là GPU của bạn tạo ra các khung hình nhanh hơn tốc độ làm mới tối đa của màn hình. Tùy thuộc vào tốc độ khung hình của GPU vượt quá tốc độ làm mới của màn hình bao nhiêu, bạn có thể thấy hai hoặc nhiều khung hình GPU được nối theo chiều ngang trong một lần làm mới màn hình.

VSync giúp loại bỏ hiện tượng xé hình bằng cách giới hạn tốc độ khung hình GPU với tốc độ làm tươi của màn hình. Tuy nhiên, chỉ điều đó thôi vẫn chưa đủ để ngăn chặn hiện tượng xé màn hình. Cài đặt này cũng buộc các khung hình được hiển thị bởi GPU được hiển thị cùng với chu kỳ làm mới của màn hình.

Việc ngăn không cho các phần của nhiều khung hình hiển thị đồng thời là chìa khóa để loại bỏ hiện tượng xé hình. Và VSync đạt được điều đó bằng cách ngăn không cho GPU đẩy ra các khung hình mới ở giữa chu kỳ làm mới của màn hình.

VSync tạo ra nhiều vấn đề hơn là nó giải quyết

Mặc dù VSync là một biện pháp khắc phục đảm bảo cho hiện tượng xé màn hình, nhưng nó phải trả giá bằng hiệu suất và khả năng phản hồi. Để hiểu tại sao, chúng ta hãy xem xét hai chức năng chính của VSync. Thứ nhất, nó làm chậm tốc độ khung hình GPU xuống để phù hợp với tốc độ làm tươi của màn hình. Thứ hai, nó cũng đồng bộ hóa tốc độ khung hình GPU để phù hợp với tốc độ làm tươi của màn hình.

Bạn có nhận thấy cách cả hai cơ chế VSync liên quan đến việc làm chậm đầu ra GPU để phù hợp với tốc độ làm mới màn hình tĩnh không? Đó là một chi tiết quan trọng. Trong khi màn hình làm mới theo các khoảng thời gian cụ thể, GPU sẽ xử lý các khung hình với tốc độ tỷ lệ nghịch với độ phức tạp của cảnh trong trò chơi được hiển thị.

Buộc GPU phải đồng bộ hóa tốc độ khung hình với tốc độ làm tươi màn hình ngăn nó chuyển tiếp khung hình gần đây nhất đến màn hình. Các game thủ mô tả điều này là độ trễ đầu vào, được coi là nội dung hiển thị trên màn hình chậm hơn so với đầu vào bộ điều khiển thực tế của họ. Độ trễ đầu vào này đặc biệt rõ rệt trong các trò chơi FPS có nhịp độ nhanh, nơi mà chân chữ thập trễ hơn đáng kể so với đầu vào chuột thực tế của bạn.

Như thể độ trễ không đủ tệ, VSync thậm chí có thể làm tăng hiệu suất tổng thể của GPU bằng cách giảm đáng kể tốc độ khung hình. Điều này có liên quan đến xu hướng giới hạn tốc độ khung hình GPU để theo dõi tốc độ làm mới. Mặc dù điều này là tốt khi tốc độ khung hình GPU của bạn cao hơn tốc độ làm mới của màn hình, nhưng bạn sẽ gặp rắc rối khi tốc độ khung hình giảm xuống dưới ngưỡng tốc độ làm mới.

Ví dụ: một cảnh phức tạp buộc tốc độ khung hình GPU tối đa là 59 khung hình / giây sẽ không hiển thị ở 59 khung hình / giây trên màn hình có tốc độ làm mới 60Hz. Khoảng thời gian đồng bộ hóa 16,67 mili giây mà VSync yêu cầu cho màn hình 60Hz sẽ buộc tốc độ khung hình hiển thị thực tế giảm từ 59 khung hình / giây xuống 45 khung hình / giây.

Để làm cho vấn đề tồi tệ hơn, hiệu suất GPU (và do đó là tốc độ khung hình) thay đổi rất nhiều trong suốt quá trình của một trò chơi điện tử. Trong những trường hợp như vậy, VSync khiến một số khung hình được giữ trên màn hình lâu hơn những khung hình khác. Điều này được người xem cho là tốc độ khung hình lắp ghép hoặc không nhất quán.

VSync thích ứng và đồng bộ nhanh là gì?

May mắn thay, các vấn đề cố hữu của VSync đã không bị mất trên AMD và NVIDIA. Cả hai nhà sản xuất GPU đều đã phát hành phiên bản VSync tiên tiến của riêng họ để giảm thiểu các vấn đề nói trên. Các tùy chọn này có sẵn thông qua cài đặt trong trò chơi hoặc thường được buộc thông qua bộ điều khiển trình điều khiển GPU.

VSync thích ứng

Được phát triển bởi NVIDIA, Adaptive VSync loại bỏ tất cả các vấn đề về hiệu suất và độ trễ đầu vào xấu xí do GPU gây ra không theo kịp tốc độ làm mới của màn hình. Việc triển khai VSync này chỉ hoạt động miễn là GPU có thể đáp ứng yêu cầu tốc độ làm mới của màn hình. Đồng bộ hóa thích ứng ngay lập tức tắt VSync vào thời điểm không thể thực hiện được. Điều này cung cấp sự cân bằng lành mạnh giữa hiệu suất trò chơi điện tử và giảm thiểu hiện tượng xé hình.

Đồng bộ nhanh

Cũng được phát triển bởi NVIDIA, Fast Sync bổ sung thêm tính năng bộ đệm ba lần cho Adaptive VSync. Nói một cách đơn giản nhất, bộ đệm ba lần liên quan đến việc GPU hiển thị một khung hình bổ sung. Điều này cho phép nó chọn khung hình mới nhất trong số hai khung hình được kết xuất để gửi đến màn hình trong khi chờ chu kỳ làm mới màn hình. Ý tưởng là giảm độ trễ đầu vào bằng cách hiển thị khung hình gần đây nhất, nhưng điều này cũng đòi hỏi rất nhiều sức mạnh của GPU.

Đồng bộ hóa nâng cao

Cũng giống như các dịch vụ VSync thích ứng của NVIDIA, Đồng bộ hóa nâng cao dành riêng cho AMD có thể tắt VSync ngay khi GPU chậm lại tốc độ làm tươi màn hình. Giống như Fast Sync của NVIDIA, nó cũng sử dụng nhiều bộ đệm để giảm độ trễ đầu vào bằng cách truyền khung hình gần đây nhất đến màn hình.

Vượt xa VSync

Chúng tôi đã xem xét cách VSync loại bỏ hiện tượng xé màn hình và những mặt trái của việc triển khai nó. Mặc dù NVIDIA và AMD đã phát hành các phiên bản VSync phức tạp hơn để giảm thiểu những vấn đề này, nhưng có một cách tiếp cận hoàn toàn mới để giải quyết những vấn đề này với công nghệ G-Sync và FreeSync.

Tuy nhiên, điều đó yêu cầu màn hình, cáp và card đồ họa tương thích. Đối với những người thiếu phần cứng ưa thích, bật hoặc tắt VSync là một vấn đề quyết định vị trí ưu tiên của bạn. VSync hoạt động tốt nếu GPU của bạn đủ mạnh để phù hợp với tốc độ làm mới của màn hình. Tuy nhiên, bạn sẽ tốt hơn nếu không có nó nếu bạn không phải là người thích độ trễ đầu vào.