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Test: NVIDIA GeForce GTX 690

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Seite 17: Sondertests: Mikroruckler

Mikroruckler sind ein immer wieder heiß diskutiertes Thema. Nicht jeder akzeptiert sie, doch eines steht fest: Alleine schon durch den Aufbau eines Multi-GPU-Systems ergibt sich die Problematik von Mikrorucklern. Es gibt mehrere Methoden diesem Problem aus dem Weg zu gehen. Ein Framerate-Metering gibt es schon länger in den GPUs von NVIDIA, mit der "Kepler"-Generation will man dies noch einmal verbessert haben.

Arbeitet eine Karte mit 30 Bildern pro Sekunde, wird alle 33,3 ms ein Bild ausgegeben. In einem Multi-GPU-System teilen sich mindestens zwei GPUs die Arbeit des Renderings. Da nicht jeder Frame den gleichen Rechenaufwand mit sich bringt, benötigen die GPUs auch unterschiedlich lange, um ihren Frame zu verarbeiten. Die Frames kommen also nicht alle 33,3 ms auf dem Display an, sondern es gibt unterschiedlich große Sprünge. Diese Differenz, die mehrere Milliskunden betragen kann, wird vom Nutzer als Ruckler wahrgenommen. Je höher die Framerate ist, desto geringer ist die Chance auf Mikroruckler. Wird eine Szene beispielsweise mit 60 Bilder pro Sekunde verarbeitet, wird alle 16,6 ms ein Bild erzeugt. Folglich sind auch die Schwankungen deutlich geringer und die Unterschiede bei der Zeit, die für das Rendering benötigt wird, werden meist gar nicht mehr wahrgenommen.

NVIDIA will mit der GeForce GTX 690 nun eine Verbesserung der "Bildraten-Dosierung" eingeführt haben.

NVIDIA:

Mit der Kepler-Architektur wird eine Hardware-basierte Bildraten-Dosierung eingeführt – eine Technologie, die zur Minimierung von Ruckeln bei der GeForce GTX 690 beiträgt. Im SLI-Modus teilen sich zwei GPUs die Last, indem sie aufeinanderfolgende Frames berechnen – eine GPU berechnet das aktuelle Bild, während die andere GPU am nächsten Bild arbeitet. Aber da die Arbeitsbelastung der einzelnen Frames unterschiedlich ist, vervollständigen die beiden GPUs ihre Bilder zu verschiedenen Zeiten. Das Senden der Bilder an den Monitor kann daher zu Ruckeln führen.

Die GeForce GTX 690 verfügt über einen Mechanismus, um den Fluss der Bilder regulieren. Durch die Überwachung und Anpassung, wie Bilder an den Monitor gesendet werden, wird die gesamte Bildausgabe flüssiger und gleichmäßiger.

Wir habe in drei Anwendungen einmal die Frametimes mitgeschrieben, um die Differenz zum vorhergehenden Frame zu bilden. Je gleichmäßiger die Differenz zwischen den Frames, desto flüssiger die Darstellung.

frameverlauf1

In Crysis Warhead zeigt sich eine deutliche Glättung der Frametimes bei der GeForce GTX 690 im Vergleich zur GeForce GTX 590. Während des Benchmark-Durchlaufs waren diese nicht nur messbar, sondern auch zu sehen.

frameverlauf2

Weniger Optimierungsbedarf scheint bei Unigine Heaven 3.0 notwendig zu sein. Hier sehen wir keinen qualitativen Unterschied zwischen den beiden Karten.

frameverlauf3

Ein umgekehrtes Bild wie in Crysis Warhead sehen wir in Metro 2033. Schaut man sich das Diagramm an, scheint die GeForce GTX 690 mit mehr Problemen zu kämpfen als die GeForce GTX 590.

Die Mikroruckler lassen sich nicht abschließend klären. Sie werden uns auch weiterhin beschäftigen. Derzeit sehen wir zwei Möglichkeiten, diesem Problem aus dem Weg zu gehen. Zum einen können Settings gewählt werden, welche die Karte bei 50 Bildern pro Sekunde und mehr arbeiten lassen. Somit werden die Zeiten für die Berechnung der einzelnen Frames geringer, was auch für die Schwankungen der Differenz zwischen zwei Frames gilt. Die zweite Möglichkeit ist die Verwendung eines Frame-Limiters. Mit der Einführung der GeForce GTX 680 erlaubt NVIDIA dies via "Adaptiv VSync" bereits direkt aus dem Treiber heraus.