Renderingstider/microstuttering

Introduktion - läs detta först!

Då intresset för problemet "microstuttering" är stort har redaktionen beslutat att ha med ett (mycket) komprimerat avsnitt om ämnet till recensionen av Geforce GTX 690, trots att vi ännu inte känner oss helt torra om fötterna med resultaten.

Observera alltså att det handlar om en ännu ej helt finslipad metod med snabbt ihopkastad redovisning och presentation, som vi gärna tar emot feedback runt. För den som vill experimentera på egen hand finns även all rådata tillgänglig.

Microstuttering - ojämnheter i bildfrekvensen

Flera sammankopplade grafikkort i SLI eller Crossfire är en populär lösning för att nå högre bildfrekvens. Metoderna innebär dock vissa nackdelar, varav speciellt så kallad "microstuttering" hamnat i fokus rejält det senaste året.

Fenomenet beror i korthet på att bilduppdateringar kommer i stötar, då processorn är snabbare på att leverera information än de sammankopplade grafikkorten. Resultatet är att bildrutorna påbörjas i stort sett samtidigt för att färdigställas med mycket litet mellanrum, vilket ger en paus till nästa omgång.

Exempel på renderingstider (i millisekunder)

GTX680GTX 680 (SLI)HD 7970HD 7970 (CF)
113,687,0012,359,66
211,236,4012,613,81
312,967,1412,7211,00
413,085,2913,164,04
512,447,1712,4710,82
612,816,6213,133,95
712,675,6012,6711,46
812,996,8914,113,50
912,767,2711,8911,53
1012,886,8511,994,16

En snabb titt på renderingstider ("frametimes") inhämtade under SweClockers testsekvens för Battlefield 3 ger en bra fingervisning om var problemet ligger. I optimala fall är skillnaden i tid mellan en bildruta och nästa minimal, något som ger en jämn upplevelse och väl motsvarar ett snittvärde för bilder per sekund.

För speciellt Radeon HD 7970 i Crossfire syns dock helt andra resultat. Precis som teorin förespråkar levereras bildrutorna i par med väldigt kort tid mellan, för att sedan ha en längre paus till nästa klump. Resultatet är en mer ojämn upplevelse, som trots höga FPS-värden upplevs ryckig och hackig.

Geforce GTX 690 – Världens snabbaste grafikkort

Ett diagram med utsnitt av renderingstiderna belyser problemet ännu tydligare. Där ett ensamt AMD Radeon HD 7970 har en relativt jämn linje med förhållandevis små variationer visar de Crossfire-kopplade korten snarast en matta av variationer.

Geforce GTX 690 – Världens snabbaste grafikkort

För Nvidia Geforce GTX 680 är det dock annorlunda. Ett ensamt kort ger visserligen jämnare resultat än två sammankopplade med SLI, men resultatet är långt ifrån lika illa som för Radeon HD 7970.

SweClockers metod

Även om ovanstående metoder på ett effektivt sätt visar problemet finns det vissa nackdelar. Den första handlar om problem att jämföra flera grafikkort, så diagrammen efter endast ett fåtal modeller blir kladdiga och svåröverskådliga.

Alternativet är att försöka få ned variationerna till ett enda värde, vilket på ett bra sätt representerar hur jämn eller ojämn bildfrekvensen är. Det värdet kan sedan jämföras i vanliga stapeldiagram, och därmed ge en uppfattning om hur konfigurationerna står sig mot varandra.

För att komma dit finns olika metoder, och redaktionen har experimenterat med allt från percentil till standardavvikelse och derivator. De flesta varianter ger dock liknande förhållanden mellan konfigurationerna, om än med olika värden. Det preliminära valet föll därför på den av alternativen matematiskt enklaste uträkningen.

I korthet tittar vi på skillnaden i renderingstid mellan två olika bildrutor, vilken i optimala fall ska vara så liten som möjligt. Det värdet är dock inte riktigt bra, då skillnadens påverkan är beroende av de ursprungliga värdena. En variation på 5 millisekunder är mycket mer allvarlig om ursprungsvärdena är 20 och 25 än om de är 120 och 125, till exempel.

Den uppmätta variationen ställs därför mot ett lokalt medelvärde, bestående av renderingstiderna 9 bildrutor runt den aktuella. Med hjälp av det kan vi få ut hur stor skillnaden är i procent, jämfört med vad bildfrekvensen "borde" ligga på enligt en tänkt "FPS-mätare". Dessa procentvärden summeras sedan för hela testsekvensen, för att ge ett medelvärde för avvikelsen.

Sammanfattningsvis representerar alltså den slutgiltiga siffran hur många procent bildfrekvensen svänger från medelvärdet under olika delar av testsekvensen. En låg siffra innebär stabil bildfrekvens utan "microstuttering", en hög siffra innebär instabila värden som snabbt svänger fram och tillbaka.

Resultatet

Diagram

Med värdena i hand kan vi snabbt notera intressanta resultat. Ensamma grafikkort ger i stort mycket bra resultat med värden långt under 10 procent, vilket i princip innebär omärkbara ojämnheter. På riktigt bra nivå hamnar även Nvidia Geforce GTX 680 SLI och GTX 690, trots dubbla grafikprocessorer.

Värre ser det ut för AMD Crossfire, och i viss mån även Nvidia SLI med Geforce GTX 580. Här handlar det bitvis om enorma variationer, med svängningar hela vägen över 120 procent för jumboplatstagaren Radeon HD 6990. Det innebär klart märkbara problem, och trots en visad bildfrekvens uppåt 80 FPS upplevs sekvensen som hackig.

10

AMD Tonga blir Radeon R9 285

Först ut med den nya grafikprocessorn Tonga blir minst en ny modell i den övre mellanklassen. Radeon R9 285 tar vid när den åldrande Tahiti går mot pension. Läs mer

29

Nvidia fyrdubblar upplösningen i VR-headset genom stapling av LCD-paneler

Genom att stapla två billiga LCD-paneler går det att fyrdubbla upplösningen och samtidigt ge högre uppdateringsfrekvenser i VR-headset, visar forskning från Nvidia. Läs mer

40

Silent Powers fläktlösa dator med kopparskum når prototypstadiet

En första prototyp av den passivt kylda datorn med kopparskum från Silent Power är nu färdig och inom kort utlovas de första prestandatesterna. Läs mer

35

Motorola Shamu är Google Nexus-telefon

Nya uppgifter gör gällande att Google under hösten lanserar en ny Nexus-telefon i samarbete med Motorola. Samtidigt talas det om en oviss framtid för Android Silver. Läs mer

48

Intel Haswell-E får fastlödd värmespridare

Merparten av Intels processorer använder kylpasta mellan processorkrets och värmespridare, men i entusiastklassen och Haswell-E är det fortsättningsvis en fastlödd lösning som gäller. Läs mer

12

Intel visar passivt kylda hybriddatorer med Broadwell på IDF 2014

Lagom till julhandeln väntas de första hybriderna med arkitekturen Broadwell hitta ut i butik och redan under Intel Developer Forum i september väntas flera modeller bli tillkännagivna. Läs mer

1

Webhallen auktionerar ut Playstation 4 – Gaystation Edition under Pride

Återförsäljaren Webhallen deltar i årets Pride-firande genom att auktionera ut en specialutgåva av Playstation 4, där intäkterna oavkortat kommer gå till RFSL Newcomers. Läs mer

24

Crytek uppges vara ekonomiskt säkrat

Från att ha varit på väg mot en ekonomisk härdsmälta meddelar Crytek att bolagets finanser är säkrade både på kort och lång sikt, men detaljer om vad som inträffat framgår inte. Läs mer

265

Recension: Asus ROG Swift PG278Q

Få skärmar är lika omtalade som nya Asus ROG Swift PG278Q, där en ovanlig kombination egenskaper för gaming är det stora dragplåstret. Nu är dags att sätta nykomlingen på prov i SweClockers testlabb. Läs mer

37

AMD sockel FM2+ med DDR3-minne kan leva kvar till 2016

Förväntat höga priser på DDR4-minne och hoppet om staplat minne gör att AMD kan fortsätta använda sockel FM2+ med DDR3 hela vägen fram till år 2016. Läs mer

140

Google köper Twitch

Efter en längre tids tystnad framgår av nya uppgifter att Googles Youtube-division tecknat ett avtal för att köpa den växande videoströmningstjänsten Twitch. Läs mer

65

DDR4-minnen hos svenska datorbutiker

Inför lanseringen av Intel Haswell-E och tillhörande plattformar anländer de första minnesmodulerna enligt den nya standarden DDR4 till svenska återförsäljare. Läs mer

60

Steam Controller utrustas med styrspak

En bild från den senaste betaversionen av Steam-klienten avslöjar att nästa revision av handkontrollen Steam Controller begåvas med styrspak. Läs mer

58

Nintendos svenska distributör drabbas av stöld i mångmiljonklassen

I en kupp mot Nintendos svenska distributör, Bergsala AB, har rånare kommit över spelkonsoler och spel till ett värde av uppemot 20 miljoner kronor. Läs mer

Sök jobb