Nvidia G-Sync - review

Il futuro della tecnologia di visualizzazione dei videogiochi.

Analizziamo il frame rate dei videogiochi dal 2008, quindi credeteci quando affermiamo che l'introduzione di G-Sync da parte di Nvidia è un passo in avanti nella tecnologia di visualizzazione. Il modo in cui i videogiochi vengono presentati su schermo cambia radicalmente, producendo un'esperienza fondamentalmente diversa e migliore. Il tearing è un ricordo del passato, e gli scatti dei giochi con sincronia verticale e frame rate variabile sono stati ridotti.

Abbiamo parlato del G-Sync alla fine dello scorso anno, in occasione di un evento di lancio organizzato da Nvidia, ma abbiamo avuto la fortuna di provare la tecnologia nelle ultime settimane, e si tratta di qualcosa di veramente impressionante.

Abbiamo utilizzato un Asus VG248QE, un monitor TN 1080p da 24 pollici fornito da Nvidia, con il modulo G-Sync a rimpiazzare lo scaler standard dell'unità. È un monitor decente, che però non raggiunge i livelli del display IPS 2560x1440 a 27” del Dell U2713HM che utilizziamo per giocare su PC. Perdere qualcosa in risoluzione è stato inizialmente deludente, ma dopo aver provato un gioco con G-Sync abbiamo capito che è molto, molto difficile tornare indietro. Fortunatamente, Nvidia ci ha detto che G-Sync può inserirsi in praticamente ogni tecnologia alla base dei monitor per PC disponibili ad oggi sul mercato, un fattore che può avere risvolti molto interessanti per display mobile, laptop e desktop, e forse anche HDTV. Possiamo aspettarci entro un paio di mesi una serie di monitor di varie dimensioni e risoluzione in arrivo presso i rivenditori.

La sorpresa più grande scaturita dalle nostre sessioni con G-Sync è forse il modo in cui la tecnologia ridefinisce la percezione del frame rate. Possiamo percepire quando un gioco non riesce a raggiungere i 60fps prefissati, ma ora abbiamo capito che questo accade non solo in funzione dei fotogrammi unici generati, ma anche in base a quelli duplicati. G-Sync elimina i duplicati e rende ogni fotogramma unico, visualizzandolo non appena la GPU lo ha generato.

"La sorpresa più grande è il modo in cui G-Sync ridefinisce la percezione del frame rate"

Cosa fa in sostanza G-Sync? È impossibile mostrarlo con un'acquisizione convenzionale, ma possiamo farlo capire filmando il monitor con una telecamera a 120fps. In questo video il filmato viene riprodotto al 25% della velocità.

Non ci sono quindi più scatti indotti dalla necessità del PC di attendere il prossimo aggiornamento dello schermo, né renderizzazione dell'immagine mentre viene mostrata la prossima (la causa del tearing). È il cambiamento più grande introdotto nell'interfaccia tra macchina e display dai tempi in cui il progressive scan è diventato lo standard.

Ma quant'è valida la tecnologia? Si può dire che all'evento di lancio tenuto da Nvidia a Montreal nel periodo finale dello scorso anno praticamente tutti i presenti siano rimasti impressionati. Nvidia ha apparentemente realizzato l'impossibile riuscendo a far sembrare più fluidi frame rate inferiori a 60fps, con appena un'ombra di ghosting più o meno visibile a seconda del calo nel numero di fotogrammi. La sequenza di benchmark di Tomb Raider appare molto, molto bella a 45fps, apprezzabile quasi quanto l'esperienza a 60 fotogrammi al secondo. Anche a 40fps, il tutto resta ottimamente presentabile.

Le possibilità fanno venire l'acquolina. Perché puntare ai 60fps se 40fps possono apparire così impressionanti? John Carmack ci ha detto che avrebbe voluto che la tecnologia fosse disponibile per Rage, in modo che alcune sezioni risultassero visivamente migliori pur mantenendo la loro fluidità a un frame rate più basso. Mark Rein di Epic ci ha chiesto di immaginare quanti sviluppatori potrebbero proporre giochi graficamente migliori senza la necessità di puntare a un certo livello di performance. Siamo tornati dall'evento con la convinzione di aver assistito a qualcosa di genuinamente rivoluzionario. Ora che abbiamo un monitor G-Sync in nostro possesso, resta da sciogliere il dubbio sull'efficacia della tecnologia in comuni condizioni di gameplay, situazione che non abbiamo potuto riprodurre all'evento di Nvidia.

"G-Sync può inserirsi in praticamente ogni tecnologia alla base dei monitor per PC disponibili ad oggi sul mercato"

Anche i frame rate variabili risultano fluidissimi con G-Sync, mentre la sincronia verticale disabilitata appare terribile in confronto. Abbiamo comunque notato dei piccoli cali di performance in alcune situazioni.

Test #1: Tomb Raider

  • GPU: GeForce GTX 760
  • Impostazioni: Ultimate (TressFX abilitato)

Abbiamo riprodotto le impostazioni di Tomb Raider con cui Nvidia ha scelto di dimostrare G-Sync, e scoperto che l'area iniziale all'esterno è la vetrina migliore per la tecnologia. Il gioco con impostazioni Ultimate (essenzialmente ultra con TressFX abilitato) produce un frame rate che passa fluidamente dai 45 ai 60fps, in un ottimo connubio tra solidità del refresh e la nuova tecnologia di visualizzazione, con il risultato di un'esperienza quasi priva di difetti.

Prima di raggiungere l'area all'aperto abbiamo però dovuto affrontare le sezioni iniziali, in cui Lara scappa da una grotta in crollo e si ingegna in vari modi prima di raggiungere un tunnel verso la libertà. È a questo punto che abbiamo incontrato la nemesi ultima di G-Sync, vale a dire una notevole mancanza di stabilità nel frame rate generato dal gioco. TressFX è molto esigente in termini di risorse e genera valori tra i 20 e i 60 fotogrammi al secondo. Gli “istinti di sopravvivenza” di Lara in combinazione con TressFX rappresentano in particolare il punto più basso dell'esperienza.

Il gameplay con G-Sync è eccezionale quando il gioco opera tra i 45 e i 60fps, ma la variazione nelle prestazioni non ha funzionato bene all'infuori di questi valori. Disabilitare TressFX ci ha riportato a 60fps fissi dall'inizio alla fine della stessa area, producendo un'esperienza ottimale ma non il tipo di stress test di G-Synch in cui speravamo.

"L'area iniziale all'esterno di Tomb Raider è la vetrina migliore per la tecnologia"

tombraider
La tecnologia TressFX ha causato troppe variazioni di frame rate con una GTX 760. G-Sync opera stupendamente in molte aree, ma in altre il calo di fluidità si è rivelato troppo accentuato. Disabilitare TressFX ci ha riportato a 60fps fissi, valore che rende inutile G-Sync.

Test #2: Battlefield 4

  • GPU: GeForce GTX 760
  • Impostazioni: Ultra

Per essere un titolo all'avanguardia, Battlefield 4 non è un titolo particolarmente esigente neanche a impostazioni ultra. L'unico elemento che influenza particolarmente le prestazioni è l'anti-aliasing multisampling: con le impostazioni ultra l'MSAA viene portato al valore massimo di 4x, un carico che la GTX 760 non può gestire senza perdere fotogrammi. Nel livello Shanghai della campagna di Battlefield 4 abbiamo rilevato immediatamente valori tra 40 e 60fps, esattamente il raggio d'azione in cui G-Sync lavora teoricamente meglio.

Nonostante un livello di stabilità paragonabile a quello di Tomb Raider con le impostazioni massime, stavolta il lavoro di G-Sync è molto più complicato: una prospettiva in prima persona implica inevitabilmente molto più movimento su schermo con variazioni di inquadratura più veloci, esattamente il genere di azione che rende gli scatti dovuti alla sincronia verticale più percettibili. G-Sync riduce significativamente queste esitazioni, ma i fotogrammi non sono distribuiti in maniera omogenea e ciò provoca dei singhiozzi ben visibili.

Per essere più chiari, l'esperienza è sensibilmente migliore rispetto a quella prodotta dall'utilizzo della sincronia verticale standard, ma G-Sync non riesce a rendere l'esperienza simile a quella prodotta da un frame rate a 60fps quando la fluidità varia così radicalmente e in maniera improvvisa. Abbiamo diminuito l'MSAA a 2x per migliorare le cose e finito per disattivare del tutto il multi-sampling durante la sparatoria di Shanghai. I valori si sono mantenuti a ridosso dei 60fps, e gli inevitabili cali nelle prestazioni sono apparsi molto meno percettibili: G-Sync smussa molto bene le visuali, fornendo proprio il tipo di prestazioni stabili che vogliamo.

"I nostri test su Battlefield 4 ci hanno lasciato l'impressione che G-Sync non sia una panacea per frame rate molto variabili"

bf4
Uno shooter veloce e frenetico è il banco di prova definitivo per G-Sync. L'intervallo di fotogrammi in cui la tecnologia opera meglio si riduce a causa dei rapidi movimenti su schermo, ma l'effetto resta attraente.

I nostri test su Battlefield 4 ci hanno lasciato l'impressione che G-Sync non sia una panacea per frame rate molto variabili, ma piuttosto una tecnologia che possa lavorare meglio in un certo intervallo di valori. 45-60fps risultano molto piacevoli nel caso di Tomb Raider, ma la presentazione di un FPS frenetico va oltre quella finestra di valori. Siamo rimasti soddisfatti dal gameplay tra 50 e 60fps, ma al di sotto di queste soglie l'effetto, pur se preferibile alle alternative, non è altrettanto magico.

Dall'esperienza su Battlefield 4 emerge anche l'importanza della latenza di input. G-Sync migliora la presentazione grafica del gioco, ma è solamente una tecnologia di visualizzazione che non può mitigare la maggiore lag nella risposta del controller ai frame rate più bassi. L'input lag dovrebbe essere ridotta rispetto a uno scenario che vede l'impiego della sincronia verticale, ma le incoerenze nell'esperienza affiorano dopo la rimozione dei difetti grafici. Starà agli sviluppatori ridurre il più possibile la latenza di input, in modo che la risposta del controller non sia compromessa in caso di perdità di fluidità.

Test #3: Crysis 3

  • GPU: GeForce GTX 780
  • Impostazioni: Very High, 2x SMAA

L'anno scorso abbiamo avuto la fortuna di avere per un periodo di tempo limitato un PC dotato di processore Intel six-core equipaggiato con tre GeForce GTX Titan in SLI. Crysis 3, che consideriamo tuttora il videogioco più esigente in termini di potenza di calcolo su PC, girava su quella configurazione a 2560x1440 con impostazioni Very High a quasi 60fps costanti. Da allora abbiamo provato a replicare quell'esperienza con schede singole, in particolare GTX 780 e GTX 780 Ti, ma la fluidità del gameplay non è allo stesso livello. Anche a 1080p, Crysis 3 è un carico troppo grosso per essere gestito senza intoppi da una singola GPU.

G-Sync sicuramente aiuta a migliorare Crysis 3, ma anche in questo caso le impostazioni Very High causano una dilatazione nei valori massimi e minimi del frame rate, che ricadono in parametri al di fuori dello scenario ottimale per la nuova tecnologia di Nvidia. Il miglior esempio di questa situazione è forse il primo livello, in cui il giocatore si muove tra scenari interni ed esterni, questi ultimi appesantiti da effetti meteorologici che dimezzano il frame rate perfino su una scheda potente come la GTX 780. Il netto calo di fotogrammi è semplicemente troppo marcato per permettere a G-Sync di operare la sua magia. Sono rilevabili anche problemi di caching, con cali di performance che coincidono in occasione del passaggio a nuove aree, quando avviene lo streaming di oggetti verso la RAM. Ricordiamo che G-Sync è solo una tecnologia di visualizzazione, e che i colli di bottiglia nel sistema limitano comunque le prestazioni.

"Se una GPU non riesce a sostenere 60fps, perché non puntare a 40, 45 o 50fps? G-Sync offre questa flessibilità, ma è necessaria l'introduzione di limitatori di frame-rate nelle impostazioni grafiche"

crysis
Il test su Crysis 3 dimostra nuovamente che le impostazioni massime aumentano il divario tra il valore minimo e quello massimo del frame rate, col risultato che l'esperienza non è fluida neanche con l'utilizzo di G-Sync.

Crysis 3 mantiene la sua reputazione di titolo impegnativo anche per i PC di fascia alta. Per ottenere i frame rate migliori da titoli di questo tipo con impostazioni massime è necessaria G-Sync in combinazione con uno SLI di buon livello. Bisogna sottolineare che G-Sync è legato al concetto di stabilità delle prestazioni, dei fotogrammi visualizzati a ritmi regolari. Quando il frame rate si aggira stabilmente sui 40fps la fluidità è veramente degna di nota. Tendiamo a pensare che un frame rate superiore sia automaticamente migliore, ma c'è un motivo per cui la maggior parte dei titoli per console è bloccata su 30fps: una visualizzazione omogenea è più gradita all'occhio e implica un input lag stabile che va perduta in caso di fluttuazioni tipiche dei frame rate sbloccati.

Le tecnologie convenzionali alla base dei monitor operano a 60Hz, quindi 30 fotogrammi costanti al secondo forniscono quella stabilità. G-Sync dovrebbe in teoria permettere di bloccare altri valori: se non c'è sufficiente potenza per un'esperienza a 60fps, perché non puntare a 40, 45 o 50fps? Da ciò che abbiamo visto nei nostri test sui titoli citati e dai benchmark che solitamente effettuiamo sulle GPU (Sleeping Dogs si è dimostrato particolarmente bello a 45fps), il sistema potrebbe funzionare molto bene.

Nvidia G-Sync: il verdetto del Digital Foundry

G-Sync è la migliore soluzione hardware possibile all'annoso problema di tearing e scatti derivanti dalla v-sync. Delegando completamente alla scheda video l'aggiornamento dello schermo otteniamo l'integrità visiva della sincronia verticale e la possibilità di far girare il gioco a frame rate sbloccato, cosa possibile in precedenza solo al prezzo di un orribile tearing. G-Sync fornisce un'esperienza chiaramente superiore ma non è la bacchetta magica in grado di risolvere tutti i problemi di fluidità relativi al gaming su PC: qualcosa deve cambiare anche sul versante software.

Quando abbiamo visto G-Sync all'evento di lancio di Montreal siamo rimasti stupiti di fronte alla solidità delle demo del pendolo e di Tomb Raider. Un calo a 45fps ha provocato un minimo di ghosting (fotogrammi visualizzati più a lungo dei normali 16,67ms dello standard 60Hz) ma la fluidità dell'esperienza è sembrata molto, molto simile alle stesse demo fatte girare a 60fps, un risultato notevole. La ragione per cui le demo apparivano così belle è comunque la regolarità del frame rate, un fattore non sempre associato con i videogiochi su PC. Quando un titolo gira senza blocchi, questa regolarità non è sempre ottenibile durante il gameplay. G-Sync può mitigare questi effetti, ma solo fino a un certo punto.

C'è una soglia di frame rate oltre la quale l'effetto di G-Sync tende a svanire. Questa soglia cambia da persona a persona e da gioco a gioco, ma nei nostri test abbiamo rilevato che i valori ottimali per la nuova tecnologia sono tra i 50 e i 60fps nei giochi più dinamici. Costanti fluttuazioni al di sotto di questa soglia sono state evidenti, e sebbene preferibile a quella garantita dalla sincronia verticale, la presentazione in questi casi non è sembrata adeguata. A causa delle quasi infinite combinazioni di componenti hardware in un qualsiasi PC, dovrebbe essere compito dell'utente trovare le impostazioni giuste per ottenere il frame rate adeguato, e allo stesso modo gli sviluppatori dovrebbero puntare a prestazioni regolari nell'arco dell'intero gioco. Non avrebbe senso ottimizzare le impostazioni per poi scoprire che il livello successivo stressa molto di più la GPU. Se i nostri test su G-Sync ci hanno insegnato qualcosa, è che frame rate regolari sono generalmente più importanti di un rendering più rapido..

Con la giusta applicazione, G-Sync può aprire molte possibilità. Nell'era dei monitor a 60Hz, possiamo ottenere un'esperienza fluida e priva di scatti con 60fps bloccati o con lo standard console di 30fps. Come detto, con G-Sync è teoricamente possibile puntare a qualsiasi frame rate (ad esempio 40fps) e bloccarlo senza i singhiozzi che si rileverebbero sugli attuali display. Per rendere tutto ciò possibile, sarebbe necessaria l'introduzione di limitatori di frame rate nelle impostazioni grafiche. Ciò ha implicazioni interessanti nel settore del benchmarking delle GPU perché improvvisamente i frame rate più bassi acquisirebbero molta più importanza rispetto alle medie.

G-Sync è in generale un trionfo hardware, ma la strada per un gameplay regolare e piacevole è ancora molto lunga. Eliminando i difetti su schermo, G-Sync espone i problemi dei frame rate fortemente variabili in ambito PC ed evidenzia i problemi della latenza di input. Il problema hardware è ora sistemato, ma servono soluzioni software che possano sfruttare al meglio questa eccezionale tecnologia.

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Riguardo l'autore

Richard Leadbetter

Richard Leadbetter

Technology Editor, Digital Foundry

Rich has been a games journalist since the days of 16-bit and specialises in technical analysis. He's commonly known around Eurogamer as the Blacksmith of the Future.

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