硬件小知識：同步技術還能降低延遲？G-SYNC技術詳解

　　在選購顯示器的時候，有很多人都見到顯示器支持G-Sync或FreeSync技術，這兩項技術都可以減少畫面撕裂的情況發(fā)生，并且不會產(chǎn)生操作延遲。究其原因，需要從G-SYNC技術的原理聊起。所以今天，就和大家聊下G-SYNC技術原理。

　　01 幀率和刷新率

　　要和大家聊明白這個問題，首先要和大家科普一下幀率和刷新率。大家請看下面的動圖。

　　這個動畫實際是由很多張差別細微的靜態(tài)畫面，通過連續(xù)快速的播放而成。這是由于人眼的視覺暫留效應，我們在游戲中所看到的動畫，也是通過這樣的方式實現(xiàn)的。

　　游戲中的幀率就是顯卡一秒鐘可以繪制靜態(tài)圖片的數(shù)量，120FPS就意味著顯卡每秒繪制了120張靜態(tài)圖片。在人眼的視覺暫留效應下，就形成了我們看到的游戲動態(tài)畫面。

　　顯卡在完成圖片繪制后，就將靜態(tài)圖片傳輸至顯示器中，而顯示器則通過逐行掃描的方式將畫面展現(xiàn)到屏幕上。從左上角向右一行行的繪制，直至右下角結(jié)束，顯示器才算完成一張圖片的展現(xiàn)。顯示器一秒鐘可以完成多少次這樣的繪制過程，就是這款顯示器的刷新率。

　　144Hz的刷新率就意味著顯示器可以一秒鐘展現(xiàn)144張圖片，所以高刷新率的顯示器在使用時會更加流暢，畫面延遲也更低。

　　02 幀數(shù)波動與畫面撕裂

　　我們知道幀數(shù)和刷新率后，就要聊聊實際游戲場景了。由于顯卡的性能是固定的，而游戲場景的復雜程度不同，對于顯卡的運算壓力有大有小。所以顯卡每秒繪制圖片的數(shù)量，也就是游戲中的幀數(shù)，會有所波動。

　　而顯示器的刷新率是一個固定值，60Hz的顯示器的畫面就是每隔1/60秒完成一次畫面刷新，當固定的刷新率碰到不穩(wěn)定的幀數(shù)，問題就發(fā)生了。

　　當游戲幀數(shù)高于顯示器的刷新率時，會出現(xiàn)顯示器未顯示完整畫面，顯卡就已經(jīng)繪制出下一張圖片的情況。這時候顯示器會放棄掃描原來的圖片，開始掃描最新的圖片，畫面撕裂的情況就發(fā)生了。

　　而游戲幀數(shù)低于顯示器刷新率時，顯示器把圖片掃描完成后，顯卡還未完成下張圖片的繪制，這時顯示器會再次掃描顯示先前的圖片。當顯卡完成圖片繪制后，顯示器則會直接顯示最新的畫面，而停止掃描當前畫面。于是，又出現(xiàn)了畫面撕裂的情況。

　　03 垂直同步與G-Sync

　　游戲中也有對應的選項可以解決這一問題，那就是垂直同步。開啟后，讓顯卡跟著顯示器的刷新率進行畫面輸出。顯卡設有緩存區(qū)，在繪制圖片的時候，第一張圖片會放置在前緩存區(qū)供顯示器掃描顯示，而顯卡繪制的新圖片則放置在后緩存區(qū)。

　　當垂直同步開啟后，顯卡在顯示器沒有完成前緩存區(qū)的圖片掃描時，就一直處于待機狀態(tài)。當顯示器繪制完成后，才會進行新一張圖片的繪制，并進行前后緩存區(qū)的交換。這就是為什么開啟垂直同步后，游戲的幀數(shù)最高只能于顯示器的刷新率相同。

　　這固然解決了畫面撕裂的問題，但也出現(xiàn)了另外一個更為致命的問題。那就是操作延遲，在開啟垂直同步后，顯卡有一部分時間處于待機狀態(tài)，而玩家的操作并沒有停止。所以，玩家在游戲中的操作并不能及時的同步到顯示器的畫面上。

　　而自適應顯示器刷新率技術(G-Sync和FreeSync)的出現(xiàn)，則同時解決了操作延遲和畫面撕裂這兩個問題。這項技術可以讓顯示器的刷新率隨著顯卡的幀數(shù)而改變，也就是說，當顯卡幀數(shù)低于屏幕刷新率的時候，屏幕會自動延長刷新畫面的時間，來等待顯卡繪制完成。當顯卡完成新一張圖片的繪制后，才會進行第二張圖片的掃描。

　　04 G-Sync和FreeSync的區(qū)別

　　G-Sync和FreeSync這二者都是通過調(diào)節(jié)顯示器的刷新率來解決畫面撕裂這一問題，但二者在某些地方還有一些不同。

　　最開始的顯示器并沒有自適應顯卡刷新率的概念，液晶顯示器的面板和驅(qū)動板也不支持這項技術，所以英偉達為了實現(xiàn)這一功能，就與顯示器廠商配合，在內(nèi)部放置了一個芯片來完成自適應的操作。

　　而FreeSync是一個基于DP接口中附加協(xié)議所打造的免費標準，由于本身免費，不需要授權。所以只要顯示器的驅(qū)動板和面板支持自適應技術，基本都會選擇搭載。但驅(qū)動板和面板也要好壞之分，質(zhì)量較差的驅(qū)動板和面板在使用FreeSync的時候就會出現(xiàn)很多奇怪的問題，影響玩家的游戲體驗。

　　反觀G-Sync這邊，不僅需要硬件芯片的支持，還需要NV聯(lián)合顯示器廠商去進行認證，所以支持G-Sync顯示器的質(zhì)量有所保證。而FreeSync技術的門檻要低得多，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，使用時比較考驗人品。

　　所以推薦玩家購買支持硬件G-Sync的電競顯示器。