Die Mikroruckler-Problematik

Crossfire und damit auch Dual Graphics arbeitet mit sogenanntem AFR (Alternate Frame Rendering), die GPUs berechnen also abwechselnd je einen Frame. Da die Last pro Bild unterschiedlich ausfällt und die Frames direkt nach ihrer Berechnung ausgegeben werden, ist die Frequenz unregelmäßig, und die Darstellung wirkt nicht flüssig - gerade bei niedrigen Bildraten. Dieses Problem wird als Mikroruckler bezeichnet. Entdeckt wurde es vom mittlerweile verstorbenen, legendären 3DC-Forenmitglied "tombman".

Theoretisch sollte bei 60 fps jedes Frame nach 16,7 Millisekunden (diese Zeitspanne wird als Frametime bezeichnet) ausgegeben werden - dies ist aber bei mehreren GPUs oft nicht der Fall. Die Problematik ist bei asynchronem Crossfire besonders stark ausgeprägt, da sich beide GPUs hinsichtlich ihrer Geschwindigkeit unterscheiden. Die Radeon R7 250 etwa hat eine um fast 50 Prozent höhere Rechenleistung als die R7-Grafik des A8-Kaveri. Deshalb hat AMD die AFR-Technik für Dual Graphics angepasst: Die dedizierte GPU kann mehrere Bilder hintereinander ausgeben, dann ist die integrierte GPU an der Reihe, dann wieder Erstere und so weiter.

  • A8-7600 (45 Watt per cTDP), 2 x 8 GByte DDR3-2133 mit Dual-Rank, Win8.1 x64, Catalyst 14.2 Beta v1.3, High Quality AF, Frame Pacing aktiviert (Bild: Golem.de)
  • A8-7600 (45 Watt per cTDP), 2 x 8 GByte DDR3-2133 mit Dual-Rank, Win8.1 x64, Catalyst 14.2 Beta v1.3, High Quality AF, Frame Pacing aktiviert (Bild: Golem.de)
  • A8-7600 (45 Watt per cTDP), 2 x 8 GByte DDR3-2133 mit Dual-Rank, Win8.1 x64, Catalyst 14.2 Beta v1.3, High Quality AF, Frame Pacing aktiviert (Bild: Golem.de)
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  • A8-7600 (45 Watt per cTDP), 2 x 8 GByte DDR3-2133 mit Dual-Rank, Win8.1 x64, Catalyst 14.2 Beta v1.3, High Quality AF, Frame Pacing aktiviert (Bild: Golem.de)
  • A8-7600 (45 Watt per cTDP), 2 x 8 GByte DDR3-2133 mit Dual-Rank, Win8.1 x64, Catalyst 14.2 Beta v1.3, High Quality AF, Frame Pacing aktiviert (Bild: Golem.de)
  • A8-7600 (45 Watt per cTDP), 2 x 8 GByte DDR3-2133 mit Dual-Rank, Win8.1 x64, Catalyst 14.2 Beta v1.3, High Quality AF, Frame Pacing aktiviert (Bild: Golem.de)
  • A8-7600 (45 Watt per cTDP), 2 x 8 GByte DDR3-2133 mit Dual-Rank, Win8.1 x64, Catalyst 14.2 Beta v1.3, High Quality AF, Frame Pacing aktiviert (Bild: Golem.de)
  • A8-7600 (45 Watt per cTDP), 2 x 8 GByte DDR3-2133 mit Dual-Rank,  Gigabyte GA-F2A88XN-WIFI, Be Quiet Straight Power E9 400 Watt (Bild: Golem.de)
  • A8-7600 (45 Watt per cTDP), 2 x 8 GByte DDR3-2133 mit Dual-Rank,  Gigabyte GA-F2A88XN-WiFi, Be Quiet Straight Power E9 400 Watt (Bild: Golem.de)
  • Übersicht zu Dual Graphics (Bild: AMD)
  • Dual Graphics wird im Control Center aktiviert. (Screenshot: Marc Sauter/Golem.de)
  • Frame Pacing ist automatisch eingeschaltet. (Screenshot: Marc Sauter/Golem.de)
  • Frame Pacing passt die Render- und die Dislay-Time an. (Bild: Nvidia)
  • Battlefield 4 profitiert stark von Frame Pacing. (Bild: EA)
  • Das Kaveri-System mit dem Gigabyte GA-F2A88XN-Wifi und Sapphires Radeon R7 250 (Bild: Fabian Hamacher/Golem.de)
Frame Pacing passt die Render- und die Dislay-Time an. (Bild: Nvidia)

In der Praxis verbessert diese prinzipiell gute Idee zwar die absolut erreichte Bildrate, verstärkt aber das Mikroruckler-Problem massiv. Statt einer gleichmäßigen Frametime werden mehrere Frames innerhalb kürzester Zeit ausgegeben, danach folgt eine Pause und dann wieder ein Frame. Die Folge ist eine hohe Bildrate bei dennoch sehr unflüssigem, ruckeligem Spielgefühl. Bei Llano waren Titel wie Call of Duty Modern Warfare praktisch unspielbar, da dieses Spiel von einer hohen und gleichmäßigen Bildrate sehr profitiert (selbst auf Konsole läuft CoD daher mit 60 fps).

AMD hat deswegen eine Technik namens Frame Pacing erfunden, welche die Frame-Ausgabe bei Multi-GPU-Systemen optimiert, also gegen Mikroruckler vorgeht. Frame Pacing passt die Render Time und die Display Time an und hält finale Frames zurück, hierdurch wird eine regelmäßigere Bildrate erreicht. Die Technik funktioniert ergo nur im GPU-Limit und nicht, wenn die CPU bremst, da hier der Prozessor bestimmt, wann ein Bild ausgegeben wird (in diesem Fall treten keine Mikroruckler auf).

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 Benchmarks und LeistungsaufnahmeFrametime-Problematik gelöst, Fazit 
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