Original-URL des Artikels: https://www.golem.de/news/amd-freesync-im-test-kostenlos-im-gleichen-takt-1503-113065.html    Veröffentlicht: 20.03.2015 12:04    Kurz-URL: https://glm.io/113065

AMD Freesync im Test

Kostenlos im gleichen Takt

Kein zerrissenes Bild und auch kein Stottern mehr: AMDs Freesync koppelt die Frequenz des Monitors an die Bildrate der Grafikkarte. In der Praxis macht Freesync manches besser als Nvidias G-Sync, dafür überzeugen die kompatiblen Bildschirme nicht durchgehend.

Wer mit einer Radeon-Grafikkarte spielt, musste sich bisher entscheiden: Entweder ist die vertikale Synchronisation eingeschaltet oder sie ist aus - den goldenen Mittelweg ermöglichen nur Nvidias Geforce-Modelle. Dessen G-Sync genannte Technologie bietet die Vorteile der vertikalen Synchronisation ohne deren Nachteile, einen entsprechenden Monitor vorausgesetzt. AMDs schon im Januar 2014 angekündigte Alternative, Freesync genannt, ist ab heute endlich verfügbar. Wir haben sie getestet.

Bei Konsolen ist sie nahezu immer eingeschaltet, am PC haben Nutzer die Wahl: Die vertikale Synchronisation koppelt die von der Grafikkarte ausgegebenen Bilder an die Wiederholfrequenz des Monitors. Diese Idee verbessert zwar die Bildqualität, führt aber je nach Leistung der Grafikkarte zu einer stotternden Darstellung und einer höheren Eingabelatenz.

Vor- und Nachteile ohne Vsync

Nehmen wir als Beispiel ein Display mit einer Wiederholfrequenz von 60 Hz: Ohne Freesync oder G-Sync stellt ein solcher Bildschirm gerundet alle 16,7 ms ein neues Bild dar. Der Grafiktreiber und viele Spiele bieten eine Option, die vertikale Synchronisation oder kurz Vsync genannt wird. Bei einigen Titeln ist diese per Standardeinstellung abgeschaltet, bei anderen - wie Skyrim - kann Vsync nur in einer Konfigurationsdatei deaktiviert werden.

Da der Monitor sein Bild stur alle 16 ms aktualisiert, treten zwei Probleme auf: Liefert die Grafikkarte weniger oder mehr als 60 fps, liegt nicht exakt alle 16 ms ein Bild vor. Was macht das Display? Es befüllt seine Zeilen schlicht mit den Frames, welche die Grafikkarte abliefert - egal ob das letzte Bild noch teilweise dargestellt wird oder nicht. Als Folge zerreißt die Darstellung, der englische Fachbegriff hierfür ist Tearing.

Wie stark das Bild zerreißt, hängt davon ab, wie viele Teilbilder der Monitor pro Aktualisierungsvorgang aus seinem Puffer ausliest, in den die Grafikkarte schreibt. Bei einem wenig anspruchsvollen Spiel können das innerhalb eines Refresh-Zyklus mehrere sein, weswegen die Darstellung wie zerstückelt wirkt - ein rundes Spielgefühl ist das nicht. Vorteil ohne vertikale Synchronisation: Da jedes Bild direkt ausgegeben wird, ist die Eingabelatenz gering.

Vor- und Nachteile von Vsync

Schaltet der Nutzer die vertikale Synchronisation im Spiel ein oder erzwingt sie im Treiber, stellt das Display den zum Refresh-Zyklus eintreffenden Frame die vollen 16 ms dar. Schickt die Grafikkarte ihre Bilder schneller, als der Monitor sie verarbeiten kann, werden Frames ausgelassen. Ein 60-Hz-Display gibt alle 16 ms ein Bild und somit maximal 60 Frames pro Sekunde aus.

Ist die Grafikkarte schneller mit einem Bild fertig, muss sie warten, bis der Monitor seinen aktuellen Refresh-Zyklus beendet hat und den nächsten Frame abholt. Dadurch steigt die Latenz zwischen Eingaben wie der Mausbewegung und der Ausgabe des Bildes, das diesen Input enthält.

Noch nerviger ist das Stottern, wenn die Grafikkarte etwas länger als 16 ms benötigt und weniger als 60 fps erreicht: In diesem Fall steht dem Display kein neues Bild zur Verfügung, es stellt den letzten Frame erneut dar und die Darstellung wird teils extrem ruckelig (30, 20, 15 fps).

Das stört bei Head-mounted Displays wie dem Oculus Rift. Zwar hilft Triple-Buffering gegen das Stottern, diese Technik erhöht durch ein zusätzlich gepuffertes Bild aber die Eingabelatenz und wird nur in wenigen Spielen genutzt. Freesync löst das Tearing- und das Stotter-Problem, ohne die Eingabelatenz zu erhöhen, sofern die Voraussetzungen stimmen.

Funktionsweise plus Monitore

Die von AMD Freesync genannte Technik bildet die Grundlage des vom Vesa-Gremium entwickelten Standards namens Adaptive Sync, der eine optionale Komponente des Displayports 1.2a ist. Wo die Hersteller für G-Sync ein proprietäres Modul verbauen müssen, das als Scaler-Einheit (Frequenzteiler) des Monitors dient, erfordert Freesync keine zusätzlichen Bauteile und ist kostenlos.

Adaptive Sync arbeitet, wie es der Name bereits impliziert, variabel: Die Spezifikation ermöglicht eine Bildwiederholrate von 9 bis 240 Hz, die der Monitor dynamisch anlegen kann. Statt auf Frames von der Grafikkarte zu warten oder das vorherige Bild erneut darzustellen, gibt Adaptive Sync den Frame genau dann aus, wenn er eintrifft.

Die grundlegende Idee stammt aus dem Notebookmarkt, wo sie in Kombination mit dem Embedded-Displayport genutzt wird, um Energie zu sparen (Panel Self Refresh). Läuft ein Film mit 24 Bildern pro Sekunde, kann der Monitor mit konstant 48 statt 60 Hz arbeiten (Media Buffer Optimization).

Noch mäßige Monitor-Auswahl

Adaptive Sync für Displayport 1.2a erweitert die Idee um die dynamische Hz-Anpassung, alle Monitore mit einem entsprechenden Scaler beherrschen die Freesync-Technik. AMD arbeitet allerdings mit den Herstellern zusammen und zertifiziert Bildschirme mit einem Logo. Derzeit sind vier Monitore verfügbar, wir haben für unsere Tests den Acer XG270HU verwendet.

Dieser nutzt ein sichtlich blickwinkelabhängiges TN-Panel mit einer maximalen Frequenz von 144 Hz. Minimal sind es 40 Hz - was aber nicht an Adaptive Sync, sondern am Scaler oder dem eingesetzten Panel liegt. Diese vergleichsweise hohe Untergrenze empfinden wir als schlecht gewählt, denn unterhalb von 40 Hz funktioniert Freesync nicht mehr, stattdessen greift Vsync mit all seinen Nachteilen. Nvidias G-Sync arbeitet bis minimal 30 Hz, möglicherweise erreichen kommende Freesync-Monitore eine ähnlich niedrige Frequenz.

Ohnehin erscheint uns das bisherige Display-Angebot suboptimal: Neben dem Acer ist noch Benqs XL2730Z verfügbar. Auch hier haben wir es mit einem TN-Panel mit 2.560 x 1.440 Pixeln und 40 bis 144 Hz zu tun. Die beiden LG-Modelle wie der 34UM67 im Ultra-Widescreen-Format arbeiten zwar mit IPS-Technik, sind aber mit 48 bis 75 Hz stark eingeschränkt - schade.

Ein interessanter Unterschied zwischen Freesync und mit G-Sync liegt bei der maximalen Bildrate: Bei Nvidias proprietärer Lösung stellt die Hz-Frequenz des Monitors das Limit dar, ein 144-Hz-Display zeigt nicht mehr als 144 fps an. AMDs Freesync überlässt dem Nutzer die Wahl: Entweder die Bildrate wird bei der maximalen Monitorfrequenz abgeregelt oder sie geht darüber hinaus bei geringer Eingabelatenz, der Nutzer sieht dann aber Tearing.

Unterstützung für Bonaire, Hawaii und Tonga

Was Freesync neben einem Adaptive-Sync-Monitor erfordert, ist eine aktuelle Radeon-Grafikkarte: In vollem Umfang unterstützen nur die Radeon R9 290(X), die Radeon R9 285, die Radeon R7 260(X) und die Radeon HD 7790 die Technik; die Radeon R9 295 X2 sowie Crossfire allgemein sollen später folgen. Die integrierten GPUs in den Kaveri-, Kabini- und Beema-Prozessoren sind ebenfalls zu Freesync kompatibel. Ältere Grafikkartenmodelle unterstützen die Technik nicht voll, sondern nur eine fixe Frequenz zum Filmegucken.

Ist eine kompatible Grafikkarte per (Mini-)Displayport mit einem Adaptive-Sync-Monitor verbunden, fehlt noch die passende Software.

Praxis, Fazit und Ausblick

Für Freesync ist der Catalyst 15.3.1 Beta notwendig, den AMD zum Zeitpunkt der Veröffentlichung dieses Artikels nur der Presse zur Verfügung gestellt hat. Ist der Catalyst installiert, erscheint ein kleiner Hinweis, dass ein Freesync-kompatibles System erkannt wurde. Im Catalyst Control Center noch den Haken bei den Display-Optionen setzen und die Einrichtung ist beendet.

Um uns zu überzeugen, ob Freesync funktioniert, haben wir die Windmühlendemo von AMD gestartet. Die zeigt ohne vertikale Synchronisation starkes Tearing und mit Vsync ein deutliches Stottern. Mit aktiviertem Freesync verschwindet beides und die Darstellung wirkt extrem flüssig.

Was uns in allen drei Modi aber stört, ist das Ghosting: Das Bild - im Falle der Demo die Flügel der Windmühle - zieht Schlieren, wo keine sein sollten. AMD bestätigte unsere Vermutung, dass dies ein Problem des Panels sei, konnte aber keine Lösung anbieten. Aktuell raten wir daher vom Acer XG270HU ab.

Freesync ist eine Wohltat für Augen und Maus

Von den technischen Unzulänglichkeiten des Bildschirms abgesehen, ist der Unterschied zwischen Vsync und Freesync gigantisch: Der Autor dieser Zeilen spielt zumeist ohne vertikale Synchronisation, da er Tearing als das geringere Übel ansieht. Denn selbst bei 144 Hz macht sich bei eingeschaltetem Vsync die höhere Eingabelatenz extrem bemerkbar, Titel wie The Elder Scrolls Skyrim steuern sich, als würden wir die Maus durch einen Topf Honig ziehen.

Strategiespiele wie Grey Goo, die keine sehr schnellen Eingaben erfordern, zeigen, zumindest was den Input-Lag anbelangt, weniger drastische Unterschiede. Da 144 fps mit eingeschalteter Virtual Super Resolution (3.200 x 1.800 Pixel) nur selten erreicht werden, stottert Grey Goo mit aktiviertem Vsync auf der Radeon R9 290X extrem und ohne nervt das Tearing. Mit Freesync ist das Spielgefühl ein völlig anderes, weil absolut flüssiges - toll!

Wenn die Bildrate unter 40 fps fällt und der Monitor von Freesync auf Vsync umschaltet, fällt das sofort auf. Wir hoffen daher auf Displays mit einer minimalen Wiederholfrequenz von 30 Hz, so wie es Nvidia mit G-Sync ebenfalls anbietet. Gerade bei kommenden Freesync-Bildschirmen mit einer UHD-Auflösung von 3.840 x 2.160 Pixeln sind konstant über 40 fps auch mit High-End-Radeon-Karten nicht selbstverständlich.

Fazit und Ausblick

Grundlegend macht AMDs Freesync genannte Implementierung von Adaptive Sync das, was Nvidias proprietäres G-Sync schon vor über einem Jahr konnte: Es verhindert Tearing und Stottern, ohne die Eingabelatenz zu verringern. Verglichen mit eingeschalteter oder deaktivierter vertikaler Synchronisation bietet Freesync ein weitaus besseres Spielgefühl: Wer einige Stunden mit einem kompatiblen System verbracht hat, will nicht mehr zurück.

Erfreulicherweise überlässt es AMD anders als Nvidia dem Nutzer, was passieren soll, wenn die Bildrate die Wiederholfrequenz des Monitors übersteigt - entweder ist Vsync aus oder an wie bei G-Sync. Störend finden wir dafür die minimale Wiederholfrequenz, die bei den bisher verfügbaren Freesync-Monitoren bei 48 bis 40 Hz liegt. Darunter greift Vsync mit allen Nachteilen, weswegen wir uns wünschen, dass AMD wie Nvidia mit den Bildschirmherstellern daran arbeitet, künftig 30 Hz oder weniger als Untergrenze anzubieten.

Der uns für den Test vorliegende Acer XG270HU ist ein typisches Gaming-Display mit 2.560 x 1.440 Pixeln Auflösung. Das verbaute TN-Panel schaltet zwar flott, ist aber wie für diese Technik üblich blickwinkelabhängig und zeigt zudem Ghosting. Wir sind daher gespannt, wie sich kommende Bildschirme schlagen. Samsungs UE850-Modelle mit PLS-Panel und UHD-Auflösung sehen zumindest auf dem Papier gut aus, liefern aber maximal 60 Hz.

Bleibt für die Zukunft nur zu hoffen, dass Nvidia künftig ebenfalls Adaptive Sync unterstützt und Monitore mit dynamischer Bildwiederholfrequenz Standard werden. Wir zumindest wollen nicht mehr ohne spielen.  (ms)


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