Digital Foundry testuje granie na PC w 144 Hz

Jedną z największych zalet grania na PC jest możliwość dostosowania ustawień do własnych preferencji i możliwości zakpupionego sprzętu. Choć rozdzielczość ma duże znaczenie, równie ważna jest częstotliwość odświeżania ekranu. Górną granicą dla większości monitorów jest 60 Hz, czyli rozgrywka w stałych 60 klatkach na sekundę, bez tearingu. Na rynek trafia jednak coraz więcej ekranów oferujących 120 czy 144 Hz, a firmy prześcigają się w opracowywaniu innowanych rozwiązań dla monitorów - za przykład niech posłużą G-Sync od Nvidii czy FreeSync od AMD. Należałoby zatem zadać pytanie: jak dużą różnicę robi granie w maksymalnej liczbie klatek na sekundę i jaki sprzęt umożliwi nam taką zabawę?

Postawiliśmy sobie prosty cel: zagrać w najnowsze gry w 144 FPS-ach, na maksymalnych (lub prawie maksymalnych) ustawieniach, na monitorze oferującym rozdzielczość 2560×1440. By zrealizować ten zamiar, złożyliśmy sprzęt tak mocny, jak pozwalały na to nasze możliwości. MSI udostępniło nam wysokiej klasy płytę główną Gaming 9 AC X99 (więcej na jej temat w ramce obok), a sami dorzuciliśmy do kompletu 16 GB RAM-u DDR4 Corsair, który wykorzystaliśmy w recenzji Core i7 5960X. Ten wyjątkowy czip - ośmiordzeniowy, z 16 wątkami, na dodatek podkręcony do 4,4 GHz - miał stać się mózgiem naszej konstrukcji, zapewniając moc obliczeniową dwóch czterordzeniowych Core i7.

Pozostała jeszcze kwestia wyboru karty graficznej. Na szczęście Asus udostępnił nam świetne Strix GTX 980, które całkiem niedawno wykorzystaliśmy przy testach pamięci GTX 970, a kolejne GTX 980 wygrzebaliśmy z niesamowitego laptopa GS30 od MSI (ze stacją dokującą). Na dokładkę w szufladzie znaleźliśmy też referencyjną kartę Nvidii, czyli trzecie GPU do kompletu.

Na samą myśl o możliwościach, jakie otwiera przed nami ta konfiguracja, aż zaświeciły nam się oczy - nie dość, że dysponujemy mocą obliczeniową wystarczającą do wyświetlania obrazu w 144 klatkach, to na dodatek możemy ocenić skalę zmian względem słabszych konfiguracji.

Zacznijmy od wrażeń z rozgrywki w 144 Hz. Co zyskuje gracz za swój wysiłek i wkład finansowy w zbudowanie mocarnego komputera? Na naszym testowym PC włączyliśmy Battlefielda 4 w 2560×1440, w stałych 144 klatkach i na maksymalnych ustawieniach - pomijając wygładzanie krawędzi, gdzie zdecydowaliśmy się na MSAA. To drobna modyfikacja pozwoliła nam przeskoczyć ze zmiennych 120-144 klatek do stałych 144.

Efekt? Wydajność oczywiście podskoczyła, ale różnica w odbiorze nie jest równie zauważalna, co przy przeskoku z konsolowych 30 klatek do pełnej ramki. Największy wpływ na odbiór gry ma w tej sytuacji obniżenie czasu wyświetlania klatek na ekranie, co z kolei pozwala ograniczyć motion blur generowany na ekranie LCD. Sporą różnicę robi też zmiana kontrolera z pada na mysz, której ruchy dzięki większej płynności są odwzorowywane w stosunku 1:1, co znacząco zwiększa kontrolę nad poczynaniami postaci. Ten przykład najlepiej ilustruje, dlaczego wielbiciele FPS-ów preferują monitory o wyższej częstotliwości odświeżania ekranu: różnica jest wręcz namacalna.

Z kolei Tomb Raider od Crystal Dynamics przekonał nas, że w przypadku tytułów z perspektywy trzeciej osoby różnica nie jest równie znacząca. Grę zaprojektowano z myślą o padzie i jedynym plusem animacji w 144 klatkach było obniżenie czasu wyświetlania poszczególnych klatek. Po pół godzinie przełączyliśmy grę na 60 klatek i choć animacja na tym poziomie nie rujnuje rozgrywki, to zdążyliśmy się już przyzwyczaić do większej płynności. Warto nadmienić, że choć w trakcie samej rozgrywki udało nam się utrzymać stałe 144 klatek, to w przerywnikach animacja spadała do 120 FPS-ów. Różnicę ciężko było wychwycić - w Battlefieldzie 4 była bardziej zauważalna i objawiała się zacinaniem przy ruchach myszy, dopóki nie zmieniliśmy ustawień wygładzania i nie zablokowaliśmy płynności na 144 klatkach.

Testy kontynuowaliśmy na bardziej wymagających tytułach z naszej biblioteki. Rezultaty były bardzo różne. W najbardziej wymagających scenach Crysisa 3 zaobserwowaliśmy spadki do 100 klatek na maksymalnych ustawieniach i dopiero zejście do „średnich” popchnęło animację w rejony 120-144 klatek. Postrzeganie płynności jest kwestią indywidualną - widzowie zauważają spadki w różnych sytuacjach. My z kolei w zaawansowanych graficznie tytułach stawiamy na jednolitość i wolelibyśmy mieć możliwość zablokowania animacji na konkretnym poziomie - 100 klatek to i tak sporo lepiej, niż 60. Assassin's Creed Unity dało nam 70-100 klatek w zależności od złożoności sceny i nie chciało przekroczyć tego progu. Ryse: Son of Rome trzymało się 90-100 klatek, ale obniżenie ustawień do „normalnych” bardzo przybliżyło nas do stałych 144 klatek. Powrót do 60 FPS dał nam się we znaki - czego by nie powiedzieć o marnym modelu rozgrywki w Ryse, to oprawa gry stoi na najwyższym poziomie. Przy częstszym odświeżaniu sceny płynność robiła jeszcze większe wrażenie, choć we znaki dawał się irytujący stutter.

Octo-Core Intel i7 5960X: One/Two/Three-Way GTX 980 SLI 1080p Benchmarks

To właśnie największy problem, z jakim spotkaliśmy się podczas testów: wyświetlanie gry w 60 klatkach znacząco obciąża CPU, który musi stworzyć symulację świata gry i opracować instrukcje dla GPU, które z kolei wyrenderuje scenę. Cały ten proces musi zająć maksymalnie 16,67 ms. W 120 klatkach czas ten ulega skróceniu do 8,33 ms, a w 144 fps-ach do ledwie 6,94 ms. Jak widać po benchmarkach, SLI umożliwiło nam uzyskanie zaskakujących wyników, ale najniższe odczyty nijak się mają do uśrednionych, co wskazuje, że natknęliśmy się na wąskie gardło w postaci albo sterownika, albo CPU (lub obu naraz). Czasami przejście z dwóch kart na trzy powodowało dalsze obniżenie minimalnej płynności - możliwe, że winę ponosi w tym przypadku CPU, na którym wymusiliśmy zarządzanie dodatkowym GPU.

Gdy gramy w tak wysokiej liczbie klatek na sekundę, wartości uśrednione i maksymalne nie mają większego znaczenia - najbardziej zauważalne stają się nagłe spadki. W niektórych benchmarkach da się zauważyć głęboką przepaść między wartościami minimalnymi i uśrednionymi, ale nawet ten przykład nie ilustruje problemu dostatecznie dobrze. Benchmark to odzwierciedlenie pojedynczego momentu. W trakcie faktycznej rozgrywki złożoność procesów, którymi zostaje obarczony komputer, nieustannie się zmienia, co tym bardziej uwydatnia problemy z płynnością.

Można by się zastanowić, co jest źródłem problemu, skoro do testów wykorzystaliśmy najpotężniejsze dostępne na rynku CPU - Intel Core i7 5960X, stanowiące gigantyczny skok naprzód względem i5 i i7. Musimy wziąć pod uwagę kilka czynników: po pierwsze, nie wszystkie gry dobrze skalują się na dostępne rdzenie. Po drugie, DirectX 11 koncentruje się na pojedynczym, niezwykle szybkim wątku, który rozdziela zadania pozostałym wątkom. To właśnie powód wąskiego gardła i przyczyna, dla której dwurdzeniowy Intel i3 wyprzedza ośmiordzeniowy procesor AMD. Krótka piłka: podwojenie mocy CPU nie gwarantuje, że chip nie stanie na drodze wydajności. W obecnej konfiguracji większość jego potencjału i tak pozostaje uśpiona - i to nawet w grach, które skalują się na kilka rdzeni. Ku naszemu zdumieniu po podkręceniu procesora do 4,4 GHz niektóre tytuły działały odrobinę gorzej, niż na czterordzeniowym i7 4790K.

Octo-Core Intel i7 5960X: One/Two/Three-Way GTX 980 SLI 1440p Benchmarks

Ale wąskim gardłem równie dobrze mogą stać się pozostałe komponenty komputera. Jesteśmy niemalże pewni, że źródłem sporadycznego stutteru w benchmarkach było przesyłanie strumieniowe odbywające się w tle - co prawda używaliśmy dysku SSD, ale jak szybki by nie był, po odpaleniu benchmarków na maksymalnych ustawieniach i tak nie poradzi sobie ze strumieniowaniem danych. Problem świetnie ilustruje ten oto screen z Crysisa 3 - zablokowanie animacji na 30 klatkach pozwala całkowicie wyeliminować stutter (grę włączyliśmy na Core i3 i GTX 750 Ti). Po wyłączeniu blokady uzyskaliśmy lepszą płynność, ale natknęliśmy się na najdłuższy czas generowania pojedynczych klatek. Nie chodzi wyłącznie o to, że jednolitość czasu generowania klatek animacji ładnie wygląda - im gra jest spójniejsza pod tym względem, tym mniej obciążone są poszczególne komponenty komputera.

Gdy wszystko działa jak należy, zasadność włączenia gry w maksymalnej liczbie klatek animacji waha się od „fajnie coś takiego zrobić” po fundamentalne usprawnienie komunikacji na linii gracz-gra - wszystko zależy od tytułu. Dla wielu będzie to punkt sygnalizujący początek funkcjonowania prawa zmniejszających się zysków, gdzie kolosalny wydatek przynosi dość subtelną poprawę jakości zabawy. Jeśli zamienimy ośmiordzeniowy procesor za 4500 zł na czterordzeniowy za 1300 zł i pozbędziemy się jednego z GTX-ów, wydajność i tak będzie bardziej niż zadowalająca - zwłaszcza jeśli jesteśmy gotowi pójść na drobne ustępstwa w kwestii oprawy.

Można śmiało powiedzieć, że w maksymalnej liczbie klatek gra tak niewielka grupka użytkowników PC, że opcje dla monitorów wyświetlających obraz w 144 Hz można potraktować jako ukłon ze strony dewelopera. Niemniej wysoka płynność animacji i generowanie klatek w równych odstępach czasu nabierze większego znaczenia w momencie, gdy popularność zyskają zestawy wirtualnej rzeczywistości. Jednolitość generowanego obrazu jest kluczem do rozwiązania problemu nudności, gdzie 90 klatek na sekundę to absolutne minimum. Nasze testy wykazały, że choć dysponujemy już wystarczającą mocą przerobową (dotyczy to również pojedynczych GPU - przywitaj się, Titanie X) to jeśli na VR mają trafić „większe” tytuły, usprawnień muszą doczekać się też pozostałe komponenty komputera.

Wczesne benchmarki sugerują, że Direct X 12 powinien pomóc rozwiązać problemy z CPU/sterownikami, na które natknęliśmy się podczas testów. Tymczasem AMD i Nvidia nieustannie pracują nad technologiami, które ograniczyłyby opóźnienie generowane przez GPU. I choć celują zapewne w VR, to jeśli efekt ich pracy poprawi wyświetlanie obrazu w 144 Hz, już teraz możemy powiedzieć, że jest na co czekać.