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Mikroruckler analysiert

oanszwoa 19.07.2013 3822 12
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Mehrere Grafikkarten erzeugen im Zusammenschluss via SLI oder Crossfire mehr Frames pro Sekunde als eine einzelne. Das besagt zumindest die Theorie. Wer sich allerdings schon genauer mit der Multi-GPU-Thematik befasst hat, wird sicher auch schon von Mikrorucklern gehört haben, die trotz ausreichender Framerate das subjektive Empfinden der flüssigen Darstellung stören. Wir fassen zusammen, wie der derzeitige Stand der Technik aussieht.

Analyse des Frame-Verlaufs mit FCAT

Unsere Kollegen von ComputerBase haben sich in einem kürzlich veröffentlichten Artikel mit dem Thema Mikroruckler - auch Microstuttering genannt - auseinander gesetzt und sind mittels FCAT zu sehr aufschlussreichen Ergebnissen gekommen. Doch was ist dieses FCAT genau? FCAT steht für Frame Capture and Analysis Tool und ist ein Werkzeug, das von NVIDIA entwickelt wurde, um die sogenannten Frame-Latenzen - also den zeitlichen Abstand zwischen den am Bildschirm angezeigten Einzelbildern - aufzuzeichnen, damit diese in weiterer Folge analysiert werden können. Um mit den großen Datenmengen zurechtzukommen, die bei 60+ Frames/Sekunde und FullHD-Auflösung entstehen, wird auf eine hochwertige Video-Capture-Karte zurückgegriffen, die direkt zwischen Grafikkarte und Monitor geschaltet wird. Am Ende der Rendering Pipeline nimmt sie - im Gegensatz zum gebräuchlicheren Fraps - auch den tatsächlichen Frame-Verlauf auf. Fraps schneidet in dieser Pipeline nämlich viel zu früh mit und kann deshalb beispielsweise nicht feststellen, ob ein berechnetes Einzelbild auch tatsächlich den Weg zum Monitor findet. Stichwort: "Dropped Frames".

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Die Rendering Pipeline und Fraps: Nur mit FCAT werden die Frames wirklich präzise analysiert.


In den folgenden Diagrammen seht ihr die Problematik bildlich aufbereitet, indem die erreichten Frametimes in Millisekunden dargestellt werden. Unabhängig von der Anzahl an Frames/Sekunde ist ein stark nach oben und unten ausschlagender Graph als eine wenige flüssige Darstellung der einzelnen Frames zu deuten. Wie hier schön zu sehen ist, erreichen die getesteten Single-GPU-Karten deutlich konstantere Ergebnisse als Dual-GPU-Lösungen, wobei NVIDIA deutlich besser abschneidet als AMD. Verglichen werden (unter anderem) die Spiele Battlefield 3, Metro Last Light und Crysis 3 jeweils mit GTX 770 vs HD 7970 GHz Edition, sowie als Gegenüberstellung mit den Dual-GPU-Karten GTX 690 vs HD 7990.

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Die unregelmäßigen Frame-Latenzen zeigen sich besonders bei HD 7990 in Battlefield 3.

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Metro hingegen scheint deutlich besser mit SLI und Crossfire umgehen zu können.

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Auch bei Crysis 3 kann sich AMDs HD 7990 nicht mit Lorbeeren schmücken.


ComputerBase resümiert wie folgt:
quote:

Nicht nur unser Empfinden hat den Radeon-Karten teils massive Probleme im CrossFire-Modus attestiert, FCAT kann unsere Ergebnisse ohne weiteres bestätigen. Aber nicht alle Spiele sind betroffen. [...] Während FRAPS eher "normale" Mikroruckler auf der Radeon HD 7990 suggeriert, macht das Spiel in unserer Testszene überhaupt keinen Spaß. Der Titel hakt dermaßen, dass selbst eine Single-GPU-Konfiguration ein deutlich besseres Spielgefühl ermöglicht.

FCAT zeigt nun, warum wir solch ein schlechtes Spielgefühl hatten. Die Frametimes sind auf der Radeon HD 7990 - gelinde gesagt - eine Katastrophe. Die Bildreihenfolge ist derart unregelmäßig, dass die Zeitdifferenz zwischen zwei Frames zwölf Millisekunden beträgt und auf das darauf folgende Frame nur eine einzelne Millisekunde. Sowohl das erste als auch das zweite Diagramm sprechen eine deutliche Sprache. Die massive Anzahl ausgelassener oder kaum sichtbarer Frames bietet einen guten Erklärungsansatz.


Im folgenden Video seht ihr, wie die Problematik dann in der Praxis aussieht. Ein flüssiges Spielgefühl scheint mit der HD 7990 also erst ab rund 100 Frames/Sekunde rüberzukommen. Um das zu erreichen, müssen die Qualitätseinstellungen erfahrungsgemäß deutlich hinuntergeschraubt werden, was eigentlich nicht der Zweck einer derartig hochpreisigen Grafiklösung ist.


Die Problematik der Mikroruckler in der Praxis. Da YouTube nicht ideal ist, steht auch das Originalvideo mit 558 MB zur Verfügung.


AMD gelobt Besserung

Mit diesem Video im Hinterkopf kann also aus derzeitiger Sicht von Crossfire-Systemen nur abgeraten werden. Um dem entgegen zu steuern, hat AMD aber bereits einen Treiber in Arbeit, der Abhilft schaffen soll. Laut einem offiziellen Twitter-Beitrag erscheint dieser bereits am 31. Juli in der finalen Version und wird per sogenanntem "Frame-Pacing" die Mikroruckler reduzieren. Bereits in einer Alpha-Version zeigt der Treiber erste Verbesserungen im Frame-Verlauf, indem er bereits fertig gerenderte Bilder bei Bedarf zurückhält, um so eine gleichmäßigere Bildreihenfolge zu gewährleisten. Die ersten Ergebnisse scheinen ja bereits vielversprechend zu sein:

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Der neue Frame-Pacing-Treiber von AMD in Aktion. Am 31. Juli soll die finale Version zum Download stehen!


Links: Artikel auf Computerbase | Anandtech.com | AMD Interview zum Thema Mikroruckler | Tomshardware.com
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