Užívali jste si svůj oblíbený herní titul, když jste si všimli něčeho neobvyklého – ventilátory na vašem systému vydávaly více hluku než obvykle.
Abyste pochopili daný problém, otevřeli jste důvěryhodnou aplikaci pro sledování teploty a zjistili jste, že teplota CPU a GPU se vymkla kontrole.
Ale proč byly výpočetní jednotky ve vašem systému tak žhavé? Bylo to proto, že vaše hra příliš tlačila na váš systém, nebo to mělo něco společného s V-Sync?
Proč se CPU a GPU na vašem počítači zahřívají?
CPU a GPU na moderním herním stroji zvládnou hodně. Ať už se jedná o hraní her s realistickou grafikou nebo vykreslování videí ve vysokém rozlišení během několika sekund, není nic, co by moderní počítač nedokázal. To znamená, že stejně jako lidé potřebuje počítač k provádění těchto úkolů energii, ale na rozdíl od nás se počítače při provádění operací spoléhají na elektřinu.
Chcete-li tedy spustit hru při 60 FPS (snímků za sekundu), CPU a GPU vedou elektřinu elektronické spínače známé jako tranzistory. To způsobí, že se přepínače zapínají nebo vypínají na základě taktovací frekvence CPU nebo GPU. Právě tato opakovaná operace tranzistorů v CPU a GPU oživí váš počítač. To znamená, že právě tato elektřina způsobuje zahřívání vašeho systému.
Ale proč ta věc, která pohání vaše hry, způsobuje zahřívání vašeho počítače?
No, vidíte, podle Joulesova zákona o zahřívání je teplo generované ve vodiči úměrné druhé mocnině proudu, který jím protéká. S rostoucím proudovým odběrem výpočetní jednotky se tedy zvyšuje i teplo, které generuje.
Proč hry šílí fanoušky na vašem systému?
Nyní, když víme, proč se váš systém zahřívá, můžeme se podívat na to, proč je hraní pro váš počítač tak náročným úkolem.
Víte, hraní může na povrchu vypadat jednoduše, ale CPU, GPU a paměťové systémy běží naplno, aby poskytovaly tak vysoké snímkové frekvence. Abychom pochopili, proč je hraní her tak náročné, podívejme se, co musí váš systém udělat pro vykreslování her.
Když hru otevřete, CPU se dostane do obrazu a programová data pro hru se přesunou do systémové RAM z pevného disku. Poté CPU zpracuje data a odešle je do VRAM, vyhrazená paměť pro zpracování zobrazovaných dat. Dále GPU zpracuje data, vytvoří scénu podle vaší hry a uloží informace o vykreslování do paměti VRAM. Displej pak tato data pravidelně extrahuje na základě své obnovovací frekvence.
To se může zdát triviální, ale GPU musí zpracovávat data 60krát za sekundu a odesílat je na displej, aby bylo dosaženo hladkého zážitku 60 FPS. Navíc, pokud máte full HD displej, vaše GPU musí zpracovat vykreslovací informace pro 2 miliony pixelů. Na druhou stranu, pokud máte 4k displej, GPU musí zpracovat data pro malování přes 8 milionů pixelů.
Abychom to shrnuli, vaše GPU musí zpracovat informace o barvách, stínech a texturách pro 8 milionů bodů a doručit je na displej každých 16 milisekund, aby bylo možné hrát plynule Zkušenosti.
Teď je to hodně skřípání čísel; nepochybně se vaše GPU a CPU zahřívají při hraní náročných titulů.
Porozumění snímkovým frekvencím, obnovovacím frekvencím a trhání obrazovky
Jak bylo vysvětleno dříve, GPU generuje obrázky a ukládá je do VRAM. Rychlost, s jakou může GPU provádět tento úkol, se nazývá snímková frekvence, která je úměrná složitosti scény.
Pokud tedy hrajete hru, která není výpočetně složitá, GPU dokáže vykreslovat obrázky vyšší rychlostí a posílat data do VRAM 100krát za sekundu, přičemž nabízí snímkovou frekvenci 100 FPS. To znamená, že pokud hrajete hru s povoleným sledováním paprsků, GPU bude muset zpracovat mnohem více dat, čímž se sníží FPS.
Na druhé straně obnovovací frekvence monitoru označuje rychlost, s jakou monitor shromažďuje data z paměti VRAM. Pokud tedy máte panel, který nabízí obnovovací frekvenci 60 Hz, bude monitor přistupovat k informacím ve VRAM každých 16,6 milisekund (1/60 sekundy).
Takže, když se na to podíváte, obnovovací frekvence vašeho monitoru je konstantní, zatímco obnovovací frekvence GPU je proměnná. Je to tento rozpor, který způsobuje trhání obrazovky; zde je jak.
Řekněme, že vaše GPU zpracovává data, aby vytvořila obrázek, který se zobrazí na obrazovce, a protože vizuál není složitý, vytváří scénu okamžitě. Nyní, aby vše správně fungovalo, by měl monitor načíst obraz z paměti VRAM a zobrazit jej obraz současně, ale protože GPU pracuje rychleji než displej, data z VRAM ne aportováno.
Zatímco obraz na obrazovce není aktualizován, GPU zpracovává data, aby vytvořil další obraz zobrazený na displeji a zapsal do VRAM. V tomto okamžiku displej načte data z paměti VRAM.
Díky tomu se obrázek na displeji zobrazí s trhlinou uprostřed, protože obrázky jsou ze dvou různých snímků. K vyřešení tohoto problému máme V-Sync.
Co se stane, když je povolena V-Sync?
Nikdo nemá rád trhání obrazovky a tento problém řeší herní průmysl přišel s technologií V-Sync. Zkratka pro Vertical Synchronization, V-Sync synchronizuje displej a GPU, aby se do obrazu nedostalo trhání obrazovky.
K tomu V-Sync omezuje snímkovou frekvenci GPU na konstantní frekvenci. Díky tomu displej sbírá data z VRAM stejnou rychlostí, jakou GPU tlačí data do VRAM, čímž zabraňuje trhání obrazovky.
Navíc, když je povolena V-Sync, vaše GPU se netlačí na limit, protože zpracovává obrazová data na základě obnovovací frekvence monitoru.
Proč se teplota CPU a GPU zvýší, když je V-Sync zakázána?
Když je V-Sync vypnutá, obnovovací frekvence displeje a snímková frekvence GPU nejsou synchronizovány. Proto se GPU tlačí na limit a odesílá data do VRAM na základě složitosti scény. To velmi zatěžuje GPU a CPU, protože je třeba zpracovat a spravovat více dat.
Toto zvýšení zátěže GPU a CPU způsobuje, že výpočetní jednotky odebírají více proudu, což zvyšuje teplotu vašeho systému.
Povolte V-Sync pro chlazení CPU a GPU
Zakázání V-Sync může způsobit zahřívání systému, ale může existovat několik důvodů pro vysoké teploty systému. Pokud tedy povolení V-Sync nezchladí váš GPU, můžete se podívat na další faktory, které by mohly zahřívat váš systém.