AMD FreeSync im Test: Konkurrenz für G-Sync auf Basis von Adaptive-Sync

Einleitung

AMDs Konkurrenzangebot zu Nvidia G-Sync ist fertig. Mit dem Catalyst 15.3 stellt der Hersteller mit dem heutigen Tage die erforderliche Software bereit, um FreeSync auf Monitoren mit DisplayPort 1.2a zu unterstützen. Erste Bildschirme, die den Standard unterstützen, stehen seit Februar im Handel. AMD sieht FreeSync in drei Punkten gegenüber G-Sync im Vorteil: Dem offenen Standard als Basis, der Leistung und dem Preis.

ComputerBase hat AMD FreeSync über die letzten Tage auf den Bildschirmen BenQ XL2730Z und LG 34UM67 im Vergleich zu Nvidia G-Sync getestet, um diesen Behauptungen nachzugehen. Dieser Artikel liefert die ersten Ergebnisse.

Zwei Technologien, ein Ziel

Mit FreeSync verfolgt AMD dieselben Ziele wie Nvidia mit G-Sync: Die Bildausgabe soll in Abstimmung zwischen Grafikkarte und Monitor erfolgen, um die bekannten Probleme wie Tearing, Stottern oder einen erhöhten Input-Lag zu eliminieren.

Bisher beschränkten sich die Möglichkeiten auf die Aktivierung oder Deaktivierung der vertikalen Synchronisation (V-Sync). Wird V-Sync aktiviert, stellt die Grafikkarte dem Monitor ein fertiges Bild immer dann zur Verfügung, wenn er ein neues Bild darstellen muss. Bei einem 60-Hz-Monitor liefert die Grafikkarte also maximal 60 Bilder pro Sekunde. Alle 16 Millisekunden genau ein Bild, das der Monitor daraufhin vollständig darstellt. Braucht die Grafikkarte weniger als 16 Millisekunden für das nächste Bild, hält sie es so lange zurück, bis der Monitor wieder bereit ist – die Zeit zwischen Eingabe des Anwenders und Darstellung der Reaktion nimmt zu (Input-Lag). Braucht sie länger, stellt der Monitor das letzte Bild noch einmal dar – das Bild beginnt zu stottern.

Wird V-Sync deaktiviert, gibt es keine Synchronisation zwischen der Bildwiederholfrequenz des Bildschirms und der Auslieferung der Bilder durch die Grafikkarte mehr. Die Grafikkarte erstellt Bilder, so schnell sie kann. Sobald ein neues Bild fertig ist, geht es an den Monitor. Ist der gerade dabei, den Bildschirminhalt mit einem Bild zu erneuern und erhält er währenddessen das nächste Bild, stellt er dieses noch im selben Aktualisierungsvorgang dar. Mehrere Teilbilder werden gleichzeitig auf den Monitor gezeichnet – zeigen die andere Perspektiven, reißt die Darstellung (Tearing).

G-Sync hat die Probleme effektiv gelöst, indem die Grafikkarte die vom Monitor unterstützte Bildwiederholrate kennt und der Bildschirm innerhalb einer gewissen Bandbreite Bilder in unterschiedlichen Zeitabständen wiedergeben kann. Die Framerate kann springen, wie sie will, der Monitor gibt das Bild immer genau dann komplett aus, wenn es fertig ist. Grafikfehler, Ruckler und Verzögerungen werden vermieden. FreeSync soll es G-Sync jetzt mindestens gleichtun.

Andere Voraussetzungen

Der größte Unterschied zwischen G-Sync und V-Sync ist, dass Nvidias Standard auf proprietäre Scaler in den Bildschirmen setzt, während AMD auf das VESA-Protokoll Adaptive-Sync als Teil von DisplayPort 1.2a setzt. Die Technik soll für Hersteller von Monitoren deshalb leichter zugänglich und günstiger sein. Eine größere Verbreitung würde die Folge sein. Weitere Unterschiede offenbaren sich im Detail.

Bei G-Sync arbeiten alle bekannten Monitore mit einer minimalen Bildwiederholfrequenz von 30 Hertz. Bei FreeSync ist diese Schranke vom Panel abhängig. Aktuell sind Monitore bekannt, die ab 40 Hertz FreeSync erlauben, andere dagegen erst ab 48 Hertz. Bei einem Modell mit minimal 48 Hertz findet eine Synchronisation also nur bei mindestens 48 FPS statt. Unterhalb dieser Marke bleibt dem Spieler erneut nur die Wahl zwischen V-Sync ein oder aus. Die Hürde hat laut AMD dabei durchaus einen Grund: Bei weniger als 40 neuen Bildern pro Sekunde würden erste Menschen ein Flimmern, das sogenannte „Backlight Flickering“, wahrnehmen. Nvidia hat dem Risiko bei G-Sync erst bei unter 30 Hertz einen Riegel vorgeschoben. In Theorie unterstützt FreeSync laut AMD Bildwiederholraten von neun bis 240 Hertz.

Ist ein Monitor mit DisplayPort 1.2a inklusive Adaptive-Sync gekauft, setzt FreeSync auch bestimmte Grafikkarten voraus; Noch nicht jedes Radeon-Modell unterstützt die Technik. Unter den diskreten Grafikkarten sind das die Radeon HD 7790, Radeon R7 260(X), Radeon R9 285, Radeon R9 290(X) und Radeon R9 295X2. Modellen wie die der Radeon-R9-280-Serie fehlen hingegen die Voraussetzungen. Darüber hinaus können auch die Kaveri-APUs und Kabini mit FreeSync umgehen.

	Wird unterstützt	Wird nicht unterstützt
Alle AMD-GPUs der Zukunft	✓
Radeon R9 295X2	✓
Radeon R9 290(X)	✓
Radeon R9 285	✓
Radeon R9 280(X)		X
Radeon R9 270(X)		X
Radeon R7 265		X
Radeon R7 260(X)	✓
Radeon HD 7790	✓
Radeon HD 7000 oder älter		X
Kaveri	✓
ältere APUs		X
Kabini/Beema	✓

Ist der Monitor angeschafft und die Grafikkarte vorhanden, müssen beide Produkte per DisplayPort-Kabel miteinander verbunden werden. HDMI oder DVI unterstützen die Erweiterung von DisplayPort selbstverständlich nicht. Anschließend muss der Catalyst 15.3 oder neuer installiert werden, der im Untermenü „My Digital Flat-Panels“ die FreeSync-Option freischaltet. Ist der Haken dort aktiviert, steht der synchronen Bildausgabe in den aufgezeigten Bandbreiten nichts mehr im Weg. Das gilt auch bei einem Multi-Monitor-System, wobei dann aber nur auf dem FreeSync-Monitor gespielt werden kann.

Weitere Unterschiede

Weitere Unterschiede zwischen FreeSync und G-Sync betreffen das Verhalten außerhalb der Bildwiederholfrequenz, in denen Grafikkarte und Monitor simultan laufen.

G-Sync verhält sich wie V-Sync, wenn die Grafikkarte mehr Frames rendern kann, als die maximal mögliche Bildwiederholfrequenz des Monitors beträgt. Die Framerate wird also bei der Bildwiederholfrequenz gekappt, sodass bei einem 60-Hertz-Monitor nicht mehr als 60 Bilder pro Sekunde dargestellt werden. Dies ist für die Bildqualität die optimale Lösung (kein Ruckeln, keine Bildfehler), hat jedoch den Nachteil, dass der Input-Lag zwischen Steuerbefehl und Umsetzung auf dem Display ansteigt. Je schneller die Grafikkarte rendert, desto größer wird dieser Lag gegenüber einer ungebremsten Ausgabe.

AMD gibt dem Anwender die Wahl. Ist V-Sync im Spiel aktiviert, setzt auch FreeSync auf diese Technik und verhält sich wie G-Sync. Alternativ kann V-Sync im Spiel aber auch deaktiviert werden. Das reduziert den Input-Lag, führt allerdings zu Tearing.

AMD wirbt bei FreeSync zudem mit einem geringeren Geschwindigkeitsverlust als bei G-Sync. Bei G-Sync müssen sich Grafikkarte und Monitor immer wieder synchronisieren, damit beide Komponenten zu jederzeit Kenntnis über den genauen Zustand der jeweils anderen haben. Das kostet zwischen drei und fünf Prozent Leistung. Bei FreeSync soll diese Synchronisation entfallen. Grafikkarte und Monitor tauschen sich einmalig über ihre Fähigkeiten aus und darauf hin können beide ohne weitere Rücksprache miteinander arbeiten.

	AMD FreeSync	Nvidia G-Sync
Dynamische Bildwiederholfrequenzen	✓	✓
Höchste Bildwiederholfrequenz aktueller Monitore	144 Hz	144 Hz
Niedrigste Bildwiederholfrequenz aktueller Monitore	40 Hz	30 Hz
Theoretisch mögliche Bildwiederholfrequenz	9-240 Hz	?
Weitere Anschlüsse als DisplayPort (ohne Sync)	✓	X
VSync wählbar aus/ein	✓	X
Unterstützung für Videos	✓	X

Darüber hinaus kann FreeSync auch für Videos angewendet werden. Zurzeit unterstützt allerdings nur die Modern-UI-Version vom Windows Media Player das Feature und Videos müssen mindestens so viele FPS aufweisen, dass sie die minimale Bildwiederholfrequenz des Monitors erreichen - also 40 oder 48 Hertz.