Latenzen - ENDLICH ein Medienthema

[Gast]

http://www.heise.de/ct/06/26/038/

Aus diesem aktuellen Anlass möchte ich einen früheren Beitrag von mir aus einem anderen Thread hier mit den neuen Erkenntnissen erneut zur Diskussion stellen, und damit auch generell die ganze Latenzthematik. Darin geht es zwar um AFR, der Knackpunkt an diesem ist aber, genau wie bei Overdrive-TFTs, die entstehende Latenz.

Um den Knackpunkt an AFR mal zu verdeutlichen:
CPU bereitet Bild 1 vor
CPU bereitet Bild 2 vor -> GPU 1 beginnt Bild 1
CPU bereitet Bild 3 vor -> GPU 2 beginnt Bild 2
CPU bereitet Bild 4 vor -> GPU 3 beginnt Bild 3
CPU bereitet Bild 5 vor -> GPU 4 beginnt Bild 4
Im Idealfall ist GPU 1 jetzt mit Bild 1 fertig und kann (nach dem Bufferswap) mit Bild 5 weitermachen, während die CPU schon bei Bild 6 ist. Allerdings ist Bild 1 jetzt erst berechnet, aber noch nicht dargestellt! Damit muss GPU 1 noch bis zum Austausch von Backbuffer und Frontbuffer warten, bei Triplebuffering noch ein Bild länger. Jetzt ist Bild 1 also im Monitor. Wenn dies ein TFT mit Overdrive ist landet es auch dort erst in einem (Aktualisierung: BIS ZU DREI!) Zwischenpuffer(n), der nötig ist, damit Overdrive funktionieren kann.
Fassen wir zusammen:
Läuft ein Quad-SLI im Quad-AFR-Modus, so wird Bild 1 im Idealfall (weder CPU noch GPU limitieren und der Rechner hängt an einem CRT, kein Triplebuffering) erst dargestellt, wenn die CPU bereits an Bild 6 rechnet. In einem weniger idealen Fall (CPU und GPU limitieren immer noch nicht, Triplebuffering ist aber aktiv und der Rechner hängt an einem TFT mit Overdrive) ist die CPU bereits mit Bild 8 (Aktualisierung: Schlimmstenfalls Bild 10) beschäftigt! Was das bei Multiplayerspielen bedeutet und wie vergleichsweise unwichtig der Ping im Netz dazu wird, das kann sich jeder selbst ausrechnen...

Ich finde es sehr erfreulich, dass das Thema Latenzen endlich mal von der Presse aufgegriffen wurde. Schade ist einzig, dass die Berichterstattung sich bisher ausschließlich auf die durch Overdrive erzeugten Latenzen beschränkt. Verständlich ist dies jedoch insofern, als dass im TFT entstehende Latenzen nicht nur das Zocken am PC erschweren, sondern auch für Konsolenspiele fatal sein können. Z.B. Dead or Alive 4 halte ich mit seinem extremen Spieltempo schon auf einem CRT für grenzwertig, mit einem Overdrive-HDTV/TFT dürfte es endgültig ins Unspielbare abdriften. Hoffen wir, dass dieser Artikel nur der erste um diese Thematik ist und noch einige folgen, auch und gerade in der spieleorientierteren Presse.

Nur zur Klarstellung:
Dies ist KEIN Multi-GPU-Bash-Thread, es geht einzig um die bedenkliche Tendenz, dass sowohl in der Berechnung (nicht nur auf GPU-Seite, auch einige Techniken zur Nutzung mehrerer CPUs erhöhen die Latenz) wie auch der Darstellung die Latenzen seit einiger Zeit konstant wachsen. Und natürlich darum, dass mit der c't endlich mal jemand was darüber veröffentlicht...

[Xmas]

Nun ja, Quad-AFR ist ein Nischenthema und das wird wohl auch auf längere Sicht so bleiben. Die Overdrive-Problematik wird ja zum Glück auch in manchen Monitor-Reviews angeschnitten. Andererseits kommt es auch gerne mal zu Missverständnissen, so ist es beispielsweise gar nicht richtig dass Triple Buffering die Latenz erhöhen würde.

[Gast]

Würdest du das Missverständnis bezüglich Triple Buffering dann freundlicherweise aufklären?

[Gast]

ein fertig in buffer gerendertes bild wird als framebuffer difiniert und der Monitor zeigt es an wobald er ein neues bild beginnt.
dies ist mit tripple buffering genau so, nur dass es da zwei back buffer gibt die abwechselnd gefüllt werden:

bsp monitor 60 hz, dauer 16 ms
graka benötigt 20 ms pro frame, ohne vsync 50 fps
im ungünstigsten fall liegen also mit vsync 20 ms zwischen abschluss des renders und anzeige

ohne TP: nach 16 ms ist die graka nicht fertig, also wird das frame nochmal 16ms gezeigt, das neue fertig gerenderte bild wird mit 12 ms verzögerung dargestellt

mit TP: auch hier wird nach 16 ms das alte bild nochmal 16 ms gezeigt, das fertige neue bild hat ebenfalls 12 ms verspätung.

OHNE TP ist dies allerdings IMMEr der fall (mit geg frequenz und rendergeschwindigkeit), mit TP kann ein frame auch direkt vor dem darstellungsbeginn fertig werden.

TP ist immer gut.

[Gast]

ich meinte natürlich im ungünstigsten fall leigen 16 ms zw abschluss und darstellung

[tombman]

Also SLI mit 2 Gpus ist ned so schlimm, ich haue Xaero immer noch locker mit der Rail @ nightmare ;D;D

Klar, kompetitiv spielen würde ich auch ohne SLI, denn jeder kleinste Vorteil zählt.

Aber für single player wäre mir sogar quad-sli egal...

Da ich einen CRT habe ohne Vsync, ist mir TFT Latenz eh egal ;)

[Gast]

Triple Buffering lässt sich auf zwei Arten implementieren:
1. Die GPU rendert immer in den älteren Backbuffer, beim Bufferswap wird stets der neueste vollständige Backbuffer zum Frontbuffer. Diese Methode hat keine Zusatzlatenz, kann aber höhere FPS erzeugen als der Vsync beträgt. Da dies nicht geschieht gehe ich von der Umsetzung der anderen Methode aus.
2. Wenn beide Backbuffer voll sind pausiert die GPU, bis der ältere Backbuffer zum Frontbuffer wird und befüllt den leeren Backbuffer. Diese Methode erzeugt Zusatzlatenz, geht in den FPS aber nie über den Vsync hinaus.

Irgendwelche Denkfehler?

@tombman:
Aber du bemerkst die Latenz schon negativ bei 2fach-AFR und am CRT, wohlgemerkt auch noch im Singleplayer, hast du im anderen Thread doch bestätigt. Multi-GPU und Multi-CPU finde auch ich eine ziemlich geile Sache, aber alle Techniken, welche die Latenz erhöhen, sind IMHO absolut für die Tonne.
Nehmen wir wieder das Beispiel DOA4:
Am CRT durchs Tempo schwierig zu beherrschen, aber schaffbar. Am Overdrive-TFT/HDTV? IMHO schon unspielbar. Eine imaginäre PC-Version mit AFR UND Overdrive-TFT? Definitiv unspielbar, mit IMHO hätte diese Aussage nicht mehr das geringste zu tun. Es hat schon seinen Grund, warum schnelle Spiele zwingend konstant hohe Framerates brauchen. Und der ist nicht, dass die Grafik unbedingt so flüssig wie möglich sein muss, sondern dass die Latenz zwingend so niedrig als möglich sein muss.

[Lenon]

Also ich würde fast behaupten, daß Overdrive zum Spielen nicht taugt. Ich hatte den 24" von Dell... da konnte man keinen Shooter zocken ... alles fühlte sich träge an. FW900 hingestellt und alles top. Also bedeutet das, das AFR einen ähnlichen Effekt ereugt ???

[Gast]

Ja. Wie ähnlich sich das auswirkt hängt davon ab, wie viele Frames Lag bei diesem Monitor durch Overdrive erzeugt werden. Wenn er nur einen Frame durch Overdrive laggt entspricht dies der Latenz von AFR mit zwei GPUs am CRT oder einem TFT ohne Overdrive, wenn er zu der grauenhaften Sorte mit drei Frames Lag gehört entspricht dies der Latenz von Quad-AFR am CRT oder einem TFT ohne Overdrive.

[tombman]

@tombman:
Aber du bemerkst die Latenz schon negativ bei 2fach-AFR und am CRT, wohlgemerkt auch noch im Singleplayer, hast du im anderen Thread doch bestätigt. Multi-GPU und Multi-CPU finde auch ich eine ziemlich geile Sache, aber alle Techniken, welche die Latenz erhöhen, sind IMHO absolut für die Tonne.
Also diese SLI Latenz wirkt sich nur bestenfalls zu 3% (geschätzt) auf die Treffer aus. Zu 97% bin ich immer noch selbst Schuld wenn ich ned treffe :biggrin: Für mich ist SLI + Dual- (im Bälde Quad- ;)) CPUcore einfach nur godlike, und ich möchte es um nix in der Welt missen...

[Gast]

Hehe, ich gönn dir den Spaß. Ist ja unbestritten, dass es auch mit AFR flüssiger aussieht (eine weitere Parallele zu Overdrive: es sieht besser aus, spielt sich aber nicht so :usad:) und das hat schon was.

[Gast]

Dann erleben Rundenbasierte Rollenspiele vielleicht eine neue Blütezeit :D

[tombman]

Hehe, ich gönn dir den Spaß. Ist ja unbestritten, dass es auch mit AFR flüssiger aussieht (eine weitere Parallele zu Overdrive: es sieht besser aus, spielt sich aber nicht so :usad:) und das hat schon was.
Sorry, aber das ist Schwachsinn. Wenn AFR mir fast doppelt so viele fps anzeigt, dann fühlt sich das auch so an. Zwischen 60 und 30fps merkt jeder den Unterschied...
Und ziehe nicht immer diese völlig unpassenden Vergleiche zu overdrive, SLI und o. haben nix miteinander zu tun...

Kannst ja gerne mal herkommen und mit SLI spielen bei 100fps... und dann sag mir nochmal du triffst so schlecht wegen SLI...rofl.

[Gast]

Ich beziehe das halt immer auf die FPS, die ein Spiel braucht. Mit SLI/CF wird man immer mit mehr optischem Zuckerguss zocken können, bei AFR ändert sich trotzdem die Latenz (in Frames), so dass man mehr FPS braucht um die gleiche Spielbarkeit (=Latenz in ms) hinzubekommen. Wenn man nun am TFT hockt gehen die Hz aber nur bis maximal 75Hz und damit auch die darstellbaren FPS.
Schwachsinn? Diese Aussage ist von einem CRT-Nutzer verständlich und nachvollziehbar, da er Hz und FPS hochregeln kann, um die Zusatzlatenz auszugleichen. An den Problemen des Konzeptes AFR (wir wollen doch AFR nicht mit Multi-GPU gleichsetzen, wir reden hier doch nicht über :ulol: Volaris :ulol:) ändert das nix, der Vergleich mit Overdrive ist nicht unpassend.

Bin doch auch überzeugter CRT-Nutzer ;)

[Gast]

[QUOTE=Gast

bsp monitor 60 hz, dauer 16 ms
graka benötigt 20 ms pro frame, ohne vsync 50 fps
im ungünstigsten fall liegen also mit vsync 20 ms zwischen abschluss des renders und anzeige

ohne TP: nach 16 ms ist die graka nicht fertig, also wird das frame nochmal 16ms gezeigt, das neue fertig gerenderte bild wird mit 12 ms verzögerung dargestellt

mit TP: auch hier wird nach 16 ms das alte bild nochmal 16 ms gezeigt, das fertige neue bild hat ebenfalls 12 ms verspätung.
[/QUOTE]

da vergisst du aber etwas entscheidendes in deinem beispiel:

Frame1 wird 16ms angezeigt, Frame2 braucht 20ms zum rendern, also wird das frame 1 weitere 16ms angezeigt.
soweit so gut, frame 2 hat in der anzeige wie du bereits gesagt hast nur 12ms verspätung (eigentlich 12+16, da es ja 16ms dauert bis der bildschirm das bild wirklich aufgebaut hat)
allerdings wird ab dem zeitpunkt 20ms nach 0 (frame 2 fertiggestellt) bereits mit dem rendern von frame3 begonnen. damit das geschehen kann muss zu diesem zeitpunkt bereits feststehen wie frame3 auszusehen hat. die inputinformationen die frame3 beeinflussen können basieren also im besten fall auf frame1, da man frame2 zu diesem zeitpunkt noch garnicht sehen kann (je nach implementierung der engine eventuell auf einem noch älteren frame)

[Gast]

Hehe, ich gönn dir den Spaß. Ist ja unbestritten, dass es auch mit AFR flüssiger aussieht (eine weitere Parallele zu Overdrive: es sieht besser aus, spielt sich aber nicht so :usad:) und das hat schon was.

du vergisst eines, zwar ändert sich die latenz in der anzahl der frames, aber nicht die absolute latenz in ms, auf die es schließlich ankommt.

2GPUs im AFR-mode rendern eben deutlich schneller als nur 1 GPU

[malibu_shake]

Korinthenkackerei

[Sephiroth]

Korinthenkackerei
... und du beziehst dich auf was genau?

[Haarmann]

Die Latenzdebatte hätte man schon weit Früher beginnen sollen. Da kann ich dem Ersteller nur zustimmen.

Setzen wir den Fall, dass ich nen 60Hz TFT hab, so möchte ich als mein Ziel mal 60 fps sehen und dies mit sowenig Verzögerung wie möglich. Stellen wir uns im Geiste nun einen Client/Server Shooter vor.

Die Engine macht eine Momentaufnahme der Spielfiguren und liefert nun die sinnvollen Teile ans Grafiksubsystem weiter. Dies wiederum wird irgendwann das fertige Bild ausliefern. Wenn der Monitor dann gnädig ist, wird das dann auch mal sichtbar werden.

Die wahre Latenz ist eigentlich die Verzögerung, die mein Bildschirm gegenüber dem Spielstand auf dem Server aufweist. Da helfen mir dann die 10 ms Ping voll nix, wenn mein Grafiksystem 32ms hinzubuttert und der Monitor gleich nochmals weitere 50ms dazulegt...

Daher schalte ich auf V-Sync on und nur Doublebuffer bei Einstellungen, die Mühelos in der Gegend von 200 fps und mehr rumschwirrten (Bei Q3 geht das leider nicht aufgrund der verbuggten Engine), wenns geht natürlich nur.
Die Idee dahinter ist, dass das Frame in unter 16.6ms (Bei 60 Hz ist das rund die Zeit zwischen 2 Bildern) fertig wird, ich also Latenz zum Server + 16.6ms und die Schaltzeit des Monitors, keine Sorge liebe CRT Nutzer, auch euer Elektronenstrahl ist endlich schnell unterwegs, später eine Ansicht der Dinge hab.
Ein weiterer Nebeneffekt ist, dass ich immer die Momentaufnahme gleich am Anfang des Bildzyklus kriege und dieser Abstand damit konstant ist. Auch dies generiert ein Ruckeln, auch wenn dies auch von der Mehrheit wohl nicht bewusst wahrgenommen wird.

Wenn man nun, wie Tombman wohl, auch mit 120 Hz das machen kann, dann senkt das die Latenz nochmals um 8.3ms. Das entspricht einem um 16.6ms besseren Ping. Eine TFT Latenz von 50ms entspricht daher einem um 100ms höheren Ping - für nen Shooter schlicht untauglich.

[Undertaker]

Also SLI mit 2 Gpus ist ned so schlimm, ich haue Xaero immer noch locker mit der Rail @ nightmare ;D;D

locker? respekt, aber mach doch mal plz ein replay ;)

[Gast]

du vergisst eines, zwar ändert sich die latenz in der anzahl der frames, aber nicht die absolute latenz in ms, auf die es schließlich ankommt.

2GPUs im AFR-mode rendern eben deutlich schneller als nur 1 GPUSie rendern schneller, ja. Dies wird von 99% der Spieler, die dieses Leistungsplus haben, allerdings in zusätzliche Bildqualität investiert, womit wir wieder bei den gleichen FPS rauskommen. Und bei gleichen FPS hat man mit AFR immer eine höhere Latenz, auch in ms. Mit AFR braucht man höhere FPS, um auf die gleiche Latenz in ms (=Spielbarkeit) zu kommen. Bei angenommenen 3 Frames Gesamtlatenz ohne AFR und 4 mit AFR bräuchte man für ein Spiel, was ansonsten mit 60 FPS einwandfrei spielbar ist, mit AFR bereits 80 FPS für die gleiche Spielbarkeit. Mit TFTs (maximal 75Hz, bei vielen Modellen wird das Panel trotzdem nur mit 60Hz angesteuert) bereits ein Ding der Unmöglichkeit.

[tombman]

locker? respekt, aber mach doch mal plz ein replay ;)

Bitte sehr ;)
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