隨著越來越多關於 INTEL 第 13 代 RAPTOR LAKE CPU 的傳聞性能的資訊浮現,基本上新一代 CPU 對遊戲的平均 FPS 提升不大,但是有消息指出 RAPTOR LAKE CPU 大幅改進 FRAMETIME 穩定性,CPU 核心頻率上升、CPU 快取增大、架構改進 IPC 微增等等都影響著 FRAMETIME,可惜在目前流出的測試結果內只看到傳統的最低 FPS (MIN FPS) 有明顯增長。
傳聞 RAPTOR LAKE 能降低 FRAMETIME 佔用時間
比較專業的媒體早在十多年前就發現以往常用的最低 (MIN) FPS 對於分析遊戲表現作用不大,因為 FPS 所涉及的時間單位是秒 (1 秒 = 1000 毫秒),反映每一秒能夠輸出多少格畫面。可是有很多發生在那一秒以內的細節無法被 FPS 數值顯示,所以不少媒體早就摒棄使用 MIN FPS,轉為使用更為細緻的 FRAMETIME 分析。 FRAMETIME 所看的是時間長度,即每一格畫面需要多少時間來生成。FRAMETIME 一般使用毫秒 (ms) 作單位,由於所承載的資訊更多,將最惡劣 (最高) 的 1% FRAMETIME 換算為 FPS 便使 1% LOW FPS 比 MIN FPS 更有代表性。最近推出的 ARC A380 雖然與 RAPTOR LAKE 一樣同屬 INTEL,但是 ARC A380 以恐怖 FRAMETIME 表現再次成為 FRAMETIME 分析的最佳個案。
進階的競技類遊戲玩家除了要求順暢的畫面,更重視卡頓感的長短和出現次數,並希望卡頓情況減至最小,FRAMETIME 越平穩代表每一格畫面所需的產生時間差距越短越小,反映遊戲畫面較為平滑。FRAMETIME 平穩不代表必然十分順暢 (高 FPS),FRAMETIME 所看的是畫面卡頓感覺或是畫面穩定的連續性,是以平穩過渡帶來穩定的體驗為佳。媒體往往會用 STUTTER / FRAME PACING PROBLEM / HITCH 來形容突然而來的畫面卡頓感,以 FRAMETIME 表示就是某一格畫面突然比之前的畫面需要更多的時間來產生,FRAMETIME 突然暴增。造成卡頓的原因有很多,CPU、GPU、 記憶體以至遊戲引擎本身均有影響。
競技類遊戲如射撃遊戲對遊戲順暢度的要求極高,一次卡頓 (畫面停頓半秒或更短例如 300 ms) 對於正在開槍那短短幾秒影響極大,所以資深的射撃類遊戲玩家大多追求高 FPS 之餘更為看重 FRAMETIME 的平穩性。由於 FRAMETIME 代表每一格畫面的產生時間,其實也反應著畫面延遲。
目前關於 FRAMETIME 的調校大致分為兩派,一是透過額外手段干預 FRAMETIME,例如透過鎖定 FPS 來維持一個相對較低的 FPS 水平,以確保 FPS 全程固定,當 FPS 被固定,FRAMETIME 亦大致被固定,漸趨向一條直線,這帶來穩定的反應時間,因為每格畫面所需的產生時間都被鎖定在某一固定水平,可是這種方法有機會因為干預了 CPU / GPU 的運作而導致增加一些額外的延遲,程度大小由干擾方法是否由較底層的 API 處理而定。
另一派較為狂野,希望 CPU 和 GPU 即時運算以產生最新的畫面資訊,務求比他人更早一步刷新畫面得到更新更快的資訊。他們反對以任何手段干擾 CPU 和 GPU 和顯示器 (不使用 SYNC 技術) 以免導致延遲上升,務求各硬體和遊戲引擎以最快的速度刷新畫面,但由於 FRAMETIME 不一,延遲值較為波動,對一般進階遊戲玩家來說適應難度更大。
在畫面產生過程中除了 GPU 需要處理計算外,CPU 亦佔一大比重,共同影響每一格畫面最終所需的產生時間。 這圖片是 GAMERS NEXUS 近日與 INTEL 工程師商討 ARC A380 的 FRAMETIME 問題時由 INTEL 提供。該圖片並不是 ARC A380 的展示,而只是作為一個案例示範。圖中拆解整個 FRAMETIME 的組成部份,當中不單包含 CPU 的部份,更包括顯示器的部份。 圖片內顯示 200 格畫面內後 50 格的產生時間,以毫秒 (ms) 計算。
每個長條的高度代表最終該格畫面所需的產生時間,亦即常見的 FRAMETIME 圖表,但 INTEL 將每一格的 FRAMETIME 長條再拆分,從中看到到底 CPU 何時開始著手處理那一格畫面,何時交到 GPU 手上由 GPU 繼續處理該一格畫面其後的運算。
這裡更看到 CPU 一但將工作交至 GPU 上便已經開始處理下一格畫面,左邊起第二個 FRAMETIME 長條貫穿 0 ms 的原因便是因為 CPU 在完成左邊第一格畫面的運算部份後,便即時處理下一格畫面,而非等到第一格畫面由 GPU 接手處理後再交由顯示器投射在螢幕上之後 (完成完整的一格畫面) 才開始計算下一格畫面。由"0"至"IN PRESENT"的高度位置代表 CPU 所需的工作時間長度,繼而將指令交至 GPU,GPU 接到由 CPU 交付的指令後便繼續運算該格畫面例如計算像素顏色等等,完成後便等待顯示器輸出該格畫面的最終完成作品,顯示器佔用的時間長短亦會受到遊戲玩家有否開啟 V SYNC 等等的畫面同步刷新功能影響。
這套 FRAMETIME 分析工具非常有趣,比起目前主流的平均 FPS 比較更有深度。假若 INTEL RAPTOR LAKE CPU 真的如傳聞所指大幅降低 CPU 的 FRAMETIME 佔用時間,無疑為廣大遊戲玩家帶來實質的遊戲水平提升。這套工具亦有助分析和找出整個系統內究竟是哪一部份拖累整體遊戲表現,未來大環境轉差,RAPTOR LAKE CPU 對遊戲平均 FPS 提升極少,希望各位買爆 AMD 讓筆者能夠撿到便宜的 RAPTOR LAKE。