همه چیز درباره Adaptive Sync در مانیتور | بررسی جامع

Adaptive Sync روشی برای هماهنگ‌سازی نرخ تازه‌سازی (Refresh Rate) مانیتور با نرخ فریم خروجی (Frame Rate) کارت گرافیک است و هدف آن، حذف یا به‌حداقل‌رساندن پارگی و سکته‌ی تصویر است. در تجربه‌ی تماشای ویدئو یا بازی کردن روی یک مانیتور، دو مشکل رایج «پارگی تصویر (Screen Tearing)» و «لرزش یا سکته‌ی تصویر (Stuttering)» می‌تواند باعث آزار چشم و کاهش لذت کاربر شود. سال‌ها، روش‌هایی همچون VSync (Vertical Sync) برای کاهش این مشکلات استفاده می‌شد، اما محدودیت‌های VSync باعث افزایش لگ (Latency) در بعضی شرایط می‌شد. همین مسئله مهندسان و شرکت‌های تولیدکننده را به سمت ارائه‌ی راهکار جدیدی به نام Adaptive Sync سوق داد.

در این مقاله قصد داریم نگاهی دقیق‌تر به نحوه‌ی کار این فناوری، مزایا و انواع مختلف آن (مانند FreeSync، G-Sync و استاندارد VESA Adaptive-Sync) داشته باشیم و نکات مهم در انتخاب مانیتور با فناوری Adaptive Sync را بررسی کنیم.

Adaptive Sync چیست؟

Adaptive Sync در ساده‌ترین تعریف، مکانیزمی است که نرخ تازه‌سازی (Refresh Rate) صفحه‌نمایش را با نرخ فریم خروجی (Frame Rate) کارت گرافیک هماهنگ می‌کند. این همگام‌سازی داینامیک، پدیده‌ی «پارگی تصویر (Screen Tearing)» را از بین برده و در عین حال، تأخیر و سکته‌ی تصویر (Stuttering) را تا حد زیادی کاهش می‌دهد.

چرا VSync قدیمی کافی نبود؟

پیش از رواج Adaptive Sync، فناوری VSync (Vertical Sync) روش اصلی برای رفع Screen Tearing بود. در این حالت، بازی یا نرم‌افزار فقط هنگام به‌روزرسانی نمایشگر اجازه داشت فریم جدیدی به خروجی بفرستد. مشکل اینجا بود که اگر کارت گرافیک نتواند خود را به نرخ ثابت مانیتور (مثلاً ۶۰ هرتز) برساند، بازی دچار افت فریم و لگ محسوس می‌شود. همچنین اگر کارت گرافیک بیش از نرخ مانیتور فریم تولید کند، بخشی از توان هدر می‌رود.

ایده‌ی Adaptive Sync

در این فناوری ، به‌جای اینکه مانیتور همواره با نرخ ثابت به‌روزرسانی شود، قادر است نرخ تازه‌سازی را مطابق با سرعت تولید فریم‌ها تنظیم کند. اگر کارت گرافیک در لحظه ۵۰ فریم بر ثانیه تولید کند، مانیتور هم خود را بر اساس همین سرعت تازه می‌کند؛ اگر سرعت به ۱۰۰ فریم بر ثانیه برسد، نرخ تازه‌سازی پنل به‌صورت پویا افزایش می‌یابد (مشروط به محدوده‌ی پشتیبانی‌شده توسط نمایشگر). این فرایند موجب می‌شود خطوط تصویر به‌طور هم‌زمان و کامل ترسیم شوند و از دوپاره‌شدن تصویر (Tearing) جلوگیری شود، بدون اینکه مثل VSync باعث افزایش تأخیر (Input Lag) یا افت فریم شدید گردد.

سازگاری با کارت گرافیک

یکی از نکات کلیدی در Adaptive Sync، سازگاری کارت گرافیک و مانیتور است. برای بهره‌گیری از این فناوری، کارت گرافیک و نمایشگر باید هر دو پروتکل مربوطه را پشتیبانی کنند. به همین دلیل، شرکت‌هایی مانند AMD و NVIDIA  نسخه‌های اختصاصی خود را با نام‌های FreeSync و G-Sync توسعه داده‌اند که هر کدام شرایط و الزامات سخت‌افزاری خاصی دارد.

چرا Adaptive Sync اهمیت دارد؟

اغلب افرادی که برای اولین بار مانیتوری مجهز به Adaptive Sync را تجربه می‌کنند، تفاوت چشمگیری در روان بودن حرکات و نبود پارگی (Tearing) یا لرزش (Stuttering) مشاهده می‌کنند. اما این فناوری دقیقاً در چه مواردی اهمیت دارد و چرا باید به دنبال آن باشیم؟

• تجربه‌ی گیمینگ روان و بدون لگ
• بهبود تماشای ویدئو و انیمیشن
• راحتی چشم و کاهش خستگی
• بهبود بازدهی کارت گرافیک

انواع فناوری‌های Adaptive Sync

تکنولوژی Adaptive Sync تنها یک برند یا یک استاندارد مشخص نیست؛ بلکه شرکت‌ها و سازمان‌های مختلف برای ارائه‌ی تجربه‌ی همگام‌سازی پویا راهکارها و گواهی‌های متفاوتی معرفی کرده‌اند. در ادامه، مروری داریم بر سه نمونه‌ی مهم و پرکاربرد:

 AMD FreeSync

•  مبتنی بر استاندارد DisplayPort Adaptive-Sync: شرکت AMD با تکیه بر این استاندارد باز (Open Standard)، فناوری FreeSync را عرضه کرد که به‌طور گسترده در مانیتورهای اقتصادی تا بالارده به‌کار می‌رود.
• نسخه‌های مختلف:
  1. FreeSync Basic: نسخهٔ پایه که محدوده‌ای از نرخ تازه‌سازی (معمولاً از ۴۸ تا نرخ حداکثر مانیتور) را پوشش می‌دهد.
  2. FreeSync Premium: علاوه بر محدودهٔ وسیع‌تر، پشتیبانی از فناوری Low Framerate Compensation (LFC) را هم ارائه می‌دهد که در فریم‌های پایین، تجربهٔ روان‌تری را حفظ می‌کند.
  3. FreeSync Premium Pro: با پشتیبانی از محدوده‌ی دینامیکی بالا (HDR)، کیفیت رنگ و روشنایی در سطوح بالاتر حفظ می‌شود.

NVIDIA G-Sync

• راهکار اختصاصی انویدیا: G-Sync نخستین فناوری تجاری موفق برای حل مشکل پارگی تصویر به‌شکل پویا بود. این راهکار ابتدا نیازمند ماژول سخت‌افزاری اختصاصی داخل مانیتور بود که قیمت مانیتورهای G-Sync را افزایش می‌داد.
• دسته‌بندی‌های فعلی:
  1. G-Sync Ultimate: نسخهٔ پیشرفته با حداکثر محدودهٔ نرخ تازه‌سازی، تأخیر پایین، و گاهی به‌همراه ماژول داخلی اختصاصی انویدیا.
  2. G-Sync: نسخهٔ اصلی که شامل ماژول سخت‌افزاری است و کیفیت همگام‌سازی را با حداقل لگ تضمین می‌کند.
  3. G-Sync Compatible: مانیتورهایی که ماژول اختصاصی ندارند اما آزمایش‌های انویدیا را برای همگام‌سازی پویا با کارت‌های گرافیک این شرکت پاس کرده‌اند و تجربه‌ای نسبتاً روان را ارائه می‌دهند.

VESA Adaptive-Sync

• استاندارد آزاد (Open Standard): سازمان VESA، استاندارد Adaptive-Sync را برای پروتکل DisplayPort تعریف کرد. این استاندارد پایهٔ فنی بسیاری از فناوری‌های Adaptive Sync مانند FreeSync است.
• گواهی‌ها و لیبل‌ها: برخی مانیتورها تنها برچسب «Adaptive-Sync» یا «DisplayPort Adaptive-Sync» دارند و از نام‌های تجاری چون FreeSync استفاده نمی‌کنند. مهم آن است که مانیتور از نظر سخت‌افزاری به پروتکل Adaptive-Sync مجهز باشد.
• VESA Certified: در بعضی موارد، مانیتورها گواهی‌هایی مانند DisplayHDR یا Adaptive-Sync از سوی VESA دریافت می‌کنند که نشان‌دهندهٔ کیفیت و سازگاری آنان است.

Adaptive Sync چگونه کار می‌کند؟

برای درک بهتر فناوری تطبیق نرخ نوسازی تصویر ، ابتدا باید بدانیم که مانیتور در هر ثانیه چند بار تصویر را به‌روزرسانی می‌کند (نرخ تازه‌سازی یا Refresh Rate)، و کارت گرافیک در هر ثانیه چند فریم جدید تولید می‌کند (نرخ فریم یا Frame Rate). معمولاً این دو عدد مستقل از یکدیگرند؛ ازاین‌رو اگر هماهنگی میان آن‌ها نباشد، پدیده‌های «پارگی تصویر (Screen Tearing)» و «لرزش (Stuttering)» رخ می‌دهد.

همگام‌سازی پویا بین نرخ فریم و نرخ تازه‌سازی

Adaptive Sync نرخ تازه‌سازی نمایشگر را در لحظه با نرخ فریم کارت گرافیک تطبیق می‌دهد. اگر کارت گرافیک ۷۰ فریم بر ثانیه تولید کند، مانیتور نیز در همان محدوده رفتار می‌کند تا هر فریم به‌طور کامل و همگام نمایش داده شود.

مانیتور باید یک «دامنه‌ی Refresh Rate» داشته باشد (مثلاً 48Hz تا 144Hz). وقتی نرخ فریم از حداقل این دامنه پایین‌تر بیاید، فناوری‌هایی مثل LFC (Low Framerate Compensation) در FreeSync می‌توانند فریم‌ها را دو یا چند برابر کنند تا پارگی و لرزش کم شود.

حذف Screen Tearing

دلیل ایجاد Tearing: اگر فریم جدید هنگام رندر شدن فریم قبلی وارد بافر نمایشگر شود، بخشی از تصویر بالا و پایین با هم تفاوت دارد و یک خط شکست یا بریدگی دیده می‌شود.

راه‌حل در Adaptive Sync: نمایشگر صبر می‌کند تا کارت گرافیک به فریم بعدی برسد، یا برعکس، اگر کارت گرافیک سریع‌تر فریم تولید کند، نمایشگر با فرکانس بالاتری رفرش می‌شود. این همگام‌سازی مانع از نصفه نشان‌دادن فریم جدید روی تصویر قبلی می‌شود.

حذف Stuttering و Input Lag اضافی

Stuttering یا لگ تصویری: در VSync سنتی، اگر کارت گرافیک نتواند خود را به زمان‌بندی ثابت نمایشگر (مثلاً ۶۰ هرتز) برساند، بازی یا محتوا موقتاً متوقف (Stutter) می‌شود تا فریم بعدی آماده گردد. Adaptive Sync محدودیت شدیدی اعمال نمی‌کند و اجازه می‌دهد نمایشگر با سرعت‌های متفاوتی کار کند.

Input Lag: با حذف محدودیت‌های اضافی VSync، فاصلهٔ زمانی بین محتوای تولیدشده توسط کارت گرافیک و نمایش روی مانیتور کم می‌شود؛ بنابراین واکنش بازیکن در بازی‌های رقابتی سریع‌تر منعکس می‌شود.

هماهنگی کارت گرافیک و نمایشگر

در سطح فنی، کارت گرافیک با ارسال سیگنال‌ها یا فرمان‌هایی (از طریق DisplayPort یا HDMI) به نمایشگر اطلاع می‌دهد که چه زمانی آمادهٔ ارسال فریم بعدی است. نمایشگر نیز با استفاده از سخت‌افزار و درایور‌های مخصوص، نرخ تازه‌سازی را تنظیم می‌کند تا تصویر به‌طور کامل کشیده شود.

برای کارکرد مطلوب، هم کارت گرافیک و هم نمایشگر باید از پروتکل و استاندارد مربوطه (مثلاً AMD FreeSync یا NVIDIA G-Sync) پشتیبانی کنند.

تفاوت‌ها و مقایسه بین FreeSync و G-Sync

دو نام اصلی که در بازار نمایشگرها برای فناوری Adaptive Sync شنیده می‌شود، AMD FreeSync و NVIDIA G-Sync است. اگرچه هدف هر دو یکی است، یعنی حذف پارگی و سکته‌ی تصویر اما از نظر سخت‌افزار، قیمت و شرایط سازگاری تفاوت‌هایی با هم دارند. در این بخش، به مقایسه‌ی کلیدی آن‌ها می‌پردازیم.

اگر کارت گرافیک AMD دارید یا به‌دنبال مانیتوری ارزان‌تر با فناوری Adaptive Sync هستید، مدل‌های FreeSync گزینه‌ی اصلی محسوب می‌شوند. نسخه‌های Premium Pro نیز تجربه‌ای پیشرفته و با کیفیت بالاتر (HDR و LFC) ارائه می‌دهند.

اگر کارت گرافیک NVIDIA دارید و بودجه‌ی بالایی کنار گذاشته‌اید و حداکثر کیفیت و کمترین لگ را می‌خواهید، مانیتورهای G-Sync (چه به صورت ماژول دار یا G-Sync Compatible) را در نظر بگیرید.

در نهایت، انتخاب میان FreeSync و G-Sync به نوع کارت گرافیک، سطح انتظار از کیفیت تصویر، بودجه و کاربری شما بستگی دارد. در بخش بعدی، نکاتی را برای انتخاب مانیتوری با فناوری Adaptive Sync متناسب با نیازهایتان مرور خواهیم کرد