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Blick ins Lab: Renderzeit, Zeit zwischen tatsächlichen Bildänderungen und Varianzen bei Benchmarks richtig erfassen

Praktisches Beispiel – Unterschiede auch ohne DLSS

Abschließend zeige ich Euch als Appetizer noch eine von zwei Auswertungsseiten, die mir meine Software am Ende automatisch generiert und wo sowohl die reinen Renderdaten (FPS und Frame Time) als auch die Display-Ausgabedaten wie die Varianzen und das P1 Low (bzw. die ganze Kurve) erfasst werden. Jetzt wisst Ihr endlich auch, wo die ganzen bunten Flicken so alle herkommen 🙂

Um den Unterschied noch besser zu veranschaulichen, auch wenn es am Ende ja nur Nuancen sind, nehme ich nun eine GeForce RTX 4090 und lasse diese in Ultra-HD auf Cyberpunk 2077 los. DLSS ist bewusst aus, denn ich möchte ja zeigen, dass auch so schon zwischen MsBetweenPresents (RTX 4090 GPU) und MsBetweenDisplayChange (RTX 4090 Display) diverse Unterschiede sichtbar werden. Beginnen wir mit den normalen, durchschnittlichen FPS (die kaum abweichen) und dem P1 Low, also den Min FPS und staunen über fast 3 FPS Unterschied beim P1! So viel zum Thema korrekte Auswertung dessen, was man wirklich sieht.

Doch es geht auch detaillierter, wenn wir und nun die Frame Time im Verlauf ansehen und beide Auswertungen auch optisch anhand der Kurve vergleichen. Beginnen wir mit den üblichen Werten aus MsBetweenPresents und sehen durchaus ordentliche Zuckungen:

Doch was kommt für uns sichtbar am Display an? Das ist nämlich am Ende nur das, was wir wirlich sehen und auch empfinden:

Doch man kann dies natürlich auch in die von mir gewohnten Balken für die Frame Time zusammenfassen:

Dass diese Betrachtung dann auch noch einen statistischen Unterschied bei den Varianzen ergibt, muss man nicht mehr erklären:

Einsatz bei DLSS4 und modernen GPUs

Mit der Einführung neuer Technologien wie DLSS 4 und Multi Frame Generation spielt MsBetweenDisplayChange eine zunehmend zentrale Rolle. In Szenarien, in denen mehrere Frames pro gerendertem Bild generiert werden, wie bei Multi Frame Generation, ermöglicht MsBetweenDisplayChange die Bewertung der tatsächlichen Bilddarstellung, da sie sicherstellt, dass die zusätzlich generierten Frames präzise synchronisiert und gleichmäßig angezeigt werden. Eine ungleichmäßige Anzeige würde zu wahrnehmbaren Rucklern führen, auch wenn MsBetweenPresents eine hohe Framerate signalisiert.

Fazit

Zusätzlich wird MsBetweenDisplayChange in der Optimierung von Stotterfreiheit und 1%-Low-FPS-Messungen eingesetzt, da sie präzise reflektiert, wie gleichmäßig Frames auf dem Display dargestellt werden. Tools wie FrameView nutzen diese Metrik, um akkurate Performance-Analysen durchzuführen. Und genau deshalb mache ich das auch. Zusammengefasst: Während MsBetweenPresents die Render- und Pipeline-Effizienz misst, ist MsBetweenDisplayChange essenziell für die Bewertung der tatsächlichen Benutzererfahrung. Beide Metriken sind komplementär und bieten nur zusammen ein vollständiges Bild der System- und GPU-Performance.

 

Kommentar

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madmlink

Mitglied

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Vielen Dank für die tolle Zusammenfassung von Grundlagen Know-How zu dem Thema. (y)
Ich empfinde es selbst immer als Herausforderung entsprechende Inhalte, oder das Verständnis, welches man sich selbst über Jahre angeeignet hat, anderen (meist jüngeren Menschen) kompakt zu vermitteln, um den kritischen Blickwinkel auf Messwerte & Daten zu schärfen.
Es wird mir eine Freude sein den Link zum Artikel als weitere Basislektüre an zukünftige Wissensdurstige weiterzugeben.

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Wombatlars

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Werden bei den Tests die 1% Low angegeben oder das P1? Ist ja nicht das gleiche. Siehe z. B. hier

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Eribaeri

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Gut, dass das jetzt nochmal erklärt wurde!
Ich habe das Gefühl, dass das bald relevant werden könnte ;)
@Igor Wallossek wo liegen die 0.1% lows eigentlich in Prozent zu den FPS normalerweise? bei 50%? 60%? Also Bsp: 300fps, sind die .1% dann bei 150 in Ordnung?

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Igor Wallossek

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Der Zusammenhang zwischen dem P1-Low-Wert und einzelnen Frames sowie deren Renderzeiten liegt in der Art und Weise, wie die Bildwiederholrate und die Performance über einen bestimmten Zeitraum gemessen und ausgewertet werden. Einzelne Frames haben jeweils eine spezifische Renderzeit, also die Zeit, die benötigt wird, um einen Frame von der GPU zu berechnen und darzustellen. Generell rechne ich ja nur mit den Rohdaten, zu FPS wird das später erst.

Wenn man die Renderzeiten über einen längeren Zeitraum misst, entstehen Schwankungen. Diese Schwankungen spiegeln die variierende Last wider, die auf der GPU liegt. Insbesondere längere Renderzeiten führen zu spürbaren Einbrüchen in der Bildwiederholrate und können als Mikroruckler wahrgenommen werden.

Der P1-Low-Wert repräsentiert die Framerate, die an der Schwelle des unteren einprozentigen Bereichs der Messdaten liegt. Das bedeutet, dass die schlechtesten ein Prozent aller gemessenen Frames (bezogen auf die Renderzeit) in die Berechnung dieses Wertes einfließen. Anders gesagt, werden die langsamsten Renderzeiten, die ein Prozent der Gesamtframes entsprechen, zur Ermittlung des P1-Low-Werts herangezogen. Dies ist ein Indikator dafür, wie gravierend die Leistungseinbrüche in Extremsituationen sind.

Dadurch ist der P1 Low besonders sensitiv gegenüber kurzen, aber wahrnehmbaren Rucklern oder Leistungseinbrüchen, die durch lange Renderzeiten verursacht werden. Ein direkter Zusammenhang besteht also darin, dass der P1-Low-Wert stark von der Verteilung und den Extremen der Frame-Renderzeiten abhängt. Und genau deshalb mimmt man die Werte vorm Display und nicht nach der GPU :)

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8j0ern

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3,511 Kommentare 1,137 Likes

Sehr interessant, danke Igor für den kleinen Einblick. ;)

Habe ich das richtig Verstanden: Scanout ist der Zeitpunkt wo das Bild am HDMI bzw. DP ausgegeben wird?

Ich habe mal CapFrameX beim Ingame Benchmark von Guardians of the Galaxy mitlaufen lassen.
Das ging in der Vergangenheit nicht sobald ich HDR10+ genutzt habe.

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P1 = Gemittelte Frame Time
1% = Minimum Frame Time ?

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Igor Wallossek

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Perzentile der FPS (Hochgerechnet):

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Frame Time (Renderzeit der Frames) im Verhältnis zu den FPS:

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Ich arbeite intern generell nur mit den Rohdaten der Renderzeiten, FPS sind so ein grober, nichtssagender Wert, mit dem man echt nichts berechnen sollte.

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8j0ern

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3,511 Kommentare 1,137 Likes

Ok, Danke.
Die 1% scheinen auch ein AVG Wert zu sein.
Die PX sind dann die Percentile von den FPS?

Schlimm genug, dass man es immer wieder erwähnen muss: Frame Times lügen nicht, FPS schon. ;)

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Annatasta(tur)

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445 Kommentare 187 Likes

Danke für die umfangreiche Aufklärung.

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8j0ern

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3,511 Kommentare 1,137 Likes

Jetzt nochmal mit Ultra Ray Tracing in Game:

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Igor Wallossek

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11,863 Kommentare 23,261 Likes

Die Werte von Marvel haben noch nie gestimmt. ist wie AC Mirage. Auch Fake :D

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8j0ern

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Irgendwie geht es immer, Fake gibt es leider über all.

Wenn es auf dem Display fluffig läuft, beschwert sich keiner wenn es nur 48Hz sind. :p

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Eribaeri

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159 Kommentare 66 Likes

Danke für diese ausführliche Antwort, Igor! Mir war nur wichtig, zu wissen, ob bei einer Framerate von ~300fps .1% lows von 200fps gut sind, oder ob ich da noch was machen muss.

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eastcoast_pete

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2,310 Kommentare 1,495 Likes

Wie auch von @Igor Wallossek erklärt, legt (jetzt?) auch Nvidia viel Wert darauf, daß MsBetweenDisplay der bessere Messwert ist oder sein sollte. Gerade weil MsBetweenPresents beim Einsatz von Frame Insertion noch keine Aussage geben kann, wie gleichmäßig (flüssig) die Frames denn wirklich erscheinen. Wie @8j0ern geht's mir (wohl den meisten von uns) mehr darum, daß die Handlung auf dem Monitor flüssig aussieht als daß eine Karte mehr ausgelesene FPS hat als eine andere.
Sichtbare Mikroruckler waren deshalb (IMHO) einer der wichtigsten Gründe, warum SLI und Crossfire nie so breit eingesetzt wurden wie man nach den damit möglichen FPS Zuwächsen erwartet hätte. Es sah einfach nicht so rund aus wie erwartet.

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NamaNatranius

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Der FTI (Frame Time Interpreter) von igor’sLAB

Gibt es das tool von dir irengendwo auf der seite oder im forum zum download?

Hab nämlich genau sowas vor ein parr monaten im internet gesucht aber nicht gefunden was mich zufrieden gestellt hat. Hätte gern mal was wo ich meine empfidungen beim zocken wenns es sich nicht so flüssig anfühlt zu testen. Ich war mit capeframe nicht ganz zufrieden. Frameview hab ich halt nichts zum grafisch auswerten gefunden.

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Igor Wallossek

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11,863 Kommentare 23,261 Likes

Nein, gibt es nicht, weil da auch die ganzen Exportfunktionen für meine Charts und die Schnittstelle für die Scopemessungen drin sind. Das ist quasi Firmensoftwre :D

Aber vielleicht solle ich das Ganze wirklich mal auf den Interpreter eingrenzen und als abgespecktes Mini-Tool zum Frameview anbieten.

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NamaNatranius

Mitglied

67 Kommentare 26 Likes

Wenn man die zeit findes wärd das ne echt schöne sache ich denk da würden sich auch parr andere leute darüber freuen.
Hab mir auch schon fast gedacht das nicht einfach so bereitstellen Kannst/möchtest.
Dachte fragen kostet nicht will mir ja die chance nicht nehemen was gutes bekommen.

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RX480

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2,013 Kommentare 976 Likes

Im NV-Treiber Flipmeter= ON sollte also helfen, das sich das Game nicht so ruckelig anfühlt ?
(weil spikes ca. 1/3 niedriger ausfallen, oder ist Das nur Zufall)

() = intelligente Outputsteuerung, um zw. Berg+Tal zu vermitteln

Das Game ist da wohl besonders auffällig?

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RX480

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2,013 Kommentare 976 Likes

Wem die Messungen zu kompliziert sind, kann bei AMD-Grakas auch einfach in den Advisor reinschauen.
Bsp. siehe Anhang

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Igor Wallossek

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11,863 Kommentare 23,261 Likes

Es hilft wirklich :)

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Danke für die Spende



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About the author

Igor Wallossek

Chefredakteur und Namensgeber von igor'sLAB als inhaltlichem Nachfolger von Tom's Hardware Deutschland, deren Lizenz im Juni 2019 zurückgegeben wurde, um den qualitativen Ansprüchen der Webinhalte und Herausforderungen der neuen Medien wie z.B. YouTube mit einem eigenen Kanal besser gerecht werden zu können.

Computer-Nerd seit 1983, Audio-Freak seit 1979 und seit über 50 Jahren so ziemlich offen für alles, was einen Stecker oder einen Akku hat.

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