V-Sync を無効にすると CPU と GPU の温度が上昇する理由

お気に入りのゲームタイトルを楽しんでいるときに、システムのファンが通常よりも大きな音を立てていることに気付きました。

目の前の問題を理解するために、信頼できる温度監視アプリを開いたところ、CPU と GPU の温度が制御不能であることがわかりました。

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しかし、なぜあなたのシステムの計算ユニットはそれほど熱狂的だったのでしょうか?ゲームがシステムに負担をかけすぎたからですか、それとも V-Sync と関係があるのでしょうか?

マシンの CPU と GPU が熱くなるのはなぜですか?

最新のゲームマシンの CPU と GPU は、多くのことを実行できます。実物そっくりのグラフィックスでゲームを実行したり、高解像度のビデオを数秒でレンダリングしたり、最新のコンピューターにできないことは何もありません。とはいえ、人間と同じように、コンピューターはこれらのタスクを実行するためにエネルギーを必要としますが、私たちとは異なり、コンピューターは操作を実行するために電気に依存しています。

したがって、ゲームを 60 FPS (1 秒あたりのフレーム数) で実行するには、CPU と GPU は電力をトランジスタとして知られる電子スイッチ .これにより、CPU または GPU のクロック周波数に基づいてスイッチがオンまたはオフになります。この CPU と GPU 内のトランジスタの動作の繰り返しが、コンピュータに命を吹き込みます。とはいえ、まさにこの電気がシステムを加熱します。

しかし、なぜゲームに力を与えているものがマシンを熱くするのでしょうか?

ジュールの加熱の法則によると、導体で発生する熱は、導体を流れる電流の 2 乗に比例します。したがって、計算ユニットの消費電流が増加すると、発生する熱も増加します。

ゲームによってシステムのファンが熱狂するのはなぜですか?

システムが過熱する理由についての基本的な理解が得られたので、ゲームがマシンにとってそれほど集中的なタスクである理由を見てみましょう.

ゲームは表面的には単純に見えるかもしれませんが、CPU、GPU、およびメモリシステムはフルチルトで実行され、高いフレームレートを実現しています。ゲームの要求が非常に高い理由を理解するために、システムがゲームをレンダリングするために何をしなければならないかを見てみましょう。

ゲームを開くと、CPU が登場し、ゲームのプログラムデータがハードドライブからシステム RAM に移動されます。その後、CPUがデータを処理してVRAMに送り、表示データ処理専用メモリ .次に、GPU がデータを処理し、ゲームプレイに応じてシーンを作成し、レンダリング情報を VRAM に保存します。ディスプレイは、リフレッシュレートに基づいて定期的にこのデータを抽出します。

これは些細なことのように思えるかもしれませんが、スムーズな 60 FPS エクスペリエンスを提供するために、GPU はデータを 1 秒間に 60 回処理してディスプレイに送信する必要があります。さらに、フル HD ディスプレイを使用している場合、GPU は 200 万ピクセルのレンダリング情報を処理する必要があります。一方、4k ディスプレイを使用している場合、GPU は 800 万ピクセル以上を描画するためにデータを処理する必要があります。

したがって、すべてをまとめると、スムーズなゲーム体験を提供するために、GPU は 800 万ポイントの色、影、およびテクスチャ情報を処理し、16 ミリ秒ごとにディスプレイに配信する必要があります。

これで、多くの数値処理が行われました。要求の厳しいタイトルを再生すると、GPU と CPU が過熱することは間違いありません。

フレームレート、リフレッシュレート、画面ティアリングについて

前述のように、GPU は画像を生成し、VRAM に格納します。 GPU がこのタスクを実行できる速度はフレームレートと呼ばれ、シーンの複雑さに比例します。

したがって、計算が複雑でないゲームをプレイしている場合、GPU はより高速に画像をレンダリングし、データを 1 秒間に 100 回 VRAM に送信して、100 FPS のフレームレートを提供できます。とはいえ、レイトレーシングを有効にしてゲームをプレイしている場合、GPU はより多くのデータを処理する必要があり、FPS が低下します。

一方、モニターのリフレッシュレートは、モニターが VRAM からデータを収集する速度を指します。したがって、60 ヘルツのリフレッシュレートを提供するパネルを使用している場合、モニターは 16.6 ミリ秒 (1/60 秒) ごとに VRAM 内の情報にアクセスします。

つまり、モニターのリフレッシュレートは一定ですが、GPU のフレームレートは可変です。画面のティアリングを引き起こすのはこの不一致です。ここに方法があります。

画像クレジット: AMD

GPU がデータを処理して画面に表示する画像を作成するとします。ビジュアルは複雑ではないため、瞬時にシーンを作成します。すべてが適切に機能するためには、モニターが VRAM から画像を取得し、同時に画像を表示する必要がありますが、GPU がディスプレイよりも高速に動作しているため、VRAM からのデータは取得されません。

画面上の画像が更新されていない間、GPU はデータを処理してディスプレイに表示される次の画像を作成し、VRAM に書き込みます。このとき、ディスプレイは VRAM からデータをフェッチします。

このため、画像が 2 つの異なるフレームからのものであるため、ディスプレイ上の画像の中央に裂け目が表示されます。この問題を解決するために、V-Sync があります。

V-Sync を有効にするとどうなりますか?

画面のティアリングが好きな人はいません。この問題を解決するために、ゲーム業界は V-Syncテクノロジーを思いついた . Vertical Synchronization の略で、V-Sync はディスプレイと GPU を同期させて、画面のティアリングが画像に入らないようにします。

これを行うために、V-Sync は GPU のフレームレートを一定のレートに制限します。これにより、GPU が VRAM にデータをプッシュするのと同じ速度でディスプレイが VRAM からデータを収集し、画面のティアリングを防ぎます。

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さらに、V-Sync が有効になっている場合、モニターのリフレッシュレートに基づいて画像データを処理するため、GPU が限界に達することはありません。

V-Sync を無効にすると、CPU と GPU の温度が上昇するのはなぜですか?

V-Sync を無効にすると、ディスプレイのリフレッシュレートと GPU フレームレートが同期しなくなります。したがって、GPU は自分自身を限界まで押し上げ、シーンの複雑さに基づいてデータを VRAM に送信します。これにより、より多くのデータを処理および管理する必要があるため、GPU と CPU に多くの負荷がかかります。

この GPU と CPU の負荷の増加により、計算ユニットがより多くの電流を消費し、システムの温度が上昇します。

V-Sync を有効にして CPU と GPU を冷却

V-Sync を無効にすると、システムが熱くなる可能性がありますが、システムの温度が高くなる理由はいくつか考えられます。したがって、V-Sync を有効にしても GPU が冷却されない場合は、システムを加熱している可能性のある他の要因を調べることができます。