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Ti stavi godendo il tuo titolo di gioco preferito quando hai notato qualcosa fuori dall'ordinario: le ventole del tuo sistema facevano più rumore del solito.
Per capire il problema in questione, hai aperto la tua fidata app di monitoraggio della temperatura, solo per scoprire che la temperatura della CPU e della GPU era fuori controllo.
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Ma perché le unità di calcolo del tuo sistema erano così tostate? È stato perché il tuo gioco ha spinto troppo il tuo sistema o era qualcosa a che fare con V-Sync?
Perché la CPU e la GPU della tua macchina si stanno riscaldando?
La CPU e la GPU su una moderna macchina da gioco possono fare molto. Che si tratti di eseguire giochi con una grafica realistica o di eseguire il rendering di video ad alta risoluzione in pochi secondi, non c'è nulla che un computer moderno non possa fare. Detto questo, proprio come gli esseri umani, un computer ha bisogno di energia per svolgere queste attività, ma a differenza di noi, i computer si affidano all'elettricità per eseguire le operazioni.
Quindi, per eseguire un gioco a 60 FPS (frame al secondo), la CPU e la GPU incanalano l'elettricità interruttori elettronici noti come transistor . Ciò fa sì che gli interruttori si accendano o si spengano in base alla frequenza di clock della CPU o della GPU. È questa operazione ripetuta dei transistor nella CPU e nella GPU che dà vita al tuo computer. Detto questo, questa stessa elettricità provoca il riscaldamento del sistema.
Ma perché la cosa che sta alimentando i tuoi giochi fa surriscaldare la tua macchina?
Ebbene, secondo la legge del riscaldamento di Joule, il calore generato in un conduttore è proporzionale al quadrato della corrente che lo attraversa. Pertanto, all'aumentare dell'assorbimento di corrente di un'unità computazionale, aumenta anche il calore che genera.
Perché i giochi fanno impazzire i fan del tuo sistema?
Ora che abbiamo una comprensione di base del motivo per cui il tuo sistema si surriscalda, possiamo vedere perché il gioco è un compito così intenso per la tua macchina.
Vedete, i giochi potrebbero sembrare semplici in superficie, ma la CPU, la GPU e i sistemi di memoria funzionano a pieno regime per offrire quei frame rate elevati. Per capire perché il gioco è così impegnativo, diamo un'occhiata a cosa deve fare il tuo sistema per il rendering dei giochi.
Quando apri il gioco, la CPU viene visualizzata e i dati del programma per il gioco vengono spostati nella RAM di sistema dal disco rigido. Successivamente, la CPU elabora i dati e li invia alla VRAM, memoria dedicata per l'elaborazione dei dati di visualizzazione . Successivamente, la GPU elabora i dati, crea la scena in base al tuo gameplay e memorizza le informazioni di rendering nella VRAM. Il display estrae quindi questi dati regolarmente in base alla sua frequenza di aggiornamento.
Potrebbe sembrare banale, ma la GPU deve elaborare i dati 60 volte al secondo e inviarli al display per offrire un'esperienza fluida a 60 FPS. Inoltre, se hai un display Full HD, la tua GPU deve elaborare le informazioni di rendering per 2 milioni di pixel. D'altra parte, se hai un display 4k, la GPU deve elaborare i dati per dipingere oltre 8 milioni di pixel.
Pertanto, per riassumere, la tua GPU deve elaborare informazioni su colore, ombre e texture per 8 milioni di punti e inviarle al display ogni 16 millisecondi per offrire un'esperienza di gioco fluida.
Ora c'è molto da sgranocchiare i numeri; senza dubbio la tua GPU e CPU si surriscaldano durante la riproduzione di titoli impegnativi.
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Comprensione di frame rate, frequenza di aggiornamento e tearing dello schermo
Come spiegato in precedenza, la GPU genera immagini e le archivia nella VRAM. La velocità con cui la GPU può eseguire questa attività è nota come frame rate, che è proporzionale alla complessità della scena.
Pertanto, se stai giocando a un gioco che non è computazionalmente complesso, la GPU può eseguire il rendering delle immagini a velocità più elevate e inviare dati alla VRAM 100 volte al secondo, offrendo un frame rate di 100 FPS. Detto questo, se stai giocando con il ray tracing abilitato, la GPU dovrà elaborare molti più dati, riducendo gli FPS.
La frequenza di aggiornamento del monitor, d'altra parte, si riferisce alla velocità con cui il monitor raccoglie i dati dalla VRAM. Pertanto, se si dispone di un pannello che offre una frequenza di aggiornamento di 60 Hertz, il monitor accederà alle informazioni nella VRAM ogni 16,6 millisecondi (1/60 di secondo).
Quindi, se lo guardi, la frequenza di aggiornamento del tuo monitor è costante, mentre la frequenza dei fotogrammi della GPU è variabile. È questa discrepanza che causa lo strappo dello schermo; ecco come.
Supponiamo che la tua GPU stia elaborando i dati per creare un'immagine da visualizzare sullo schermo e, poiché l'aspetto visivo non è complesso, crea la scena istantaneamente. Ora, affinché tutto funzioni correttamente, il monitor dovrebbe recuperare l'immagine dalla VRAM e visualizzare l'immagine allo stesso tempo, ma poiché la GPU funziona più velocemente del display, i dati dalla VRAM non vengono recuperati.
Mentre l'immagine sullo schermo non viene aggiornata, la GPU sta elaborando i dati per creare l'immagine successiva visualizzata sul display e scrivendo nella VRAM. A questo punto, il display recupera i dati dalla VRAM.
Per questo motivo, l'immagine sul display appare con uno strappo al centro, poiché le immagini provengono da due fotogrammi diversi. Per risolvere questo problema, abbiamo V-Sync.
Cosa succede quando V-Sync è abilitato?
A nessuno piace lo screen tearing e, per risolvere questo problema, l'industria dei giochi ha inventato la tecnologia V-Sync . Abbreviazione di sincronizzazione verticale, V-Sync sincronizza il display e la GPU in modo che lo screen tearing non entri nell'immagine.
Per fare ciò, V-Sync limita il frame rate della GPU a una velocità costante. Per questo motivo, il display raccoglie i dati dalla VRAM alla stessa velocità con cui la GPU spinge i dati nella VRAM, prevenendo lo strappo dello schermo.
Inoltre, quando V-Sync è abilitato, la tua GPU non si spinge al limite poiché elabora i dati dell'immagine in base alla frequenza di aggiornamento del monitor.
Perché le temperature di CPU e GPU aumentano quando V-Sync è disabilitato?
Quando V-Sync è disabilitato, la frequenza di aggiornamento del display e la frequenza fotogrammi della GPU non sono sincronizzate. Quindi la GPU si spinge al limite e invia i dati alla VRAM in base alla complessità della scena. Ciò carica molto la GPU e la CPU poiché è necessario elaborare e gestire più dati.
Questo aumento dei carichi di GPU e CPU fa sì che le unità di calcolo assorbano più corrente, aumentando la temperatura del sistema.
Abilita V-Sync per raffreddare CPU e GPU
La disabilitazione di V-Sync potrebbe causare il surriscaldamento del sistema, ma potrebbero esserci diversi motivi per temperature elevate del sistema. Quindi, se l'abilitazione di V-Sync non raffredda la tua GPU, potresti considerare altri fattori che potrebbero riscaldare il tuo sistema.