Kiểm tra tốc độ khung hình

Kiểm tra tốc độ khung hình đo xem thiết bị hiển thị bao nhiêu hình ảnh mỗi giây và chúng đến đều đặn ra sao. Trang lấy dấu thời gian mà trình duyệt gắn vào mỗi khung hình hoạt ảnh, rồi chuyển khoảng giữa các khung liên tiếp thành FPS. Từ các mẫu đó nó báo cáo sáu chỉ số: bộ đếm trực tiếp, mức trung bình, mức tối thiểu, 1% low, độ lệch chuẩn của khoảng khung, và số lần giật. Mức trung bình mô tả thông lượng, năm chỉ số còn lại mô tả tính nhất quán, nên chúng được báo cáo riêng — một con số trung bình không thể cho biết lần chạy là mượt hay đầy khựng.

Hãy chắc chắn tab này là cửa sổ đang hoạt động, vì trình duyệt hạn chế khung hình hoạt ảnh ở tab nền và kết quả sẽ sụp xuống một mức tượng trưng. Hãy đóng các ứng dụng nặng, nhấp Bắt đầu Kiểm tra, và để bộ đếm chạy ít nhất mười giây, đến lúc đó lần chạy tự hoàn tất và bảng chẩn đoán sẽ cho điểm nó. Hãy theo dõi mức trung bình ổn định trước, rồi so sánh với chỉ số 1% low ngay bên dưới, và đọc độ lệch thời gian khung hình cùng số lần giật sau cùng. Để so sánh công bằng, hãy chạy kiểm tra ba lần trong cùng điều kiện và so sánh độ phân tán thay vì tin vào một kết quả, vì một lần chạy rất dễ bị lệch bởi một bản cập nhật chạy nền.

Chỉ số 1% low lấy 1 phần trăm khung hình chậm nhất trong một lần chạy, tính trung bình thời gian khung hình của chúng, rồi chuyển ngược lại thành tốc độ khung hình. Nó trả lời câu hỏi mà mức trung bình không thể trả lời: những khoảnh khắc tệ tệ đến mức nào? Nếu mức trung bình là 120 FPS nhưng 1% low là 45 FPS, thì khoảng một trong một trăm khung hình cần thời gian dài hơn ba lần mức cần thiết, và chính những lần khựng đó là thứ người chơi cảm nhận như khựng hình và lệnh nhập bị mất. Theo nguyên tắc thực tế, một hệ thống khỏe mạnh giữ 1% low trong khoảng 10 đến 20 phần trăm của mức trung bình, và khoảng cách rộng hơn chỉ ra vấn đề nhịp độ chứ không phải vấn đề tốc độ thô.

Với công việc văn phòng, video và duyệt web, 60 FPS là mượt thoải mái vì khớp tốc độ làm mới của đa số màn hình. Với chơi game, 60 FPS là chơi được, 120 FPS cải thiện rõ độ rõ chuyển động và phản hồi nhập, còn 240 FPS chủ yếu dành cho người chơi thi đấu có tấm nền tần số quét cao tương ứng. Vượt quá tốc độ làm mới, khung hình thừa phần lớn bị bỏ đi, nên 90 FPS trên màn hình 60Hz chỉ mượt hơn nhờ giảm xé hình chứ không nhờ khung nhìn thấy thêm. Tính nhất quán quan trọng hơn mức đỉnh: 60 khóa cứng với 1% low là 55 cảm giác tốt hơn trung bình 90 với 1% low là 30.

Giật gần như luôn đến từ thời gian khung hình không đều chứ không phải mức trung bình thiếu. Nguyên nhân phổ biến nhất là tải nền: màn hình thứ hai phát video, tab trình duyệt giải mã trang nặng, ứng dụng đồng bộ đám mây hay bản cập nhật hệ thống đều cướp thời gian CPU và GPU theo từng đợt. Thứ hai là quản lý nhiệt hoặc nguồn: laptop chạy pin và máy mỏng dưới tải liên tục sẽ giảm xung, nên lần chạy thường bắt đầu nhanh rồi suy giảm trong vòng một phút. Thứ ba là giới hạn FPS kết hợp tốc độ làm mới không khớp, khi VSync và giới hạn 60 FPS trên tấm nền 60Hz chống nhau và tạo ra rung hình nhìn thấy được.

Nó chính xác với những gì nó đo: tốc độ khung hình mà chuỗi kết xuất của trình duyệt thực sự đưa lên màn hình, và đây là công cụ đúng cho ứng dụng web, trò chơi trình duyệt hay cảnh canvas và WebGL. Mỗi khung hình do chính trình duyệt gắn dấu thời gian nên các khoảng là số thật, không phải ước lượng. Giới hạn nằm ở phạm vi chứ không ở độ chính xác: trang web không đọc được bộ đếm FPS của trò chơi cài máy chạy ở cửa sổ khác, không báo cáo mức dùng GPU hay xung nhịp, không đo được độ trễ từ cú nhấp đến photon, và không phải phép đo thuần phần cứng vì hệ điều hành cùng trình duyệt đều thêm tải của riêng chúng.

Chúng đo hai thứ dễ nhầm lẫn. Kiểm tra tốc độ làm mới đo mức trần của tấm nền — màn hình vẽ lại được bao nhiêu lần mỗi giây, thường 60, 120, 144 hay 240 — kèm hiện tượng bóng mờ và bỏ khung hình. Kiểm tra tốc độ khung hình đo phần thực sự được đưa vào mức trần đó. Quan hệ này rất quan trọng: tấm nền 144Hz nhưng tốc độ khung hình chỉ 60 nghĩa là màn hình hoàn toàn không phải nút thắt, nâng cấp nó cũng chẳng thay đổi gì. Hãy chạy kiểm tra tốc độ làm mới để xác lập mức trần, rồi chạy kiểm tra tốc độ khung hình xem bạn đang dùng bao nhiêu phần của mức trần.

Hãy xử lý các nguyên nhân theo thứ tự khả năng. Đầu tiên hãy đóng các tab khác, cuộc gọi video và trình khởi chạy, rồi chạy lại kiểm tra để xem bao nhiêu phần của sự sụt giảm là do tải nền. Thứ hai, kiểm tra mức sử dụng CPU và GPU trong lúc chạy, vì một nhân bị chiếm trọn hoặc một hàng đợi đồ họa bận thường giải thích được chỉ số 1% low thấp. Thứ ba, chuyển cấu hình nguồn của hệ điều hành từ chế độ tiết kiệm sang cân bằng hoặc hiệu năng cao, điều này quan trọng nhất trên laptop đang chạy pin. Thứ tư, cập nhật driver đồ họa và xác nhận rằng laptop dùng đồ họa lai đang sử dụng GPU rời. Cuối cùng, giảm tải kết xuất của trang bạn đang đo.

Bạn có thể đo mọi trò chơi chạy trong tab trình duyệt, gồm các tựa HTML5, canvas, WebGL và WebGPU, vì chúng đều đi qua cùng chuỗi khung hình hoạt ảnh mà bài test này lấy mẫu. Bạn không thể đo trò chơi cài máy đang chạy ở cửa sổ khác hay ở chế độ toàn màn hình độc quyền, vì trang web không truy cập được nội bộ của ứng dụng khác. Với trò chơi cài máy, hãy dùng lớp phủ FPS của chính trò chơi hoặc của driver đồ họa, ví dụ lớp phủ hiệu năng trong NVIDIA GeForce Experience hay AMD Adrenalin; dùng bài test này cho trò chơi trình duyệt và ứng dụng web.

Thời gian khung hình là thời gian tạo ra một khung hình, đo bằng mili giây, còn FPS đếm số khung hình trong một giây; hai đại lượng nghịch đảo nhau: 60 FPS tương đương 16.7 ms mỗi khung, 120 FPS là 8.3 ms, 144 FPS là 6.9 ms. Khi truy nguyên giật, thời gian khung hình bộc lộ vấn đề rõ hơn vì nó mô tả từng khung riêng lẻ thay vì lấy trung bình cả một giây. Một lần chạy trung bình 60 FPS vẫn có thể chứa những khung kéo dài 40 ms trở lên, và chính những khung dài đó mà mắt bạn đọc thành hiện tượng khựng. Bài test báo thời gian khung hình trực tiếp nên các giá trị bất thường mà bộ đếm thông thường che giấu trở nên nhìn thấy rõ.

Mức trung bình cao đi kèm thời gian khung hình không ổn định lại tệ hơn mức thấp nhưng đều, vì mắt nhạy với thay đổi nhịp độ hơn là tốc độ tuyệt đối. Nếu trung bình 144 FPS nhưng cứ khung thứ mười cần 30 ms, chuyển động sẽ rung thấy rõ dù con số trung bình trông khỏe. Nguyên nhân điển hình: một luồng CPU bão hoà, cú dừng biên dịch shader, cú giật truyền tải texture, hay tiến trình nền tranh GPU. Cách kiểm tra thực tế là theo dõi 1% low và số lần giật thay vì mức trung bình: 1% low nằm trong 10–20 phần trăm của trung bình nghĩa là nhịp độ lành mạnh, khoảng cách rộng hơn cho thấy nút thắt là cú đột biến chứ không phải hiệu năng thô.

Giới hạn tốc độ khung hình là mức trần số khung hình một ứng dụng được tạo ra, thường để khớp đầu ra với màn hình. Giới hạn thấp hơn một chút so với tốc độ làm mới, ví dụ 141 FPS trên màn hình 144Hz có bật VSync, là cách chuẩn cắt độ trễ nhập mà vẫn tránh xé hình. Trên màn hình tần số quét thay đổi như G-Sync hay FreeSync, giới hạn dưới mức làm mới tối đa giữ tấm nền trong dải biến thiên và tránh quay về chế độ tần số cố định. Giới hạn chỉ có hại khi đặt dưới mức hệ thống vốn đạt được mà không có lý do chính đáng, vì khi đó nó bỏ phí hiệu năng thật.