AMD FreeSync_NVIDIAG-Sync Compatible


スポンサードリンク




ゲーミングモニタを選ぶうえで重要な予備知識を紹介する、その名の通り『ゲーミングモニタの選び方』シリーズ第3弾では、NVIDIA G-Sync CompatibleやAMD FreeSyncの名前で知られる可変リフレッシュレート同期機能について解説します。
NVIDIA G-Syncモジュール版とG-Sync CompatibleやAMD FreeSyncの違い、VESA Adaptive-Syncや、HDMI2.1でサポートが始まったHDMI Variable Refresh Rate (VRR)との関係など、発展の経緯もあって少々込み入った諸事情を説明していきます。




【執筆:2019年3月2日、最終更新:2021年5月21日】


モニタ表示の更新と同期の基本について

まず可変リフレッシュレート同期機能に関する予備知識として、モニタ表示の更新と同期の基本を簡単に解説します。
液晶モニタはGPUから連続して送られてくる映像(フレーム)を、リフレッシュレートに応じて一定間隔で更新しながら液晶パネル上に表示していきます。下はその理想的な様子の模式図です。
Monitor Refresh_Sync_1_ideal
しかしながらGPUによる映像出力と液晶モニタのリフレッシュレートは、実際には上のような理想的な関係にはなりません。その理由は単純で、PCゲームのようにリアルタイムレンダリングによって描画を行う映像ソースは、その時々の描画負荷によって各フレームの描画(レンダリング)にかかる時間が異なる、可変フレームレートの映像だからです。
レンダリングにかかる時間が一定ではないPCゲームにおいては、60Hzという更新周期に合わせてGPU内のフレームバッファを取り出して表示を更新する「垂直同期(V-Sync)」が一般的です。しかしながら垂直同期においては60Hzリフレッシュレートのモニタの場合、画面更新間隔の約16msを超えてしまうフレームが発生するとその更新タイミングでは1つ前と同じフレームを表示することになるので、この時に「Stutter(スタッター、日本語では”カクつき”など)」が発生して(を感じて)しまいます。
Monitor Refresh_Sync_2_V-Sync
一方で垂直同期を使用しない「同期なし」ではどうかというと、画面の更新とGPU側フレームバッファの更新が重なることによって、1つの画面内の上下で前後するフレームが表示される「Tearing(テアリング、誤読ですがティアリングでも日本なら通じる)」が発生します。
Monitor Refresh_Sync_3_No-Sync
液晶モニタにはピクセルが格子状に並んでいますが、画面更新ではパネル上のピクセルが同時一斉に更新されるのではなく、上の列から下の列へ順番に更新されていきます。そのため同期なしにおいては、画面更新の途中でGPU側フレームバッファが更新されると上半分はn番目のフレーム、下半分はn+1番目のフレームが表示され、画面の中央に切れ目が表示されて見えたり、上下で全く違う絵が表示されるといった現象が発生し、これがテアリングと呼ばれています。
AMD FreeSync (2)

以上PCゲーマーを悩ませるスタッターとテアリングの諸事情を踏まえて、可変リフレッシュレート同期機能とはどういったものかというと、『GPUフレームバッファの更新に合わせて画面を更新する
ので、PCゲームのようにGPUフレームバッファの更新が一定しない可変フレームレートの映像であっても、モニタ表示において原理的にスタッターもテアリングも発生しない同期技術となっています。
AMD FreeSync (3)



AMD FreeSync (VESA Adaptive-Sync)について

「AMD FreeSync」はAMD独自の技術というわけではなく、技術自体はPCディスプレイなどに関する業界団体VESAが当初DisplayPort1.2規格に含まれる機能として公開した可変リフレッシュレート同期機能「Adaptive-Sync」をそのまま採用しています。
「AMD FreeSync対応モニタ」とは、Adaptive-Syncに対応したモニタ製品がAMD製GPUと組み合わせた場合に可変リフレッシュレート同期機能が正常に動作することをAMDが公式に確認し、ロゴを付与した製品のことです。
AMD FreeSync (4)
FreeSyncの機能そのものはVESA Adaptive-SyncなのでAMD製GPUだけでなく、Xbox Series X/Sなど一部のコンソールゲーム機やビデオプレーヤーなどビデオ出力機器全体に汎用的に使用が可能であるというメリットが存在します。
例えばXbox Series X/Sは可変リフレッシュレート同期機能とHDR表示最適化の両方を含むFreeSync Premium Proにも対応しています。
またHDMIの最新規格であるHDMI2.1では映像伝送規格に可変リフレッシュレート同期機能「HDMI Variable Refresh Rate (VRR)」が内包されています。エンドユーザー的にはVESA Adaptive-SyncとHDMI Variable Refresh Rateは同じものと考えてOKです。
Xbox One X_FreeSync2


AMD FreeSync採用製品に関する注意事項として、可変リフレッシュレート同期が可能なフレームレートの範囲はモニタ製品ごとに異なります。
対応フレームレートの上限を上回る、もしくは下限を下回ると、垂直同期無効の場合はテアリングが、垂直同期有効の場合はスタッタリングが発生します。最近のFreeSync対応モニタは最大リフレッシュレートが上限で30~40FPSが下限と対応フレームレートが広いものが多いですが、たまに対応フレームレートの範囲が狭い製品もあるようです。(FreeSync対応モニタリスト
FreeSync_list
また「AMD FreeSync」では垂直同期のON/OFFをユーザーが各自で設定する必要があります。
単純にFreeSyncを有効にしただけではテアリングの発生を完全には防止できず(同期なしよりは大幅に減るが)、テアリングを完全に無くすためには垂直同期も同時に有効化する必要があります。一方でFreeSyncを有効にした状態で垂直同期を無効化するとテアリングが若干発生する可能性は残るものの、マウスの入力遅延を小さくすることができます。
AMD FreeSync (5)



AMD FreeSyncとNVIDIA G-Syncの違い

可変リフレッシュレート同期機能にはAMD製GPUやコンソールゲーム機などで使用可能な「AMD FreeSync(VESA Adaptive-Sync、HDMI Variable Refresh Rate)」以外にも、NVIDIA製GPU搭載PC専用で使用可能な「NVIDIA G-Sync」も存在します。
AMD FreeSync_NVIDIAG-Sync Compatible

「NVIDIA G-Sync」はモニタ側に専用モジュールを搭載しているため高価ですが、「AMD FreeSync」とは違って可変リフレッシュレート同期機能を使用可能な映像ソースのフレームレートについて、モニタに依存した制限が基本的に存在しないというメリットがあります。
一方で「AMD FreeSync」はVESAが策定したAdaptive-Sync(アダプティブシンク/適応同期)機能に準拠した仕様に、AMDが動作確認を行って公式ロゴを付与したものなので専用モジュールが必要なく、安価で採用製品が多いというメリットがあります。

「NVIDIA G-Sync」と「AMD FreeSync」はいずれも可変リフレッシュレート同期機能というくくりで扱われますが、下にまとめた比較表を見てわかるように両者の仕様にはけっこう違いがあります。垂直同期の扱いからの推測ですが、「NVIDIA G-Sync」が『専用モジュールによって、GPUレンダリング完了タイミングと画面更新タイミングを同期させるワンパッケージな機能』であるのに対して、「AMD FreeSync」は『一定期間のリフレッシュレートを映像ソースFPSの傾向に合わせて逐次変化させる機能』となっているようです。


また専用モジュールを搭載するNVIDIA G-Syncのもう1つの特長として「可変オーバードライブ」があります。 オーバードライブと応答速度の基礎知識についてはまずこちらの記事を参照してください。
ゲーミングモニタの選び方[1] 応答速度とオーバードライブについて
ゲーミングモニタの選び方[1] 応答速度とオーバードライブについて

モニタには通常いくつかのオーバードライブ設定があるのですが、一般的なゲーミングモニタではリフレッシュレート毎に最適なオーバードライブ設定が異なります。
LG 27GN950-B_OSD_Overdrive
下は144Hzリフレッシュレートに対応する「LG 27GN950-B」の例ですが、100Hz前後のハイリフレッシュレートで最適な応答を見せるオーバードライブ設定は、60Hzなどの低いリフレッシュレートでは逆に補正が強すぎでオーバーシュートによる逆像の色滲みが生じてしまいます。
AMD FreeSyncやG-Sync Compatibleでは通常、モニタのオーバードライブ設定は可変リフレッシュレート同期によるリアルタイムのリフレッシュレート変化に依存せず固定されているため、144Hzで最適なオーバードライブ設定を適用している時にリフレッシュレートが60Hzなどに下がるとオーバーシュートによる滲みが生じてしまいます。


専用モジュールを搭載したNVIDIA G-Syncは「可変オーバードライブ」機能に対応しているので、可変リフレッシュレート同期によってリフレッシュレートが変動しても、リアルタイムのリフレッシュレートに合わせて最適なオーバードライブ設定が適用されるため、オーバーシュートによる滲みが発生し難い構造になっています。



可変フレームレート機能の簡易比較表

NVIDIA G-Sync(公式 AMD FreeSync(公式
VESA Adaptive-Sync
HDMI Variable Refresh Rate
対応出力機器 NVIDIA製GPU搭載PCのみ
(最新モニタでは社外製品も一部対応)
AMD製GPU搭載PC
NVIDIA製GPU搭載PC
Xbox Series X/S
(PS5やIntel iGPUも今後対応するかも?)
ビデオ入力
主にDisplayPortのみ
(最新モニタではHDMIも一部対応)
製品によるが、規格としてはDisplayPortとHDMIの両方に対応
垂直同期
NVコンパネのG-Sync設定を有効にすると、ゲーム内の垂直同期設定は、通常、ドライバによって自動で上書きされる
(手動設定が必要な場合もある)
FreeSync(Adaptive-Sync)とは別にゲーム内で設定が必要
垂直同期有効ではテアリングが発生しなくなる
垂直同期無効ではテアリングが発生する可能性あり
対応FPS/Hz リフレッシュレートを最大値として、1FPSまで下限値はなし
G-Sync対応モニタリスト
モニタ製品によって範囲は異なり、リフレッシュレートを最大値として、下限値がある
FreeSync対応モニタリスト
下限をフレームレートが下回るとスタッターやテアリングが発生
オーバードライブ
リフレッシュレートの変化に合わせて、補正強度が可変
モニタ設定で固定されるので、
オーバーシュートによる滲みが生じる可能性がある
HDR対応 G-SyncとHDRに対応したモニタなら併用可能 (製品による)

HDR対応も含めた最上級認定の「G-Sync Ultimate」認証もある
FreeSyncとHDRに対応したモニタなら併用可能 (製品による)

別途、HDR表示時に表示遅延や発色を最適化する「FreeSync Premium Pro」認証もある
対応モニタ
採用製品は少ない 採用製品が多い
製品価格 専用モジュール搭載なので高価
FreeSync対応の同スペック製品と比較して+2~3万円ほど
VESAやHDMIの規格準拠なので安価



NVIDIA G-SYNC Compatibleについて

さらに2019年1月付けでNVIDIAからAdaptive-Sync対応モニタを独自に検証し、G-Syncと互換性のあるモニタとして認定する「G-SYNC Compatible Monitors」プログラムがリリースされ、事実上、NVIDIA製GPUでVESA Adaptive-Syncを利用可能になりました。
またGeForce RTX 30シリーズ&最新ドライバではHDMI2.1のHDMI Variable Refresh Rateもサポートされています。

G-SYNC Compatibleについて簡単に説明すると、AMDが動作確認を行った上でモニタ製品にFreeSync認証を付与しているのと同様に、NVIDIAも動作確認を行った製品へG-SYNC Compatibleの認証を付与し、最新ドライバの更新に合わせて認証リストをアップデートしています。
市場に出回っているAMD FreeSync対応モニタは上述の通り機能自体はVESA Adaptive-Syncなので、NVIDIA製GPUとAMD FreeSync対応モニタを組み合わせて可変リフレッシュレート同期機能を利用可能になりました。
G-SYNC Compatible Monitors
なおG-SYNC Compatible Monitors認証のリストにないモニタであっても、VESA Adaptive-SyncやHDMI Variable Refresh Rateに対応しているモニタであればNVIDIAコントロールパネルから設定することで可変リフレッシュレート同期機能を有効にできます。
NVIDIA GeForce_Adaptive-Sync_Enable

可変リフレッシュレート同期機能の関連事項は少々込み入っていますが、NVIDIA GeForceやAMD RadeonとVESA Adaptive-Sync、HDMI Variable Refresh Rateの関係を簡単にまとめると次のようになっています。
NVIDIA/AMD製GPUと
Adaptive-Sync、HDMI VRRの関係


NVIDIA GeForce
AMD Radeon
認証
NVIDIAが正常動作を確認したモニタに「G-Sync Compatible」の認証を付与
AMDが正常動作を確認したモニタに「FreeSync」の認証を付与
認証のない
モニタ
上記の各社認証のないモニタでも機能の有効化は可能。
ただし安定した動作保証はない(たいてい問題はないが)
対応ビデオ出力 モニタ次第、最新グラフィックボードなら
DisplayPortとHDMIの両方のビデオ出力が対応
垂直同期
Adaptive-Syncの有効化とは別にゲーム内で設定が必要
垂直同期有効ではテアリングが発生しなくなる
非同期ではマウス遅延が低減するがテアリングの可能性あり
対応FPS/Hz モニタ製品によって対応範囲は異なり、
リフレッシュレートを最大値として、下限値がある
G-Sync Compatible対応リスト / FreeSync対応リスト
下限をフレームレートが下回るとスタッターやテアリングが発生
HDR対応 G-Sync CompatibleとHDRに対応したモニタなら併用可能 FreeSyncとHDRに対応したモニタなら併用可能
別途、HDR表示時に表示遅延や発色を最適化する「FreeSync Premium Pro」認証も



関連記事

予算と性能で選ぶオススメのゲーミングモニタを解説
PCモニタ・ディスプレイのレビュー記事一覧へ

予算と性能で選ぶオススメのゲーミングモニタを徹底解説

「ASUS ROG Swift 360Hz PG259QN」をレビュー
ASUS ROG Swift 360Hz PG259QN

次世代ゲーミング環境のベストパートナー「LG OLED48CXPJA」をレビュー
LG OLED48CXPJA

360Hz対応フルスペック版が6.6万円!? 「Alienware AW2521H」をレビュー
Alienware 25 AW2521H

280HzのIPS液晶が最速を更新「ASUS TUF Gaming VG279QM」をレビュー
ASUS TUF Gaming VG279QM

「Alienware AW3821DW」をレビュー。G-Sync Ultimateで究極の没入感
Alienware AW3821DW

4K/144Hz/フルRGB対応ゲーミングモニタ「LG 27GN950-B」をレビュー
LG 27GN950-B

GamingOSD2.0が超便利!「MSI OPTIX MAG251RX」をレビュー
MSI OPTIX MAG251RX

フルHD/240Hz/IPSのベストサイズ「Pixio PX5 HAYABUSA2」をレビュー
Pixio PX5 HAYABUSA2

「ZOWIE XL2746S」をレビュー。DyAc+は明るさを損なわないMBR機能
ZOWIE XL2746S

144Hz/IPS液晶で2万円の超コスパ「Pixio PX247」をレビュー
Pixio PX247

リモコン操作&USB Type-C対応「BenQ EX2780Q」をレビュー
BenQ EX2780Q

「LG 27GL850-B」をレビュー。応答速度1msの実力を徹底検証!
LG 27GL850-B




(注:記事内で参考のため記載された商品価格は記事執筆当時のものとなり変動している場合があります)



スポンサードリンク