Трансатлантический пинг быстрее, чем отправка пикселя на экран?

808

Джон Кармак написал в Твиттере ,

Я могу отправить IP-пакет в Европу быстрее, чем отправлю пиксель на экран. Как дела?

И если бы это был не Джон Кармак, я бы подал его под заголовком «глупые переплетения».

Но это Джон Кармак.

Как это может быть правдой?

Чтобы избежать дискуссий о том, что именно подразумевается в твите, я бы хотел получить ответ:

Сколько времени требуется, в лучшем случае, чтобы получить один IP-пакет, отправленный с сервера в США в Европу, начиная с момента, когда программное обеспечение запускает пакет, до того момента, когда оно было получено вышеуказанным программным обеспечением? уровень водителя?

Сколько времени занимает, в лучшем случае, чтобы пиксель отображался на экране, измеряемый с момента, когда программное обеспечение выше уровня драйвера изменяет значение этого пикселя?


Даже если предположить, что трансатлантическое соединение является лучшим оптоволоконным кабелем, который можно купить за деньги, и что Джон сидит рядом со своим провайдером, данные по-прежнему должны быть закодированы в IP-пакет, передаваться из основной памяти через его сетевую карту. оттуда через кабель в стене в другое здание, вероятно, перепрыгнет через несколько серверов (но давайте предположим, что ему просто нужно одно реле), фотонизируется через океан, преобразуется обратно в электрический импульс фотодатчиком, и, наконец, интерпретируется другой сетевой картой. Давай остановимся там.

Что касается пикселя, это простое машинное слово, которое отправляется через слот PCI Express, записывается в буфер, который затем выводится на экран. Даже учитывая тот факт, что «отдельные пиксели», вероятно, приводят к тому, что весь экранный буфер передается на дисплей, я не вижу, как это может быть медленнее: биты передаются «один за другим», а не они являются последовательными электрическими импульсами, которые передаются без задержки между ними (верно?).

Конрад Рудольф
источник
50
Либо он сумасшедший, либо это необычная ситуация. Из-за скорости света в волокне вы не можете получить данные из США в Европу менее чем за 60 миллисекунд в один конец. Ваша видеокарта выводит новый экран пикселей каждые 17 миллисекунд или около того. Даже с двойной буферизацией вы все равно можете побить пакет.
Дэвид Шварц
84
@DavidSchwartz: Вы думаете о GPU в изоляции. Да, GPU может выполнить большую работу менее чем за 60 мс. Но Джон жалуется на всю цепочку, которая включает в себя монитор. Знаете ли вы, какая задержка связана с данными изображения, передаваемыми на монитор, и до тех пор, пока они не отобразятся на экране? Цифра 17мс бессмысленна и неактуальна. Да, графический процессор готовит новое изображение каждые 17 мс, и да, на экране отображается новое изображение каждые 17 мс. Но это ничего не говорит о том, как долго изображение находилось в пути, прежде чем оно было отображено
2012 г.
24
Он программист игр, и он сказал, что быстрее, чем я могу отправить пиксель на экран ... так что, возможно, стоит учитывать задержку рендеринга 3D-графики? Хотя это должно быть довольно низким в большинстве видеоигр; они оптимизируют производительность, а не качество. И, конечно, есть очень высокая вероятность того, что он просто преувеличивает (там, я сказал очевидное, счастливое?).
Боб
19
Зайдите в Best Buy и посмотрите все телевизоры, где они настроены на один и тот же внутренний канал. Даже очевидно идентичные наборы будут иметь заметное (возможно, четверть секунды) отставание относительно друг друга. Но помимо этого необходимо реализовать весь цикл «рисования» внутри пользовательского интерфейса (который может включать повторную визуализацию нескольких «слоев» изображения). И, конечно, если требуется трехмерный рендеринг или что-то подобное, это добавляет значительную задержку.
Даниэль Р Хикс
4
Существует много возможностей для спекуляций, и я не думаю, что найдется идеальный ответ, если вы не знаете, о чем на самом деле говорил Дж. Кармак. Может быть, его твит был просто глупым комментарием о ситуации, с которой он столкнулся.
Баарн

Ответы:

1321

Время отправки пакета на удаленный хост составляет половину времени, сообщаемого командой ping, которая измеряет время приема-передачи.

Дисплей, который я измерял, был дисплеем Sony HMZ-T1 с головным креплением, подключенным к ПК.

Чтобы измерить задержку отображения, у меня есть небольшая программа, которая находится в цикле вращения, опрашивая игровой контроллер, делая очистку для другого цвета и меняя буферы при каждом нажатии кнопки. Я записываю видео, показывающее как игровой контроллер, так и экран с камерой с частотой 240 кадров в секунду, а затем подсчитываю количество кадров между нажатой кнопкой и экраном, показывающим изменение.

Игровой контроллер обновляется с частотой 250 Гц, но нет прямого способа измерить задержку на входном пути (хотелось бы, чтобы я все еще связывал вещи с параллельным портом и использовал инструкции Сэма in / out). В качестве контрольного эксперимента я делаю тот же тест на старом ЭЛТ-дисплее с вертикальным обратным ходом 170 Гц. Aero и несколько мониторов могут создавать дополнительную задержку, но при оптимальных условиях вы обычно увидите изменение цвета, начинающееся в некоторой точке экрана (vsync отключено) через два кадра 240 Гц после нажатия кнопки. Кажется, что при обработке USB HID происходит задержка в 8 мс или около того , но я бы хотел улучшить это в будущем.

Весьма часто можно увидеть, что настольные ЖК-мониторы показывают кадры 10+ 240 Гц, чтобы показать изменения на экране. В среднем Sony HMZ составляла около 18 кадров, или более 70 миллисекунд.

Это было в настройке с несколькими мониторами, поэтому пара кадров - ошибка водителя.

Некоторая задержка присуща технологии. ЖК-панели на самом деле меняются в течение 4-20 миллисекунд, в зависимости от технологии. Однокристальные дисплеи LCoS должны буферизовать один видеокадр для преобразования из упакованных пикселей в последовательные цветовые плоскости. Лазерные растровые дисплеи нуждаются в некоторой буферизации для преобразования из растрового возврата в режим сканирования назад и вперед. Стереопередача 3D с последовательным кадром или сверху вниз не может обновлять средний кадр в половине случаев.

OLED- дисплеи должны быть одними из лучших, что продемонстрировал eMagin Z800 , который сравним с задержкой CRT 60 Гц, лучше, чем любой другой тестированный не-CRT I.

Плохая производительность на Sony из-за плохой разработки программного обеспечения. Некоторые функции телевизора, такие как интерполяция движения, требуют буферизации как минимум одного кадра и могут получить выгоду от большего. Другие функции, такие как плавающие меню, преобразования форматов, защита контента и т. Д., Могут быть реализованы потоковым способом, но простой выход - просто создать буфер между каждой подсистемой, что может накапливать до полудюжины кадров в некоторых системах. ,

Это очень прискорбно, но все это поправимо, и я надеюсь, что производители дисплеев будут больше думать о задержке в будущем.

Джон Кармак
источник
216
Я не хотел бы блокировать этот ответ для чрезмерных комментариев вне темы. Мы все взволнованы тем, что Джон предоставил этот ответ, но нам не нужно 25 комментариев, выражающих их благодарность, неверие или волнение. Спасибо.
nhinkle
28
Ваш USB-триггер, вероятно, работает как низкоскоростное USB-устройство (с частотой шины 125 мкс), что вызывает минимальную задержку в 8 мс (проблема с оборудованием). Может, попробовать вместо этого клавиатуру PS2?
Борис
4
@ Маркус Линдблом, охота, ты имеешь в виду читать? Я думаю, что в этом случае то, как он получил свой номер, так же важно, как и число, - скептицизм в отношении твита не будет рассмотрен путем цитирования другого номера. Также помогает контекст - его больше всего раздражал этот конкретный монитор с его неоптимальным программным обеспечением.
Джереми
13
Похоже, вы говорите, что, когда производители ЖК-дисплея заявляют, что время отклика составляет 5 мс, это может быть время, необходимое для изменения необработанной панели, но монитор добавляет немного больше времени для буферизации и обработки сигнала, прежде чем он фактически управляет ЖК - дисплей. Разве это не означает, что производители публикуют ложные / вводящие в заблуждение спецификации?
psusi
68

Некоторые мониторы могут иметь значительную задержку ввода

Учет отличного интернет-соединения по сравнению с паршивым монитором и видеокартой, это возможно

Источники:

Консольные игры: фактор отставания • Страница 2

Итак, при 30 кадрах в секунду мы получаем базовую производительность в восемь кадров / 133 мс, но во втором клипе, где игра упала до 24 кадров в секунду, между нажатием на курок и четкой задержкой в ​​12 кадров / 200 мс Нико начинает анимацию стрельбы из дробовика. Это 200 мс плюс дополнительная задержка с вашего экрана. Уч.

Дисплей может добавить еще 5-10 мс

Таким образом, консоль может иметь отставание до 210 мс

И, согласно комментарию Дэвида, лучший случай должен быть около 70 мс для отправки пакета

Акаша
источник
1
-1 Я не думаю, что Джон Кармак использует дерьмовый монитор или видеокарту. Пожалуйста, укажите вашу претензию из достоверных источников.
Баарн
14
Извините, но я все еще не вижу, чтобы это действительно отвечало на вопрос. Цитата говорит о «нажатии триггера», и это подразумевает гораздо больше работы, как при обработке ввода, рендеринг сцены и т. Д., Чем просто отправка пикселя на экран. Кроме того, скорость реакции человека относительно невелика по сравнению с современными аппаратными средствами. Время между парнем, думающим, что он нажал на курок, и на самом деле нажал на него, вполне может быть узким местом.
Конрад Рудольф
2
Связанная статья показывает, что автор этого анализа купил специальное устройство, которое может показать вам точно, когда была нажата кнопка, поэтому я не думаю, что они просто набирают цифры.
Меликот
11
@KonradRudolph: Восприятие довольно странные вещи. Недавно я прочитал статью об экспериментальном контроллере, который считывает импульсы прямо с спинного мозга. Люди будут чувствовать, что компьютер работал до того, как щелкнул, хотя это была их собственная нервная команда, чтобы нажать, на которую он реагировал.
Zan Lynx
11
@Zan Lynx: это известный эффект. Google для "Задержки Бенджамина Либета на половину секунды". Человеческое сознание требует значительного времени обработки. Все, что думает сейчас, на самом деле произошло в прошлом. Все ваши чувства дают вам «интегрированный мультимедийный опыт» события пол секунды назад. Кроме того, события, похоже, «помечены временем» мозгом. Прямая стимуляция мозга должна быть отсрочена относительно тактильной стимуляции, чтобы субъект мог сообщать об ощущениях одновременно!
Каз
35

Это очень просто, чтобы продемонстрировать задержку ввода на мониторах, просто прикрепите ЖК-дисплей рядом с ЭЛТ и покажите часы или анимацию, заполняющую экран, и запишите их. Один может быть вторым или более позади. Это то, к чему ужесточились производители ЖК-дисплеев, поскольку геймеры и т.д. заметили это больше.

Например. Youtube видео: входной тест задержки Vizio VL420M

JamesRyan
источник