Nvidia Reflex Low Latency Mode: Input Lag nachgemessen

Der Lag ist des Gamers Feind und natürlich schuld an jeglichem Versagen in einem Multiplayer-Gefecht. Daher muss er weitestgehend getilgt werden. Die Anforderungen zwischen Gelegenheitsspieler und ambitionierten E-Sport-Spieler sind durchaus unterschiedlich. Während es dem Feierabendzocker in der Regel ausreicht, in Latenzregionen zu kommen, die nicht mehr spürbar sind, möchte der E-Sportler mit allen Mitteln um jede Millisekunde feilschen, um somit einen Vorteil gegenüber dem Gegner zu haben. Nun ist der Input Lag, die Latenz oder die Signalverzögerung - man nenne die Dauer wie man will - eigentlich kein Thema für den Non-Profi. Mit einem zeitgemäßen PC und eigentlich so gut wie jedem Gaming-Monitor ist man raus aus dem Bereich des spürbaren Input Lags. Selbst Fernseher haben heutzutage alle einen Gaming-Modus, der jegliche nachträglichen Bildoptimierungen deaktiviert, welche die Frames ausbremsen könnten.

Noch immer wird aber der Lag am ehesten dem Monitor zugeschrieben, wohl weil das Display in der Vergangenheit einen großen Anteil an der gesamten Verzögerung zwischen Mausklick und Bildschirmreaktion hatte. Mittlerweile sind es die Frametimes, also die Bildberechungszeit der Grafikkarte bzw. die des ganzen Systems sowie die Bildwiederholrate des Monitors, welche zusammen den Löwenanteil der Latenz ausmachen. Es sind also schon viele Millisekunden eingespart, wenn man beides hochhält. Für den E-Sportler können die Fps und die Hertz gar nicht hoch genug sein.

360 Hz mit Reflex Latency Analyzer

Quelle: Asus Nvidia Reflex Low Latency Mode: Input Lag nachgemessen (1) Anfang des Jahres haben Asus und Nvidia auf der CES den ersten 360-Hz-Monitor vorgestellt. Nvidia ist deswegen mit im Boot, weil das IPS-Display mit einem G-Sync-Modul betrieben wird. Hierbei ist aber weniger die dynamische Bildwiederholrate interessant, wofür G-Sync synonym steht, sondern eher der integrierte Latenz-Messapparat, den Nvidia Reflex Latency Analyzer (RLA) nennt. Dieser misst die gesamte Systemlatenz von der Maus bis zur Bildschirmanzeige und blendet diese per OSD oder Software-Overlay per Geforce Experience ein. Mittels der Reflex SDK, um die es hier nun geht, kann die gesamte Latenz in ihre Einzelkomponenten zerlegt und eingeblendet werden. Damit ist es möglich, zwischen Maus-, Render-, oder Display-Lag zu unterscheiden. Die Reflex SDK wird jedoch nur von bestimmten, bislang wenigen Spielen und Maus-Modellen unterstützt. Da der RLA ein Monitor-Feature ist, gehen wir im Test des ersten 360-Hz-Monitors näher drauf ein, dem Asus ROG Swift 360 Hz PG259QNR, dem wir einen eigenen Testartikel gewidmet haben.

Besser schießen mit weniger Lag?

Kurz gesagt: Ist der Lag kürzer, läuft der Gegner einem auch einige Millisekunden früher vor die Flinte. Mehr Fps (und Hz) bedeuten auch mehr Zwischenbilder. Wer etwa mit dem Zielfernrohr vor einem Türspalt campt, bekommt den vorbeilaufenden Gegner also auch öfter dargestellt anstatt nur kurz wenige Male aufgeblitzt. Eine hohe Latenz bedeutet weniger Präzision oder umgekehrt gesagt: eine niedrige bedeutet eine bessere Trefferrate - das möchte zumindest Nvidia herausgefunden haben in entsprechenden Tests mit der Korrelation der angezeigten Bildfrequenz und der Trefferquote. Mehr noch: Eine niedrige Latenz begünstige die Trefferrate stärker als eine hohe Bildfrequenz. Das soll die Nvidia-Forschung ergeben haben. Das nachzustellen, wäre Futter für einen eigenen Artikel, was wir im Hinterkopf behalten.
Quelle: Nvidia Nvidia: Mehr Bilder(pro Sekunde) heißt mehr Treffer

Input Lag erklärt: Wie der Mausklick aufs Display kommt

Nun hat Nvidia selbst einen sehr ausführlichen Artikel zum Input Lag veröffentlicht, welcher gut erklärt, welche Komponenten und Aktionen im System den Signal-Stau verursachen. Daher möchten wir das Thema allgemein lediglich übersichtlich zusammenfassen, was es einfacher macht zu verstehen, wie letztlich Nvidias Reflex Low Latency Mode funktioniert und ob bzw. wann er überhaupt etwas bringt.

Je höher die Fps und je höher die Hz, umso niedriger auch der Lag.Mit der Systemlatenz wird stets die gesamte Verzögerung vom Klick bis zur Bildschirmreaktion gemeint (button to pixel lag). Die kann grob in die drei Hardwarekomponenten Peripherie (Maus und Tastatur), Rechner (CPU, GPU) und Monitor (Scaler, Panel) unterteilt werden. Wir übernehmen hier die gut gewählte Kategorisierung von Nvidia:
Quelle: Nvidia Die Latenz-Pipeline

• Peripherie-Latenz: Die Schalter der Tastatur lösen nicht immer unmittelbar aus, sondern "prellen" technisch bedingt etwas. Entprellungsroutinen in den Geräten sorgen dafür, dass der elektrische Kontakt frühestmöglich und fehlerfrei ausgelöst und das Signal per USB an den Rechner weitergereicht wird
• Spiele-Latenz: Bevor die Grafikkarte bzw. GPU weiß, welches Bild sie malen soll, muss sie von CPU bzw. dem Grafiktreiber oder dem Spiel instruiert werden.
• Rendering-Latenz: Im häufigen Falle eines GPU-Limits wird die Dauer maßgeblich von der Renderzeit bestimmt. Damit ist nicht nur das tatsächliche Rendern gemeint, sondern auch die Dauer in der Warteschlange (Render Queue), in der die Frames aufs Rendern warten. Ohne GPU-Limit, also etwa mittels Frame-Limiter, wird dieses Wartezimmer der Frames abgeschafft und damit auch etwas Latenz eingespart.
• Display-Latenz: Sie wird von der Auslesedauer des Bildpuffers (scanout time) bestimmt sowie von der Pixel-Reaktionszeit. Der Scanout entspricht im Kehrwert der Bildwiederholrate. Bei 60 Hz ist er also 1/60 s bzw. 16,6 ms. Die Reaktionszeit der Pixel variiert je nach Farbwechsel und je nach Panel-Art unterschiedlich stark. Sie kann für starke Abweichungen in einer Messreihe sorgen.

Nun denkt ein Gamer stets in Frames pro Sekunde, was nichts anders ist also der Kehrwert der Frametime. Diese entspricht hier der Spiele- und Rendering-Latenz. Die Fps des Rechners und die Hz des Monitors stehen daher im direkten Zusammenhang mit der (System-)Latenz. Heißt also: Je höher Fps und je höher die Hz, umso niedriger auch der Lag. Wie das in der Praxis aussieht, haben wir etwa im LDAT-Artikel getestet. Diese Faustregel hat aber auch Ausnahmen: Etwa wenn Vsync aktiv ist oder die oben erwähnte Render-Warteschlange im GPU-Limit zum Einsatz kommt, kann die Latenz anwachsen.

Wie der Reflex Low Latency Modus funktioniert

Das Reflex SDK besteht aus einer Reihe an Programmierschnittstellen für Spieleentwickler. Im Wesentlichen besteht der Reflex Low Latecy Modus (RLLM) aus zwei wichtige Neuerungen: Einerseits werden die jeweiligen Aktionen mit Markierungen versehen, welche dann mit dem Reflex Latency Analyzer (RLA) ausgelesen werden können. Andererseits können die Entwickler hiermit am Timing der ganzen Pipeline schrauben, sodass etwa im GPU-Limit die Render-Warteschlange (Render Queue) abgeschafft werden kann, was Latenz einspart. Im Prinzip macht das auch schon der (Ultra-)Low-Latency-Modus, den es schon seit einigen Treiberversionen gibt und nicht extra im Spiel integriert sein muss, wie der Reflex LLM, welcher auch nur dort aktiviert werden kann. Der RLLM aber bietet den Entwicklern mehr Kontrolle und auch weitere Maßnahmen zum Latenz-Tuning an, so kann das Spiel selbst die Render-Warteschlange begrenzen oder abschaffen, es ist also hier nicht mehr per Treiber fest vorgegeben. Sind NULL und Reflex-Modus gleichzeitig aktiv, hat Reflex eine höhere Priorität.

Außerdem gibt es etwa einen extra Reflex-Boost-Modus, der für Szenarien im CPU-Limit gedacht ist. In diesem taktet die Grafikkarte zugunsten der Effizienz eventuell etwas herunter. Der Boost-Modus hält den GPU-Takt oben, sodass die GPU die Frames schneller entgegennimmt. Auch diese Funktion gibt es schon anderswo im Treiber: Bei den 3D-Einstellungen kann das im Power Management Mode unter "Prefer Maximum Performance" aktiviert werden. Nvidia selbst räumt ein, dass die Boost-Funktion selbst nur wenig bringt und bestenfalls nur eine Millisekunde herausschindet und sich nur für Spieler lohnt. In unseren Stichproben-Messungen konnten wir in den drei Spielen bislang keinen Unterschied zwischen "normalem" Reflex-Modus und Reflex-Boost-Modus feststellen. Laut Nvidia greife hier ein Vorteil erst, wenn die GPU unter 40 Prozent Auslastung fällt

Folgende Spiele werden bisher mit dem Reflex Low Latency Mode ausgestattet: Apex Legends, Call of Duty: Black Ops Cold War, Call of Duty: Modern Warfare - Warzone, Destiny 2, Fortnite und Valorant. Er funktioniert grundsätzlich mit jeder Nvidia-GPU ab Maxwell, also ab Typ Geforce GTX 900. Laut Nvidia sollen aber Ampere-GPUs wegen den höheren Taktraten eine niedrigere Latenz bieten.

Reflex in drei Spielen getestet: Was bringt's?

Quelle: PC Games Hardware Nvidia Reflex Low Latency Mode: Input Lag nachgemessen (2) Wir haben zusammen mit dem ROG Swift 360 Hz PG259QNR den RLLM in den Spielen Apex Legends, Call of Duty: Warzone und Fortnite angesehen. Dafür haben wir ein System mit der RTX 3080 FE zusammen mit einem Core i7-6700K auf einem Gigabyte GA-Z270X-Gaming 9 mit 16 GB RAM kombiniert. Nvidia hat uns erst kürzlich mit dem LDAT (Latency Display Analyzer Tool) ausgestattet. Dabei handelt es sich um einen kleinen Fotosensor, der sowohl mit dem Rechner als auch an einer Maus (Logitech G203) verbunden ist und die gesamte Systemlatenz misst, wie auch der Reflex Latency Analyzer, der im 360-Hz-Monitor integriert ist. Wir haben zunächst die Ergebnisse beider Messwerkzeuge verglichen und haben festgestellt, dass das Ergebnis des integrierten RLA sich vom LDAT nur in der Nachkommastelle unterscheidet und damit auch konsistent ist.

Nun haben wir für den Test des Reflex Low Latency Mode stets den Sensor des LDAT verwendet, weil dessen Software die Werte aufzeichnet. Jedes Szenario besteht aus einer Messreihe mit Hundert Schüssen. Der RLA zeigt im Overlay nur einen Durchschnitt der zwanzig letzten Klicks an - eine Logging-Funktion soll erst per Update der Geforce Experience folgen.

Reflex in Fortnite: Halbiert den Lag im GPU-Limit

Wir haben in den Grafikeinstellungen von Fortnite jeweils zwei Extreme hingeschraubt. Uns interessierte also jeweils die Performance im CPU- und im GPU-Limit. Mit allen Reglern nach rechts in den Raytracing-Einstellungen glüht selbst die RTX 3080 und schafft hier nur circa 42 Fps. Der RLLM kann hier seine Stärken ausspielen und halbiert mal eben den Input Lag des Spieles. Zwischen normalem Modus und Boost stellen wir im Schnitt keine Änderungen fest, die nicht auf die Messungenauigkeit zurückzuführen ist.

Dass die Fps aber besser dreistellig sein sollten, zeigt die niedrige Latenz im CPU-Limit. Da hier das GPU-Wartezimmer (ließ: Render Queue) leer ist, holt hier auch der Reflex-Modus nicht mehr raus.
Quelle: PC Games Hardware Input Lag in Fortnite mit und ohne Nvidia Reflex Low Latency Mode

Call of Duty: Warzone: Homöopathische Latenzreduzierung

In Call of Duty: Warzone haben wir außerdem mit einem Frame Limit getestet, so wie es in Shootern oft auch üblich ist, um die Bildrate stabil zu halten. Der RLLM hat hier keinerlei Auswirkungen auf den Input Lag - scheinbar ebenso wenig wie in den anderen Szenarien mit CPU- oder GPU-Limit. Der etwas niedrigere Lag im CPU-Limit könnte auf die etwas höhere Framerate zurückzuführen sein. Und selbst im GPU-Limit werden lediglich circa 2 ms im Schnitt eingespart. Laut Nvidia sollen hier aber zwei bis zehn Millisekunden Unterschied möglich sein. Man vermutet hier ein zusätzliches CPU-Limit unseres tatsächlich leicht antiken Vierkerners i7-6700K. Wir werden bei Gelegenheit die Messungen mit einem dicken Ryzen 9 wiederholen.
Quelle: PC Games Hardware Input Lag in CoD Warzone mit und ohne Nvidia Reflex Low Latency Mode

Apex Legends:

Apex hat aktuell noch keinen Reflex-Hebel in den Video-Einstellungen. Hier darf man noch die Startoptionen in Origins mit dem Befehl füttern ("+gfx_nvnUseLowLatency 1"). Im CPU-Limit stellen wir wohl dank des Boosts immerhin eine ganze Millisekunde Unterschied im Schnitt fest. Im GPU-Limit aber sind es trotz hoher Fps (ca. 240) gut zehn Millisekunden Ersparnis.
Quelle: PC Games Hardware Input Lag in Apex Legends mit und ohne Nvidia Reflex Low Latency Mode
Nvidia weist darauf hin, dass mit der aktuellen Treiberversion (456.38) ein Bug vorherrscht, der den RLLM stets aktiviert hat. Mit altem Treiber und neuer Messreihe aber haben wir kein anderes Ergebnis feststellen können.

Fazit zum Reflex Low Latency Mode: Nett, wenn auch nicht revolutionär

Quelle: Nvidia Asus ROG Swift PG259QNR mit Reflex Latency Analyzer Da hat Nvidia ein nettes Spielzeug für den Gamer entworfen. Nun sind die Reflex-Features nicht unbedingt für den Mainstream nützlich. Es sind Werkzeuge, die klar auf den ambitionierten Shooter-Spieler zugeschnitten sind. Gleichzeitig freuen wir uns, dass Nvidia den spieleseitigen Reflex Low Latency Mode nicht etwa künstlich an ein G-Sync-Modul koppelt oder sonstwie künstlich limitiert, mal von den eigenen GPUs abgesehen. Immerhin werden auch alte GPUs bis hin zu Maxwell unterstützt.

Die treiberseitigen Stellschrauben zum Input-Lag-Tuning, wie etwa das Power Management oder den (Ultra-)Low-Latency-Modus, gibt es bei der roten Konkurrenz genauso (gut). Die Reflex-SDK muss aber vom Spiel unterstützt werden. Es wird also spannend, ob AMD auch hier mit etwas Ähnlichem gleichzieht.

Der Reflex Low Latency Mode bietet keinen revolutionär niedrigen Input Lag - zumindest nicht einen, den man mit anderweitigem Tuning nicht ebenso niedrig hinbekommt. Der Modus erlaubt aber immerhin im GPU-Limit eine niedrigere Latenz, sodass man im Spiel nicht ganz so drastisch die Grafikqualität herunterschrauben muss, um auf eine höhere Fps und damit auch niedrigeren Lag zu kommen. Der E-Sport-Profi braucht den Modus also nicht, eher den 360-Hz-Monitor und den Reflex Latency Analyzer. Letzterer ist für den Heimzocker aber nur selten nützlich, da man sein Spiel oft einmal optimiert und dann die Einstellung unverändert lässt.

Reflex hat jedenfalls Potenzial, wenn immer mehr Spiele das Reflex-SDK verwenden, kosmetische Änderungen an der Geforce Experience folgen und der Latency Analyzer auch in anderen Monitoren zum Einsatz kommt, nicht etwa nur in den Modellen für den E-Sport.

Artikel teilen

Nvidia Reflex Low Latency Mode: Input Lag nachgemessen Ein Display mit 360 Hz ist weniger wegen des geschmeidigen Bewegtbildes interessant. Vielmehr soll die niedrige Latenz ein Vorteil der neuen Hochfrequenz-Monitore sein. Außerdem möchte Nvidia herausgefunden haben, dass mit der geringen Verzögerung auch eine bessere Trefferrate einhergeht. Nvidia hat für Spieleentwickler das Reflex-SDK veröffentlicht, welche ihnen eine bessere Kontrolle der Render-Pipeline erlaubt. Mehrere Shooter haben bereits den Reflex Low Latency Mode implementiert. Wir haben die Latenz in drei Spielen nachgemessen.

Per E-Mail versenden

9