Le analisi delle schede video, soprattutto in concomitanza con l'annuncio di nuove architetture, sono tra gli articoli più letti dagli appassionati sulle pagine di Hardware Upgrade. Si tratta di componenti che a ogni ricambio generazionale forniscono un notevole incremento nella potenza di elaborazione, secondo una dinamica che è molto simile a quanto avveniva in passato per il mercato dei processori.
Per poter confrontare le prestazioni di una scheda video si procede seguendo un approccio molto semplice e intuitivo. Utilizzando un videogioco, o un benchmark specifico, si misura il frame rate medio al secondo: al valore più elevato corrispondono le prestazioni velocistiche medie preferibili. Cosa si intende per frame rate medio al secondo, o fps? Si tratta del valore medio di frames che vengono generati dalla scheda in un intervallo di 1 secondo. Di conseguenza tale misura è influenzata sia da come i singoli frames sono distribuiti mediamente nell'intervallo del secondo, sia da quanti secondi compongano una scena che è stata presa quale riferimento per la valutazione delle prestazioni.
Il grafico seguente illustra quella che è la distribuzione dei frames al secondo registrati con una scheda AMD Radeon HD 7970 GHz Edition con il gioco Hitman Absolution, durante l'esecuzione di una scena di 60 secondi di durata.
Notiamo come i frames al secondo passino da un minimo di 30 ad un massimo di oltre 70, con un andamento che è privo di evidenti picchi verso l'alto o verso il basso. Un grafico di questo tipo porta a pensare che il comportamento della scheda sia tale da assicurare una buona fluidità, con al massimo un lieve rallentamento nei secondi iniziali quando i frames al secondo sono prossimi al valore di 30. Un videogiocatore, quindi, sarebbe portato a concludere che il comportamento di questa scheda nella riproduzione di questo titolo sia complessivamente valida, visto che il livello di frames più basso che viene toccato è attorno alla soglia di 30; nulla però sappiamo di quello che accade all'interno di ogni secondo di riproduzione del gioco, in quanto il campionamento dei frames medi è fatto su questo intervallo di tempo.
Per poter entrare maggiormente nel dettaglio, superando il concetto di valor medio, è necessario entrare all'interno dell'intervallo di 1 secondo per capire come la scheda si comporti nella generazione di ogni singolo frame. Questo intervallo di tempo equivale a 1.000 millisecondi: con questa unità di misura possiamo calcolare quale sia il tempo di elaborazione richiesto dal sistema per generare ogni singolo frames che viene visualizzato allo schermo, frames che sommati tra di loro danno la parte di riproduzione video verrà visualizzata a schermo nel secondo preso quale riferimento.
Ipotizziamo di analizzare un intervallo di tempo di 1 secondo, all'interno del quale siano stati rilevati 30 frames al secondo di media generati dal sistema. Se ogni frames viene generato nello stesso tempo otteniamo un tempo di elaborazione per ciascuno che è pari a 33,3 millisecondi: il grafico seguente illustra in modo chiaro come i 30 frames generati siano tutti elaborati nello stesso tempo.
Questo è solo uno degli scenari che si possono verificare e a onor del vero forse quello meno probabile. Il tempo di elaborazione dei vari frames tende infatti a variare anche in misura considerevole passando da un frame all'altro, come ben esemplificato dal grafico seguente:
In questo caso frames elaborati con tempi più ridotti di altri, sino a poco più di 10 millisecondi, sono affiancati da altri che richiedono tempi ben più lunghi per venir completati e inviati allo schermo, con picchi sino a 75 millisecondi di tempo di elaborazione. La riproduzione a video di questa serie di frames ha durata di 1 secondo, alla quale corrisponde una riproduzione che nella percezione a video del videogiocatore non sarà di un andamento fluido ma di punti veloci (in corrispondenza dei frames a ridotto tempo di elaborazione) inframezzati da altri più lenti.
Ultimo caso limite è quello di un sistema che preveda frames tutti generati con un tempo di elaborazione pari a 28 millisecondi, fatta eccezione per uno solo che richiede al sistema circa 190 millisecondi: la risultante è quella di un evidente discontinuità nella riproduzione, con il frame "lungo" che porterà ad un percepibile scatto nella riproduzione del video. Tutto questo si verifica a parità di frame medio al secondo, valore che è sempre pari a 30 in tutti questi grafici così diversi tra di loro.
Da questi esempi deriva l'importanza di analizzare nel dettaglio quello che avvenga in un sistema durante l'esecuzione di un gioco 3D: a fronte di frame rate medi al secondo posizionati su valori elevati e tali da garantire sulla carta notevole fluidità possono verificarsi casi nei quali alcuni frames hanno un tempo di elaborazione molto più lungo degli altri, introducendo un rallentamento nella riproduzione e quindi una giocabilità che non è all'altezza delle aspettative del videogiocatore.
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