核心问题：传统显示器与显卡的“不同步”
要理解 FreeSync，首先必须明白它要解决的是什么问题，这就要从显示器的“刷新率”和显卡的“帧率”说起。
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刷新率：显示器每秒更新画面的次数，单位是赫兹，60Hz 的显示器每秒会刷新画面 60 次，这是显示器固有的物理特性，通常不可变（或只能在几个固定值如 60Hz, 120Hz 之间切换）。
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帧率：显卡每秒生成并输出多少张完整的游戏画面，单位是 FPS（Frames Per Second），帧率是动态的，它取决于游戏场景的复杂度、显卡的性能以及驱动设置。
问题的根源：帧率不等于刷新率
在游戏过程中，显卡生成的帧率是不断波动的，在开阔场景可能高达 120 FPS，但在复杂的战斗场景可能骤降到 50 FPS。
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当显卡生成的帧率与显示器的刷新率不匹配时，就会出现 画面撕裂 和 卡顿/延迟。
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画面撕裂：
- 场景：显示器正在刷新第1帧画面的上半部分时，显卡已经生成了第2帧,并将其送到了显示器。
- 结果：你会在屏幕上同时看到第1帧的下半部分和第2帧的上半部分，中间形成一条明显的“撕裂线”,这会严重影响视觉体验。
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卡顿/延迟 (Stuttering/Input Lag)：
- 场景：为了解决撕裂问题，出现了 V-Sync (垂直同步) 技术，V-Sync 强制显卡等待显示器完成一次完整的刷新（即等待一个垂直扫描周期）后,再发送下一帧。
- 问题：如果显卡帧率低于显示器刷新率（显示器是 60Hz，但游戏帧率是 45 FPS），显卡必须等待下一个 16.67ms (1/60秒) 的刷新窗口才能发送新帧，这会导致：
- 卡顿：帧率被“锁定”在 30 FPS (1/2 of 60), 20 FPS (1/3 of 60) 等低数值上，而不是平滑的 45 FPS,感觉一卡一卡。
- 输入延迟：因为显卡在等待，你按下鼠标或键盘后，到画面做出响应之间会有额外的延迟,影响竞技游戏的操作感。
FreeSync 的诞生：基于开放标准的自适应同步技术
为了解决 V-Sync 带来的问题，同时避免另一个专有技术 NVIDIA G-Sync 的高昂成本，AMD 推出了 FreeSync。
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其核心思想是：让显示器的刷新率去主动适应显卡的帧率，而不是让显卡去适应固定的刷新率。
这需要两个关键技术的结合：
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VESA Adaptive-Sync 标准：这是 FreeSync 的技术基础。
- VESA（视频电子标准协会）是制定显示标准的组织。
- Adaptive-Sync 是一项开放标准，它允许显示器通过 DP (DisplayPort) 接口 的“ AUX 通道”与显卡进行实时通信。
- 是：显卡告诉显示器“我下一帧什么时候准备好”，显示器根据这个信息，动态地调整自己的刷新频率,以匹配显卡输出的帧率。
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AMD Radeon 显卡：AMD 在其显卡驱动中实现了对 Adaptive-Sync 标准的支持，并将其命名为 “FreeSync”。
FreeSync 的工作原理（分步解析）
整个过程可以看作一个动态的“握手”和“同步”流程：
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建立连接：
- 你将支持 FreeSync 的显示器通过 DP 1.2a 或更高版本 的线缆连接到 AMD 显卡。
- 在 AMD 驱动控制面板或显示器设置中，启用 FreeSync 功能。
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实时通信：
- 显卡开始渲染游戏画面,并持续计算生成每一帧所需的时间。
- 当显卡准备好一帧新画面时，它会通过 DP 接口的 AUX 通道，向显示器发送一个“新帧就绪”的信号,并附带一个时间戳。
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动态刷新：
- 显示器接收到这个信号后，立即 开始刷新新的一帧。
- 如果下一帧显卡渲染得快，那么显示器也会刷新得快（刷新率变为 100Hz）。
- 如果下一帧显卡渲染得慢，显示器也会刷新得慢（刷新率变为 45Hz）。
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完美同步：
- 由于显示器的刷新率是“追着”显卡的帧率来的,所以显卡总是在显示器准备好接收新帧的时候才发送。
- 结果：
- 没有撕裂：因为一帧画面完整显示完后，下一帧才紧接着到来，中间没有“闯入”其他帧。
- 没有卡顿：帧率没有被强制锁定在某个固定值，而是完全跟随显卡的实际输出,非常平滑。
- 低延迟：显卡不需要等待,画面响应更迅速。
FreeSync 的技术优势总结
- 画面无撕裂：从根本上解决了因帧率与刷新率不匹配导致的撕裂问题。
- 画面流畅无卡顿：消除了 V-Sync 带来的帧率锁定和卡顿现象,画面极其平滑。
- 极低输入延迟：相比开启 V-Sync，延迟显著降低,对竞技游戏玩家非常友好。
- 成本低廉：基于开放的 VESA Adaptive-Sync 标准，不需要显示器内置额外的硬件模块（如 G-Sync 的专用ASIC芯片），因此支持 FreeSync 的显示器价格更亲民。
- 无需额外硬件：只需 DP 1.2a 线缆和兼容的显卡/显示器即可工作。
FreeSync 的版本与局限性
虽然 FreeSync 很棒,但它也有不同的版本和需要注意的地方。
主要版本
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FreeSync (标准版)：
- 基于 VESA Adaptive-Sync 标准。
- 刷新率范围：通常是 LFC (Low Framerate Compensation) 范围 到显示器的最大刷新率，一个 60-144Hz 的显示器，在 60Hz 以下可能无法完美同步。
- LFC (低帧率补偿)：这是标准 FreeSync 的一个重要补充，当帧率低于 LFC 下限时（40Hz），LFC 会启动，以 2:1 或 4:1 的比例来“拉伸”帧，防止帧率过低导致的卡顿，虽然不是完美同步,但比完全卡顿要好得多。
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FreeSync Premium：
- 这是 AMD 推出的进阶认证,对显示器有更严格的要求。
- 要求：
- 支持至少 LFC 2:1。
- 刷新率范围至少为 120Hz。
- 必须通过 VRR 可变刷新率 认证。
- 额外福利：自动支持 HDR (高动态范围) 和 Low latency (低延迟) 模式。
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FreeSync Premium Pro：
- 顶级认证,面向追求极致体验的用户。
- 要求：
- 满足 FreeSync Premium 所有标准。
- 必须支持 10-bit 色深。
- 必须覆盖 95% 或更广的 DCI-P3 色域。
- 必须支持 400 尼特或更高的峰值亮度。
- 核心卖点：将 VRR 可变刷新率 与 HDR 高画质完美结合，实现“鱼与熊掌兼得”。
局限性
- 接口限制：必须使用 DisplayPort 接口，HDMI 接口早期不支持 Adaptive-Sync，虽然现在较新的 HDMI 2.1 标准也开始支持，但 FreeSync 的官方认证和最佳实践仍然是 DP。
- 帧率范围：即使开启 FreeSync，它只在显卡帧率处于显示器的支持范围内（48-144Hz）时才有效，如果帧率掉出这个范围（比如掉到 30Hz），LFC 会介入，效果会打折扣，甚至可能不如直接关闭 VRR。
- 与 NVIDIA 的兼容性：FreeSync 是 AMD 的技术，虽然 NVIDIA 的较新显卡（从 RTX 16 系列开始）可以在某些显示器上“兼容”运行 FreeSync，但官方不提供支持，效果和稳定性可能不如在 AMD 平台上。
FreeSync vs. G-Sync 简要对比
| 特性 | AMD FreeSync | NVIDIA G-Sync |
|---|---|---|
| 技术基础 | 开放的 VESA Adaptive-Sync 标准 |
