Le 18 octobre 2013, Nvidia présentait à Montréal sa nouvelle technologie G-Sync. Une révolution discrète qui cherche pourtant de modifier d'un standard établi au début de la télévision. En effet, G-Sync propose de s'affranchir de la fréquence de rafraîchissement fixe des écrans en faveur d'un rafraîchissement variable, assujetti au nombre d'images par seconde envoyée par une carte graphique. Un nouveau procédé qui offre des avantages concrets, et pas forcément limité aux seuls jeux vidéo.
Dans les faits, G-Sync remplace le scaler, une carte contrôleur que l'on trouve dans les appareils vidéo modernes et qui traite le signal vidéo avant de l'afficher. Il intervient au niveau du taux de rafraîchissement, exprimé en hertz, qui correspond à la fréquence de balayage, c'est-à-dire aux nombre d'images affichées en une seconde. Pour les télévisions, le taux de rafraîchissement est fixé, en général à 50 images pour les territoires PAL (Europe), et 60 pour les territoires en NTSC (Asie, États-Unis). Il est en revanche beaucoup plus souple sur PC, sur lequel on peut très bien monter jusqu'à 120 voire 144 Hz. Dans tous les cas, il reste constant et ne varie jamais. G-Sync veut donc bouleverser les choses en proposant un taux de rafraîchissement variable.
Concrètement, la technologie de Nvidia est tout sauf spectaculaire, mais il s'agit pourtant du genre de technologie discrète qui peut faire évoluer un principe fondateur des écrans. Le scaler de Nvidia devient l'esclave de la carte graphique et module la fréquence de rafraîchissement de l'écran en fonction du nombre d'images par seconde que le GPU (le processeur graphique) lui envoie. G-Sync travaillera dans une fourchette comprise entre le taux de rafraîchissement maximal de l'écran pour la limite haute, et 40 Hz pour la limite basse, de façon à éviter le scintillement désagréable et éliminer tout un tas de petits soucis que peut rencontrer un utilisateur de PC, notamment en jeu.
L'effet de tearing est une sorte de "déchirement" de l'image affichée.
Le premier problème souvent rencontré dans les jeux, c'est le tearing, que l'on peut très facilement observer visuellement. Il s'agit d'une coupure horizontale, récurrente. La cause est très simple : votre écran se rafraîchit 60 fois par seconde, votre carte graphique en revanche ne calcule pas toutes les images qu'elle doit afficher à la même vitesse et ne s'accorde pas avec l'écran. Normalement, elle devrait attendre que l'écran termine un balayage avant de profiter du suivant pour afficher l'image calculée... sauf qu'il n'en est rien. La nouvelle image arrive en plein balayage et l'écran "coupe" l'image précédente en cours d'affichage pour terminer avec la nouvelle. Il affiche donc deux bouts d'images différentes sur l'écran.
Tearing : un GPU trop véloce provoque un changement d'image pendant le rafraîchissement de l'écran.
Mais le tearing se corrige très facilement grâce au V-Sync ou Synchronisation verticale en français. Puisqu’un nombre d'images par seconde variable pose problème, le V-Sync va du coup limiter la carte graphique en lui imposant une fréquence identique à celle du rafraîchissement de l'écran. Problème : Il faut que le GPU soit capable d'assurer au moins 60 images par seconde dans le cas d'un écran 60 Hz. En effet, si votre jeu est trop gourmand pour le GPU, ce dernier risque mettre plus de temps à calculer une image et de rater un balayage ; il attend donc le suivant pour envoyer l'image et l'on se retrouve avec du stuttering, des micro-saccades qui vont affecter la fluidité du jeu de façon irrégulière. De plus, la synchro verticale amène un léger décalage entre l'exécution d'une action et son affichage. Au final, entre les stutters et le lag, les joueurs préfèrent donc affronter le tearing.
La V-Sync n'est efficace que si votre GPU peut délivrer 60 images par seconde constamment.
G-Sync va donc prendre le meilleur des deux solutions. L'écran ne balaye plus à un rythme fixe, il attend que la carte graphique envoie son image pour lancer un nouveau balayage. Fini le tearing ! Fini également le stuttering des cartes graphiques trop lentes ! Notez au passage qu'on élimine du même coup la mémoire tampon nécessaire à la V-Sync pour stocker l'image à afficher pendant qu'est calculée la suivante.
Fonctionnement du G-Sync : l'écran attend l'image envoyée par le GPU avant de l'afficher.
Les cartes graphiques haut de gamme comme les plus modestes y trouvent donc un avantage ; fin du tearing pour les premières, fin du stuttering pour les secondes. La démonstration en live est éloquente. Réalisée avec deux écrans identiques côte à côte (L'Asus VG278H modifié pour accueillir la fameuse carte), la différence de fluidité en 40 images/seconde est nettement à l'avantage de l'écran utilisant le G-Sync, tandis que l'autre peine avec le V-Sync. Lorsque la démo est fixée à 60 images/seconde uniquement sur la carte graphique en V-Sync, il n'y a aucune différence perceptible à l’œil entre les deux écrans. Reste que la carte graphique du V-Sync doit être capable d'envoyer un tiers d'images en plus pour conserver cette qualité perçue identique. En jeu, en l'occurrence sur Metro Last Light et Tomb Raider, toujours en comparant via deux écran, les travellings redéfinissent clairement notre notion de fluidité.
En plus de ces avantages indéniables, on profite également de quelques à-côtés toujours bienvenus, par exemple des économies d'énergies réalisées au niveau des cartes graphiques, qui peuvent se contenter de travailler dans une plage comprise entre 40 et 60 images/seconde tout en affichant une fluidité irréprochable. Et qui dit moins d'énergie dit également moins de chaleur, un avantage non négligeable quand on sait que les GPU chauffent souvent très fort... et donc font du bruit pour être refroidis.
Autre avantage "surprise" dévoilé lors d'une démo à Londres, une fonction réduisait l'effet désagréable de Motion Blur propre aux écrans LCD, grâce à un système de variation lumineuse via le panel LED de l'écran — sans plus d'informations à ce sujet. Et une fois de plus, la démo était bluffante, il était possible de lire du texte sur une texture 3D d'un objet en mouvement.
Le G-Sync dans son habitat naturel
Avec quatre constructeurs d'écrans réputés dans son giron, Nvidia compte bien démocratiser le G-Sync.
Mais il existe un revers de la médaille. C'est bien évidemment la compatibilité du G-Sync, farouchement réservé aux cartes graphiques de la marque Nvidia, éliminant du coup les possesseurs d'AMD de l'équation. La technologie n'est pas envisagée comme un futur standard selon Tom Petersen, directeur marketing Nvidia. On se retrouve donc face à une technologie propriétaire réservée spécifiquement à l'écosystème Nvidia. Logiquement, pour profiter de G-Sync, il faudrait du coup payer un supplément sur des écrans déjà relativement haut de gamme ; un moniteur gamer 120 Hz 24" correct titille actuellement les 300 €. Les premiers modèles devraient d'ailleurs débarquer en début d'année, via notamment Asus, BenQ, Philips et même Viewsonic.
Enfin, la démonstration était aussi l'occasion de poser quelques questions à Tom Petersen au sujet d'une application au-delà du PC. Si Nvidia n'a pas de plan précis à l'heure actuelle, la firme de Santa Clara pourrait bien réfléchir à une solution dans les téléviseurs, au service de la Steambox par exemple, mais aussi pour les TV connectés, avec en ligne de mire la vidéo en streaming, qui utilise un frame rate (fréquence d'affichage) variable à cause de la qualité de connexion. Pareil pour la mobilité, où G-Sync pourrait permettre de réaliser des économies d'énergie sur les smartphones et tablettes. Mais tout ceci est encore loin, et lorsque que nous avons tenté de contacter quelques marques pour leur poser la question, ces dernières n'avaient soit pas de plan particulier, comme Philips, qui se contente pour l'instant de rester sur le segment PC, soit refusaient poliment de commenter, comme Qualcomm.
Si G-Sync devrait facilement séduire les joueurs, il est possible que les marques attendront de voir l'impact de la technologie sur un public plus large avant de se décider à élargir leur offre. Rendez-vous donc en début d'année 2014 pour la sortie des premiers écrans G-Sync.
la fin de l'input lag et du tearing
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