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Cartes graphiques : déboulonnons les mythes !

1 : Introduction 2 : Configuration du test 4 : Faut-il s’inquiéter de l’input lag ? 5 : Quelle quantité de mémoire vidéo ? 6 : Quelle quantité de mémoire vidéo ? (suite) 7 : La gestion thermique des cartes graphiques récentes 8 : Tests avec une limite constante de 40 dB(A) 9 : L’overclocking peut-il nuire aux performances à 40 dB(A) ?

Avec ou sans V-Sync ?

Le nombre d’ips est le premier indicateur qui vient à l’esprit lorsqu’il s’agit d’évaluer une carte graphique. Dans quelle mesure le dernier GPU haut de gamme fait-il mieux que n’importe quel autre précédent modèle ? Internet est riche en benchmarks de sources multiples qui tentent de répondre à cette question.

Commençons donc par voir quelles sont les variables qu’il faut prendre en compte pour vraiment apprécier les capacités d’une carte graphique.

Mythe : le débit d’ips est un indicateur qui suffit à caractériser les performances d’une carte graphique

Il est communément admis qu’un titre est jouable à partir du moment où l’on obtient 30 ips et plus. Certains peuvent s’accommoder d’un peu moins, tandis que d’autres trouvent le seuil de 30 ips trop faible.

Ce débat occulte parfois le fait que le nombre d’ips ne traduit qu’un simple débit, alors qu’il faut également prendre d’autres éléments en compte. Si le débit d’un film est constant, le rendu des jeux est variable par essence et se voit donc exprimé en moyenne. La variation est un sous-produit de la puissance de calcul nécessaire au rendu d’une scène donnée : dès lors que le contenu à l’écran évolue, le débit d’ips en fait de même.

L’idée est simple : l’expérience de jeu repose sur des notions autrement plus complexes que la vitesse à laquelle les images sont rendues à l’instant T (ou en moyenne). La régularité du débit est un facteur supplémentaire : imaginons que l’on roule à 130 Km/h de manière constante sur autoroute, par rapport au même trajet effectué à 130 Km/h en moyenne. Le temps nécessaire pour arriver à destination est similaire, mais l’expérience de conduite est assez significativement différente.

Mettons donc de côté la question « quel niveau de performance suffit ? » pour le moment. Nous y viendrons après avoir abordé quelques points importants.

V-Sync

Mythes : il ne sert à rien d’avoir plus de 30 ips vu que l’œil humain n’est pas capable de faire la différence au-delà. Sur un écran 60 Hz, il n’est pas nécessaire de dépasser les 60 ips vu que le moniteur se rafraîchit déjà 60 fois par seconde. La V-Sync devrait toujours être activée. La V-Sync devrait toujours être désactivée.

Image 1 : Cartes graphiques : déboulonnons les mythes !

Comment les images rendues sont-elles affichées ? Vu le mode de fonctionnement de la plupart des écrans LCD, l’image à l’écran est actualisée X fois par seconde, X étant constant. Dans la grande majorité des cas, l’opération s’effectue 60 fois, mais certains écrans proposent des dalles capables de se rafraîchir 120 voire 144 fois par seconde. Il s’agit bien entendu de la fréquence de rafraîchissement, exprimée en Hertz.

Image 2 : Cartes graphiques : déboulonnons les mythes !

Le débit d’images irrégulier d’une carte graphique et la fréquence de rafraîchissement fixe d’un moniteur ne font pas bon ménage : on assiste à un phénomène de déchirement de l’image, le tearing, lorsque deux images ou plus sont rendues lors d’un seul cycle de rafraîchissement du moniteur. Sur l’image ci-dessus, les colonnes de couleur signalent des images uniques que la carte graphique envoie à l’écran dès qu’elles sont rendues. Ce phénomène peut être particulièrement désagréable, tout particulièrement sur les FPS en ligne.

L’image ci-dessous montre une autre anomalie bien connue et assez courante, mais pourtant pas évidente à illustrer. Parce que cette anomalie est produite par le périphérique d’affichage, on ne la voit pas sur des captures d’écran mais de visu. Il faut un appareil photo rapide pour isoler le problème : autant FCAT permet d’illustrer le tearing au travers des deux captures réalisées sur Battlefield 4 ci-dessus, autant le ghosting n’apparaît pas.

Image 3 : Cartes graphiques : déboulonnons les mythes !

Le tearing est évident sur ces deux captures de Bioshock Infinite, bien qu’autrement plus sensible sur la dalle Sharp 60 Hz par rapport à celle d’Asus, dont les 120 Hz permettent une fréquence de rafraîchissement doublée. Cette anomalie indique très clairement que la synchronisation verticale est désactivée.

L’autre problème rencontré avec BioShock: Infinite est le ghosting, particulièrement apparent dans le coin inférieur gauche de l’image. Le phénomène est dû à la réactivité de l’écran : pour résumer, les pixels sont trop longs à changer de couleur, provoquant ainsi une trainée. Cette anomalie est nettement plus dérangeante en conditions de jeu que par le biais d’une image. Une dalle proposant un temps de réponse gris à gris de 8 ms, comme celle de Sharp, provoquera des effets de flou dès lors que l’on a des mouvements rapides à l’écran. De ce fait, ces dalles ne sont généralement pas recommandées pour jouer aux fps.

Revenons au tearing. La synchronisation verticale (V-sync) est une vieille solution au problème. Pour résumer, cette technologie demande à la carte vidéo de se synchroniser avec la fréquence de rafraîchissement de l’écran, éliminant donc complètement le tearing. Cependant, si la carte graphique en question n’arrive pas à maintenir un minimum de 60 ips (sur un écran 60 Hz), le nombre d’ips affichées à l’écran ne cesse de varier sur la base de multiples entiers de la fréquence de l’écran (60, 30, 20, 15 ips et ainsi de suite), provoquant ainsi des saccades (stutter).

Image 4 : Cartes graphiques : déboulonnons les mythes !

Le débat sur l’activation/désactivation  de la V-sync perdure depuis l’apparition des premiers jeux 3D. Certains abordent le problème de façon binaire, tandis que d’autres préfèrent changer leurs réglages suivant le titre auquel ils jouent.

Que choisir ?

Partons du principe que la majorité d’entre nous est équipée de moniteurs 60 Hz. La V-sync devrait être systématiquement désactivée si l’on remplit ne serait-ce qu’un seul des critères suivants :

  • FPS en ligne
  • Perception de l’input lag
  • Configuration incapable de maintenir un minimum de 60 ips sur un jeu en particulier
  • Benchmarks GPU

La V-sync ne devrait être activée qu’à partir du moment où l’on souffre d’un tearing prononcé sans remplir un seul des critères précités.

Si l’on a la chance d’avoir un écran gamer 120/144 Hz, la V-sync ne devrait être activée qu’à partir du moment où l’on ne descend pas en-dessous de 120 ips et sous réserve là encore d’avoir un tearing prononcé.

Précisons qu’il existe quelques rares cas de figure pour lesquels la V-sync n’est pas pénalisante en termes d’ips, comme par exemple lorsque le triple buffering est pris en charge, mais il s’agit clairement d’exceptions. D’autre part, quelques titres comme The Elder Scrolls V: Skyrim activent la V-sync par défaut. Sa désactivation via les fichiers de configuration peut perturber le moteur du jeu ; mieux vaut donc ne pas y toucher.

G-Sync, FreeSync et l’avenir

Notre article dédié à G-Sync a donné un aperçu de la solution trouvée par NVIDIA pour résoudre le problème. AMD a commencé à répondre en présentant FreeSync au CES 2014, mais nous ne savons toujours pas si cette technologie est viable au-delà des écrans de portables. SI les deux entreprises visent à supprimer les compromis inhérents à la V-sync en permettant aux écrans de fonctionner selon des fréquences de rafraîchissement variables, AMD mérite d’être applaudi pour son approche open source.

Il est difficile de dire quels seront les choix de l’industrie à terme, mais le fait est que nous ne sommes franchement pas partisans des solutions propriétaires (il en va très probablement de même pour la plupart des intégrateurs). On aimerait ainsi voir NVIDIA ouvrir G-Sync à toute la communauté, mais au vu des déclarations des représentants de la société ainsi que son historique en la matière, ce changement de politique est peu vraisemblable.

Sommaire :

  1. Introduction
  2. Configuration du test
  3. Avec ou sans V-Sync ?
  4. Faut-il s’inquiéter de l’input lag ?
  5. Quelle quantité de mémoire vidéo ?
  6. Quelle quantité de mémoire vidéo ? (suite)
  7. La gestion thermique des cartes graphiques récentes
  8. Tests avec une limite constante de 40 dB(A)
  9. L’overclocking peut-il nuire aux performances à 40 dB(A) ?