FreeSync et G-Sync : comprendre les technologies de VRR

Fin 2022, j'ai été sollicité à plusieurs reprises par mon entourage pour les aider à choisir un écran gaming. Lors de ces échanges je me suis dit qu'il pouvait être intéressant de vous proposer ici un article sur les différentes technologies de Variable Refresh Rate (VRR) afin de vous aider à y voir un peu plus clair si vous recherchez un écran pour jouer. Quelle est par exemple la différence entre FreeSync et G-Sync ? Un écran G-Sync est-il identique à un écran G-Sync Compatible ?... Décryptons ça ensemble.

Taux de rafraichissement, FPS et... tearing !

Tous les écrans possèdent un taux de rafraîchissement (refresh rate) exprimé en Hz. Ce taux a une valeur fixe et correspond au nombre d'images par secondes que peut afficher l'écran. Pour les écrans destinés à une utilisation bureautique, surf sur Internet, etc, on retrouvera généralement une fréquence de 60 Hz, qui est largement suffisante pour une expérience fluide. Concernant les jeux en revanche (et pour certains jeux en particulier comme les FPS), pour les joueurs, et notamment les joueurs exigeants, il est intéressant (pour ne pas dire primordial) de bénéficier d'une fréquence de rafraîchissement plus élevée. Ainsi, les écrans gaming d'entrée de gamme propose du 60 Hz, puis au fur et à mesure que l'on va monter en gamme les fréquences vont monter : 120 Hz, 144Hz, 240Hz et même jusqu'à 360 Hz !

Si cette montée du refresh rate est intéressante sur le papier, elle trouve tout de même ses limites : la différence entre les images par secondes affichées par l'écran, et celles envoyées par la carte graphique de la machine (GPU). Car si l'écran peut afficher un refresh rate fixe, ce n'est bien évidemment pas le cas de nos cartes vidéo. Alors que se passe t-il dans ce cas ? Et bien c'est assez simple. Si la carte graphique envoie plus d'images par secondes que ne peux en afficher l'écran (par exemple, le GPU produit 120 FPS et l'écran possède un refresh rate de 60 Hz), alors l'affichage va présenter un effet de déchirure (tearing), c'est à dire que l'écran va se retrouver à afficher en même temps des parties issues de plusieurs images envoyées par le GPU.

Et c'est là qu'interviennent les technologies de taux de rafraichissement variable ou Variable Refresh Rate (VRR).

Le VRR, c'est quoi ?

Les technologies de VRR que je vais vous présenter ci-dessous sont des technologies embarquées dans les moniteurs leur permettant d'ajuster en tant réel leur taux de rafraîchissement au nombre d'images par seconde qu'ils reçoivent de la carte graphique. Ainsi, l'écran et le GPU sont toujours en phase. Fini les effets de tearing, le manque de fluidité, etc. Mais attendez, ne criez pas victoire trop tôt. Car les technos de VRR ont également leurs limites.

Tout d'abord, il faut savoir qu'il n'y a pas de technologie universelle. Les deux grands constructeurs de cartes graphiques ont donc implémenté leur technologie, avec leurs avantages et leurs inconvénients. Ensuite, il faut que les fabricants de moniteurs intègrent ces technologies à leurs produits. Et enfin, il faut savoir que ces technologies ne sont pas actives tout le temps, mais seulement sur une place de fréquence donnée, qui varie en fonction des écran. On peut, par exemple, avoir un écran donc la techno de VRR ne fonctionne qu'entre 50 Hz et 120Hz... Si l'on descend en dessous des 50 FPS, la techno n'est pas activée... Allez, regardons en détails les technologies que sont FreeSync et G-Sync.

Les différentes versions d'AMD FreeSync

Commençons par le fabricant au logo rouge AMD. Chez celui-ci, la technologie de VRR se nomme FreeSync. Mais il faut en réalité distinguer 3 FreeSync : le FreeSync, le FreeSync Premium et le FreeSync Premium Pro. La version "de base" du FreeSync permet un synchronisation du taux de rafraîchissement avec les FPS de la carte graphique, sur toute la plage de fonctionnement. Celle-ci varie en fonction des moniteurs pour ce qui est de son minimum, et son maximum est de 120 Hz. Avec cette technologie, AMD vous garantie une expérience sans tearing !

Pour les versions FreeSync Premium et le FreeSync Premium Pro, elles ne concernent que les écrans de plus de 120 Hz et sont associées à une autre technologie, le Low Framerate Compensation (LFC). Le LFC permet de gérer les cas où les FPS envoyées par la carte graphique tombe sous la fréquence de fonctionnement du FreeSync, en doublant simplement les images reçues. Ainsi, si le GPU envoie 30 images par seconde, le LFC doublera chaque image ce qui donnera 60 FPS et permettra de revenir dans la plage de fonctionnement du FreeSync.

Enfin, pour le FreeSync Premium Pro, on noter en plus le support de la norme HDR400, qui garantit une meilleur rendu des couleurs grâce au HDR.

Chez nVidia : G-Sync, G-Sync Ultimate et G-Sync Compatible

Passons maintenant du côté de nVidia et de son G-Sync. Là aussi on retrouve 3 technologies : G-Sync, G-Sync Ultimate et G-Sync Compatible. Commençons par la version "de base" à sa voir le G-Sync. Cela va être simple : cela fonctionne exactement pareil que le FreeSync que nous venons de voir ci-dessous : avec une absence de tearing sur toute la plage de fonctionnement du G-Sync. Il y a cependant une grosse différence avec la technologie d'AMD : le G-Sync nécessite l'utilisation d'une puce propriétaire dans l'écran. De ce fait, le G-Sync est peut être un peu moins répandu que le FreeSync, et surtout le prix de l'écran sera un peu plus élevé, du fait de la nécessité d'intégrer cette puce...

Ensuite vient le G-Sync Ultimate. Tout comme le FreeSync Premium Pro, celui-ci monte au-delà des 120 Hz et apporte également la certification HDR400. Rien à dire de plus sur cette version.

Enfin, nVidia propose aussi une certification G-Sync Compatible pour les écrans ne disposant pas de cette fameuse puce dédiée. Cela lui permet de faire un peu plus face à son concurrent AMD, et son FreeSync qui ne nécessite pas de puce particulière. La certification G-Sync Compatible assure que l'écran a subit une série de tests afin de voir si ce moniteur répond bien aux exigences fixées par nVidia, pour pouvoir disposer d'une fréquence de rafraîchissement variable. Mais il ne s'agit là que d'une certification, ce qui ne veut pas dire que les écrans non estampillés G-Sync Compatible ne le soit pas en réalité... C'est juste qu'ils n'ont pas subi cette batterie de tests... Bon dans le doute, forcément, si vous voulez être certain de disposer du G-Sync, prenez à minima un écran certifié ! 😉

Et pour ceux qui utilisent Linux, je vous avais partagé il y a quelques mois la méthode pour activer G-Sync sous Ubuntu.