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PlayStation 5 et Xbox Scarlett : après la 4K, 120 fps en jeu ?
Jouer à 120 fps comme les joueurs pro sur console ça vous tente? Ça tombe bien, il semble que ce soit au menu pour la PS5 et la Xbox Scarlett.
Historiquement, le joueur sur PC à un grand avantage sur le joueur console sur la modularité et la personnalisation de son expérience de jeu. Ainsi, au delà de la possibilité de moduler les graphismes selon la configuration de chacun, de modifier son expérience de jeu avec des mods, le joueur PC bénéficie d’un avantage crucial : l’accès à un plus haut rafraîchissement dans ses jeux.
Du côté des consoles, si l’on a souvent eu droit dans le meilleur des cas à 60 fps (images par seconde) et plus souvent à 30 fps voire moins, les choses pourraient bientôt changer. En effet, depuis environ 2 ans, plusieurs signaux laissent à penser que jouer à 120 fps dans certains jeux (dites high refresh gaming pour impressionner les amis), va devenir possible sur les consoles de prochaine génération, attendues pour la fin 2020.
Jouer à plus de 60fps, très bien, mais pourquoi ? Quel est l’intérêt, au delà de la prouesse technique de viser ce niveau de performance ? Qu’est-ce que cela implique ?
Pour répondre à ces questions, il faut s'intéresser à plusieurs sujets : le matériel nécessaire pour amener cet apport issu du monde du PC dans les consoles, l’écosystème autour de la console, bien différent de celui du PC, et enfin, le support des jeux et l’importance croissante de l’esport. Pour résumer, on peut dire qu’il s’agit d’apporter un supplément de fluidité au joueur, ce qui va sensiblement améliorer son expérience de jeu.
Si ces dernières années vous avez eu l’occasion d’utiliser un écran PC gamer, vous avez peut-être pu constater que ces écrans affichent 2 fois plus d’images par seconde voir plus, cela leur permet d’apporter un supplément de fluidité à l’utilisateur.
Vous n’arrivez à imaginer ce que cela peut apporter ? Une bonne manière de se représenter la chose est de penser à un dessin animé ou chaque image en plus (chaque “frame” dans Frame Per Second) permet d’avoir une image de plus en plus fluide et réaliste. Toujours pas clair ? Pourquoi ne pas regarder quelques exemples ?
Avec ces exemples, la différence est plus claire dans l’apport visuel en termes de fluidité que représente un doublement du nombre d’images affichées. Mais ce dont on parle moins, peut-être car c’est moins visible et moins facile à expliquer, c’est qu’outre un confort visuel amélioré, un rafraîchissement plus élevé va également impacter l’expérience manette en main.
Si vous avez par exemple joué à des jeux de courses ou de combat en 30 fps et en 60 fps, vous avez peut-être constaté que sur les titres tournant à 60 fps, vous bénéficiez de contrôles plus réactifs, plus fins, vous offrant une meilleure expérience de jeu.
Cela vous permettant par exemple, de caser ce combo pile au moment ou vous le voulez dans un jeu de combat, ou de négocier ce virage au dernier moment avant qu’il ne soit trop tard dans un jeu de course.
Cela est dû au fait que vous aviez un contrôle plus réactif à 60 fps. En effet, comparé à 30fps, il y avait en fait moins de temps entre l’action d’appuyer sur un bouton et sa transcription à l’écran. Bien sûr, cela suppose que le jeu tourne parfaitement à 30, 60 (ou 120 fps), sans chute de frame rate, donc dans un cadre idéal, sans changement, que nous utiliserons ici afin de faciliter l’explication.
Pour comprendre pourquoi plus le rafraîchissement du jeu est élevé, plus la sensation de réactivité dans les contrôles est également élevée, il faut se pencher un peu plus sur le fonctionnement d’un moteur de jeu et comment les images sont affichées sur l’écran.
À 30 fps par exemple, une nouvelle image est affichée sur l’écran toutes les 33,67 millisecondes. On arrive à ce chiffre par un calcul assez simple puisque 1 seconde est égale à 1000 millisecondes. En calculant donc 30 images par seconde, on a donc 30 images affichées toutes les 1000 millisecondes. Ce qui nous donne donc une nouvelle image (30/1000) toutes les 33,67 millisecondes. À 60 fps, il s’agira d’une nouvelle image toutes les 16,67 millisecondes. A 120 fps, on aura une nouvelle image toutes les 8,3 millisecondes.
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La différence de plusieurs dixièmes de secondes entre 2 positions d’un personnage affiché à l’écran, qu’il s’agisse du vôtre ou d’un ennemi, va informer la décision du joueur (esquiver ou attaquer par exemple). Cela va donc induire des réactions différentes sur la manette. Dans un jeu compétitif, ces quelques dixièmes de seconde peuvent facilement faire la différence entre vie et mort. En effet, si je vois le canon d’un fusil se lever vers moi quelques dixièmes de secondes plus tôt en jouant à 120 fps plutôt qu’à 60 ou 30 fps, je vais probablement réagir en tirant sur cet ennemi ou l’éviter plus tôt.
En jeu, et dans la manette donc, cette augmentation de l’information visuelle et dans le délai entre 2 commandes se fera clairement sentir. De fait, même si vous ne saurez pas l’expliquer, vous aurez l’impression d’une meilleure réponse à vos commandes et donc, l’impression d’une expérience de jeu plus fluide.
Et ce point est crucial. Vous ne deviendrez pas magiquement un meilleur joueur grâce à un écran et un jeu tournant à 120 fps, mais vous aurez plus d’occasions de marquer des points.
On peut voir un bon exemple de cela dans cette vidéo :
Une fois passé à une vitesse rafraîchissement plus élevée, difficile de faire marche arrière, comme en témoigne Dorian Costanzo spécialiste Counter-Strike chez Red Bull esport et co-président de l’association Vakarm :
« Une fois que tu es passé d'un écran 60-75hz à 100, puis 120, puis 144, et maintenant 240hz, il est franchement impossible de faire machine arrière tant la fluidité est incroyablement plus élevée. Dans un jeu comme CS où les mouvements font partie des compétences à travailler au même titre que la visée, c'est primordial d'avoir un 120hz minimum pour un joueur un minimum ambitieux. »
Dès lors, vous vous dites « eh bien si c’est si chouette de jouer à 120 fps, pourquoi ce n’est pas déjà disponible sur consoles ? Pourquoi on en parle que maintenant ? » Ce qui fait non pas une mais 2 excellentes questions auquel je vais essayer de répondre, merci de les avoir posées. Il s’agit là de la première composante de notre sujet : la question du matériel. Cette question se décompose en 2 grandes contraintes : techniques d’une part, économiques d’autre part.
Commençons par regarder la question sur un plan économique, l’aspect le plus évident. Il suffit de regarder le marché du PC pour avoir une meilleure idée de celle-ci. Bien qu’un PC de bureau neuf soit plus abordable que jamais, et qu’à partir de 500 ou 600€ on peut monter une machine tout à fait décente, le choix de certains composants peut très vite alourdir la note. En effet, il n’est pas rare qu’un composant comme une carte graphique haut de gamme ou bien un processeur coûtent à eux seuls plusieurs centaines ou même milliers d’euros.
Prix de lancement des dernières cartes graphiques Nvidia
© nvidia.com
Évidemment, imposer ce genre de prix n’est pas possible dans le monde des consoles. Celles-ci se doivent d’avoir un prix relativement bas, et cela impose un budget composants assez restreint si le constructeur veut pouvoir la vendre à une audience qu’il espère la plus large possible.
Affiche de Sony avec la PS4 1 To à 199$ et le PS VR à 299$
© bgr.com
Cela explique donc la question du prix et de l’impératif économique. Pour ce qui est de l’impératif technique, il est peut-être encore plus compliqué à dépasser. Il s’agit d’alimenter le matériel présent dans la console et de surtout pouvoir dissiper la chaleur qu’elle va dégager.
Là encore une comparaison avec le monde du PC peut être informative pour prendre conscience des différences entre ces 2 mondes. Un PC de joueur peut accueillir une carte graphique consommant à elle seule jusqu’à 300 watts, plusieurs ventilateurs assez larges (jusqu’à 240 mm dans la plupart des boitiers actuels) voire un système de refroidissement liquide.
Intérieur d’un PC disposant d’un système de refroidissement liquide
© blog Materiel.net
Par contraste, PS4 et et la Xbox One ont un format plus semblable à une boîte à chaussures (ou un magnétoscope VHS pour les plus de 20 ans), ce qui rend le refroidissement bien plus compliqué et contraint à certains choix. Ceux-ci sont nécessaires afin d’éviter que votre console ne prenne feu en lançant le dernier jeu exigeant sorti sur la plate-forme, ou plus sérieusement de s’assurer qu’elle tienne la durée sur plusieurs années.
Vue éclatée de la Xbox One X
© Microsoft
Une PS4 Pro consomme ainsi 170 watts pour toute la machine en faisant tourner un jeu demandeur de ressources comme Red Dead Redemption 2, et la Xbox One X consomme à peine quelques watts de plus, à 175 watts maximum en jeu. Avec ces quelques chiffres en tête, il est aisé de voir les limitations propres à cette génération de consoles, notamment en sachant que ces machines sont des versions plus puissantes que leurs petites soeurs.
Les processeurs et parties graphiques de chez AMD
© teardown.com
Comme illustré ci-dessus, tant dans les machines de Sony que de Microsoft, on retrouve sur cette génération des processeurs et des parties graphiques de chez AMD.
Côté processeur on a le droit à des modèles très basse consommation pour tablettes et ordinateurs portables d’entrée de gamme de 2012.
Côté partie graphique, on a quelque d’assez performant, correspondant à une carte graphique de milieu de gamme de 2012. On va assister alors à un déséquilibre tout au long de la génération, qui mettra l’accent sur les graphismes.
Un déséquilibre que l’on voit bien sur la puce elle-même au coeur de ces consoles, comme démontré sur les schémas ci-dessous. La partie graphique “Radeon Graphic Cores” à bien plus d’espace dédié (donc plus de transistors pour une partie graphique plus complexe et plus puissante).
Diagramme de l’intérieur des consoles PS4 et Xbox One puces
© Chipworks
Et si côté graphique, avec plus de puissance on peut augmenter la définition de l’image ou bien rajouter des effets graphiques, côté CPU les personnages non joueurs ou la simulation du monde ne sont pas aussi modulables.
S'il est possible de faire une version d’un jeu avec un nombre d’effets graphiques réduits, pour la simulation d’un monde ouvert par exemple, il faut se satisfaire dès le départ des faibles ressources mises à disposition avec les processeurs “Jaguar” d’AMD, intégrés dans les consoles.
De manière peu surprenante, on aura eu droit pendant cette génération à un déluge d’effets graphiques, plutôt qu’une simulation plus fidèle du monde dans les jeux, avec une physique des objets renforcée ou plus d’interactions avec les décors par exemple.
Les exemples ne manquent pas et cela se constate dès le début de la PS4 avec des titres tels que Infamous Second Son et First Light. Dans cette vidéo, Brian Flemming, un des fondateurs du studio Sucker Punch, explique comment sa solution d’effets de particules tourne complètement sur la partie graphique de la machine, sans jamais utiliser le processeur de cette dernière, le point faible de ces consoles.
De même quelques années plus tard avec les consoles de mi-génération que sont la PS4 Pro et Xbox One X. Ainsi, Horizon : Zero Dawn proposera un mode 4K pour promouvoir le lancement de la PS4 Pro, à défaut de proposer un mode avec la même définition (1080p) mais visant 60 images par secondes.
Les différents modes de rendu graphique possibles sur la PS4 Pro.
© Image crée par l’utilisateur Liabe Brave sur Neogaf
Cette image permet de se rendre compte des différents modes de rendu graphique possibles sur la PS4 Pro. Puisque la console n’a pas le hardware suffisant pour afficher une image 4K native dans la plupart des jeux, on a ici droit à différentes astuces pour faire croire à une image 4K.
Les pixels bleus représentent un pixel directement calculé par la machine à chaque image, tandis que les pixels verts ne sont pas calculés, mais déduits des informations de la dernière image, permettant d’alléger considérablement la charge sur la machine. Cependant, les solutions privilégiant les pixels calculés directement par la machine affichent une qualité d’image bien supérieure.
Ainsi, on bénéficiera d’une qualité d’image supérieure dans des jeux rendus en 4K native (3840 x 2160) comme NBA 2K17, face à des jeux comme Mass Effect Andromeda qui utilisent du checkerboarding permettant au jeu d’afficher une image en 3200 x 1800 pixels (1800p), même si tous les pixels ne sont pas calculés et rendu directement. Cette image est ensuite upscalée (agrandie) par la console ou bien par la télévision en 4K pour être affichable sur la TV.
La différence entre ces modes de jeu se remarque souvent par une image pouvant être un peu plus floue sur certains titres proposant une résolution plus faible que 4K, que ce soit de manière temporaire (dans les grosses scènes d’action uniquement, dans le cas de Titanfall 2) ou de manière plus permanente (comme Mass Effect Andromeda) par rapport aux jeux affichés nativement en 4K.
On peut aussi penser à de nombreux jeux multiplateformes sur Xbox One X et PS4 Pro privilégiant, dans leur très grande majorité, la définition au lieu de la performance. On a ainsi des modes 4K mais à 30 images par seconde, et quand des modes “performance” sont présents, ils tiennent rarement leur promesse d'un jeu à 60fps.
Heureusement pour Sony et Microsoft, AMD, qui fournit encore les composants pour la prochaine génération de consoles, à beaucoup évolué ces 7 dernières années. Passant d’une architecture datée sur consoles comme sur PC en 2012, et se situant à des années lumière d’Intel dans le PC, le fabricant est revenu en force ces dernières années.
Vue d’artiste du processeur AMD Ryzen
© https://static2.sakhtafzarmag.com
Grâce à une toute nouvelle architecture appelée “Zen”, donnant lieu à la gamme de processeurs “Ryzen”, AMD est aujourd’hui au niveau d’Intel quand il ne le dépasse pas clairement. Et c’est précisément ces nouveaux processeurs qui seront au coeur de la PlayStation de nouvelle génération et de la future Xbox “Scarlett”.
Roadmap AMD des prochaines architectures de leurs nouveaux processeurs
© Issue d’une présentation donnée en 2018
Si les 2 constructeurs veulent offrir de la rétrocompatibilité avec les consoles existantes, ils sont obligés de rester sur le même type de processeurs qu’ils ont utilisés dans la génération actuelle. Ceux-ci possèdent un jeu d’instructions appelé “x86” et qui au coeur de tous les processeurs de PC depuis plus de 30 ans (dont la dernière version, x86-64, pour les processeurs 64 bits est d’ailleurs l’oeuvre d’AMD au début des années 2000).
D’une génération qui était portée sur la partie graphique bien plus puissante comparée au processeur, il est très probable que cette fois-ci nous ayons des machines plus équilibrées, avec un processeur égal de ce qui se trouve dans les PC de bureau actuels.
Cette évolution va permettre de se concentrer sur la question du frame rate. À l’E3 2018, Phil Spencer dégainait le premier en parlant au cours de la conférence de presse de Microsoft du travail en cours sur la prochaine génération.
Phil Spencer à la conférence de presse Microsoft à l’E3 2018
© Microsoft
Depuis, le boss final de Xbox n’a cessé de parler des différentes manière d’améliorer l’expérience des joueurs et donc du framerate. À l’E3 2019, Spencer a continué sur ce thème, relayé par une communication officielle on ne peut plus claire sur la possibilité de jouer à 120 fps sur la prochaine Xbox :
Avoir un support pour telle ou telle fonctionnalité ne veut bien sûr pas dire que cela sera exploité. Ainsi, si l’on a vu Sony et Microsoft annoncer un support de la 8K, ce sera probablement uniquement limité à la lecture de contenu vidéo.
C’est grâce aux travaux effectués sur la norme HDMI 2.1, apportant bien plus de bande passante pour transmettre de la vidéo, qu’il est possible de faire passer un signal allant jusqu’à une définition 8K et 30 Hz ou bien, plus intéressant, 4K et 120 Hz. Là encore, comme abordé auparavant, au vu des contraintes techniques, il est plus probable que l’on ait à faire à 4K ou 120 Hz et non les deux ensemble.
Comparaison des bande passantes dans les normes HDMI de 1.4 à 2.1
© www.dpreview.com
Mais si techniquement tout est prêt, faut-il encore que l’écosystème autour, que ce soit les jeux, ou bien les téléviseurs soient eux aussi prêts. L'écosystème des consoles est d'autant plus important puisque dans la très grande majorité des cas, celles-ci sont connectées à la TV du salon et non à un moniteur PC. Il s'agit donc de la 2ème étape cruciale, après les consoles elle-mêmes pour fournir une expérience de jeu à 120 fps. Et il s’avère que depuis quelques temps, notamment autour des grands constructeurs de dalles employées dans les téléviseurs, on constate un intérêt pour des modèles plus “gamer”.
On pense ainsi à Samsung qui a d’abord annoncé que plusieurs modèles de sa gamme 2018 supporteraient FreeSync et possédaient une dalle supportant 120 Hz. Mais ces téléviseurs possédant une ancienne version de la norme ne peuvent donc pas dépasser les 60 Hz en 4K.
LG à d’ailleurs confirmé il y a quelques semaines le support de la technologie concurrente G-Sync dans certaines de ses TV via une mise à jour logicielle à venir.
Les technologies de rafraichissement Freesync d’AMD et G-Sync de Nvidia
© wp.com/pchocasi.com.tr
Si les noms Freesync et G-Sync ne vous sont pas familiers, il s’agit d’une technologie permettant de synchroniser le rafraichissement du moniteur avec la partie graphique d’un PC ou d’une console affichant une image à l’écran. Le grand avantage étant de pouvoir éviter un déchirement de l’image aussi connu sous le nom de tearing qui arrive quand les 2 appareils ne sont pas synchronisés, comme présenté dans la vidéo ci-dessous.
Bien que FreeSync soit promu par AMD et G-Sync par son concurrent Nvidia, les 2 technologies dérivent de la même technique, connue sous le nom “Adaptive Sync”. Déjà disponible sur Xbox One S et One X, celle-ci n’était pas disponible jusque récemment dans le monde de la TV, or elle à été rajoutée à la version 2.1 du HDMI.
Posséder un téléviseur possédant cette norme se révélera donc crucial pour profiter de la nouvelle génération de consoles dans les meilleures conditions. Et puisque les premiers modèles embarquant la nouvelle norme ont été annoncés cette année, on peut déjà s’attendre à plus de TV dans ce secteur en 2020.
Restent enfin les jeux, car même avec un écosystème matériel prêt, si les jeux ne supportent pas des modes de rafraîchissement élevé, alors à quoi bon le proposer ? Heureusement, la 3ème et dernière partie de cette équation est celle prête depuis le plus longtemps et ayant le plus à y gagner.
Avec la montée des compétitions esport ces dernières années, qu’il s’agisse de PUBG, Rocket League, Counter-Strike Global Offensive ou encore Dota, tous peuvent déjà tourner à bien plus de 60 fps sur PC. Certains, comme CS:GO tournant même plutôt à 200 ou 300 fps sur PC avec du matériel haut de gamme.
De plus en plus, le marketing autour de ces jeux se concentre des vitesses de rafraîchissement toujours plus impressionnante, sur PC ou plus récemment sur smartphones avec les MOBAs Arena of Valor, Vainglory ou bien PUBG Mobile proposant un mode 120 fps.
Cette génération, marquée notamment par les 100 millions de PS4 à démontré que les consoles avaient encore un marché bien à elles. Il semblerait logique que la prochaine génération se concentre sur une expérience que ne pourront pas égaler les solutions de cloud gaming, telles que Google Stadia, xCloud de Microsoft ou bien le PS Now.
Au delà de la course aux graphismes habituelle, on espère donc qu'au bilan de la prochaine génération, l’on pourra ajouter une expérience de jeu à 120 Hz pour des millions de joueurs consoles.
L'avenir nous le dira.
