AMD 'FreeSync': proposition pour le DP 1.2a

Durant le CES, AMD nous a surpris en d�voilant une alternative gratuite au G-Sync de Nvidia. Si de nombreuses questions restent en suspens, nous en savons aujourd'hui un peu plus : elle devrait passer par une nouvelle option int�gr�e au standard DisplayPort 1.2a actuel.

Pour rappel, en octobre dernier, Nvidia a d�voil� G-Sync, un mode d'affichage qui repose sur une fr�quence de rafra�chissement variable (ou dynamique, ou encore non-isochrone, FRV) destin�e � forcer l'�cran � se synchroniser par rapport au GPU. L'int�r�t est d'�viter les d�sagr�ments de la fr�quence de rafra�chissement fixe traditionnelle : elle force le GPU, qui par nature ne produit pas les images � intervalle parfaitement r�gulier, � se contorsionner pour se synchroniser par rapport � l'�cran, ce qui entra�ne suivant les cas et le mode de V-Sync des cassures dans les images, des saccades et/ou une latence suppl�mentaire. Des d�sagr�ments que les joueurs PC doivent accepter depuis de nombreuses ann�es, � moins de disposer de syst�mes tr�s puissants capables de maintenir en permanence un niveau de performances �gal ou sup�rieur au taux de rafra�chissement de l'�cran.

Pour pouvoir proposer ce mode d'affichage miracle, Nvidia a recours � un "module G-Sync", relativement on�reux, qui vient prendre la place des contr�leurs de dalles LCD tradionnels ("scalers"). Nous avons pu tester un �cran compatible G-Sync et les r�sultats sont probants : aucune cassure dans les images et une fluidit� qui progresse nettement quand les performances se situent entre 40 et 60 fps.

Durant le CES, soit 4 mois plus tard, AMD a enfin r�agi en indiquant qu'un standard VESA (Video Electronics Standards Association) allait permettre de faire de m�me sans devoir passer par un module sp�cial. Une initiative surnomm�e "FreeSync" en r�f�rence au surco�t �lev� de la solution de Nvidia, et directement mise en d�monstration � travers Toshiba Satellite Click (2-in-1 13.3") pour lequel la fr�quence de rafra�chissement variable a �t� activ�e.

Bien que tr�s br�ve, cette d�monstration a mis en avant un r�sultat identique � celui de G-Sync et pour cause, son fonctionnement est exactement le m�me : partir de la fr�quence de rafra�chissement maximale de l'�cran et moduler la dur�e du VBLANK (espace entre 2 images sur le signal vid�o) pour forcer l'�cran � "patienter" le temps que le GPU lui propose une nouvelle image � afficher.

Une d�monstration qui a soulev� de nombreuses questions. Comment est-ce possible de faire aussi bien que G-Sync sans module sp�cial ? A quoi sert ce module G-Sync ? De quel standard s'agit-il ? Quand est-ce que cela pourrait �tre disponible ? Pourquoi Nvidia fait-il mine d'ignorer qu'un standard est en approche ? � Tant AMD que Nvidia ont pr�f�r� �viter de r�pondre � des questions trop pr�cises, le premier probablement parce que sa solution n'est pas encore pr�te, le second probablement pour �viter d'avoir � admettre ne pas nous avoir tout dit�


Nous avions en effet d�s le d�part pos� de nombreuses questions aux responsables de Nvidia concernant G-Sync, et � nouveau au d�but du mois de d�cembre en pr�parant le test du premier �cran compatible. La possibilit� qu'il fonctionne sur base d'un standard actuel ou futur ? Son int�gration dans les portables qui pourrait �tre plus simple via l'eDP ? Nvidia n'a jamais r�pondu clairement � ces questions, se contentant de tourner autour du pot et de laisser penser que rien de tout cela n'�tait � l'ordre du jour, mais que tout �tait possible dans l'avenir. Apr�s la d�monstration d'AMD, Nvidia n'�tait pas plus press� de r�pondre � ces questions, mais a tenu � pr�ciser que la gestion de l'affichage est diff�rente sur un �cran int�gr� dans un portable par rapport � un moniteur de bureau et que sa solution repose sur une technologie propri�taire pour laquelle des brevets ont �t� d�pos�s.

Rappelons � ce niveau qu'un brevet d�pos� n'est pas un brevet accord� (cela prend du temps) et encore moins un brevet valid� puisque cela n'intervient en pratique aux Etats-Unis que s'il est contest�. Si la fameuse mention "patent pending" est pr�vue pour pr�venir des concurrents �ventuels qu'ils risquent d'enfreindre un brevet, son utilisation est devenue courante, toutes industries confondues, pour renforcer la communication en termes de cr�dibilit�, de sentiment de complexit�, d'exclusivit�, etc.

Le plus simple aurait bien entendu �t� que VESA clarifie la situation. AMD indique que pas mal de personnes qui prennent part � l'organisation ont fait de gros yeux quand ils ont vus Nvidia annoncer une technologie propri�taire de gestion de la fr�quence de rafraichissement variable. En fait, cette fonctionnalit� existe depuis 2008 dans le standard eDP 1.0 (DisplayPort interne) puisqu'elle peut permettre des �conomies d'�nergie, par exemple en ne rafra�chissant pas l'affichage du bureau Windows quand rien ne bouge. Nvidia ne ferait donc qu'en profiter dans une situation diff�rente.


Malheureusement, VESA se contente de r�pondre qu'il ne leur est pas possible de commenter officiellement le sujet et qu'une communication officielle aura lieu plus tard dans l'ann�e. L'acc�s � toutes les documentations des standards VESA est par ailleurs restreint � ses seuls membres.

En l'absence de plus de d�tails de la part de Nvidia, d'AMD ou de VESA, nous avons heureusement pu compter sur un lecteur bien inform�, que nous remercions, puisqu'il a eu acc�s � ces documents et a pu nous les communiquer.

Nous apprenons ainsi qu'une demande de type SCR (Specification Change Request) a �t� d�pos�e de mani�re � int�grer le support optionnel de la fr�quence de rafra�chissement variable au standard DisplayPort 1.2a. Compte tenu du nom du document dat� du 25 novembre, DP1.2a Extend MSA Tmg Para AMD SCR, il semble �vident que la proposition a �t� soumise par AMD. Elle est actuellement au stade GMR� (General Member Review) est donc en bonne voie d'�tre finalis�e et ratifi�e.

Voici un extrait du document en question :

Summary
Extend the "MSA TIMING PARAMETER IGNORE" option to DisplayPort to enable source based control of the frame rate similar to embedded DisplayPort.

Intellectual property rights
N/A

Benefits as a result of changes
This enables the ability for external DisplayPort to take advantage of the option to ignore MSA timing parameter and have the sink slave to source timing to realize per frame dynamic refresh rate.

Assessment of the impact
The proposed change enable per frame dynamic refresh rate for single stream devices that expose dynamic refresh rate capability in EDID for DisplayPort interface. The source will be able to enable this with an SST interface or MST hub with physical ports. Logical MST port support of the feature is not included as part of this SCR. A generic framework to enable such feature for logical port is required that can accommodate other feature where stream related configuration is programmed in DPCD.

Analysis of the device software implication
SST device which support "MSA TIMING PARAMETER IGNORE" option will be able to expose the capability in EDID and DPCD to let source enable dynamic refresh rate.
Source driver would have to be updated to parse EDID and enable "MSA TIMING PARAMETER IGNORE" feature when source want the sink to be refreshed based on its update rate.

Analysis of the compliance test and interop implications
Currently this feature is tested as part of eDP CTS. New test would have to be added as part of DP LL CTS and EDID CTS.

D'ici quelques temps, les �crans DisplayPort 1.2a pourront donc, si les fabricants le d�sirent, supporter une fr�quence de rafra�chissement variable. Pour cela, il faudra que la dalle LCD l'accepte ainsi que le contr�leur de l'�cran. Durant le CES, AMD avait affirm� que certains moniteurs actuels seraient capables de supporter cette �volution avec une simple mise � jour de leur firmware, sans donner plus de d�tails. Nos questions � ce sujet sont rest�es lettres mortes et nous n'en savons donc pas plus, ni quand ces �crans actuels pourraient �tre mis � jour, ni quand de nouveaux mod�les pourraient �tre commercialis�s.

AMD nous a affirm� que le support de la fr�quence de rafra�chissement variable �tait d�j� int�gr� aux pilotes Catalyst r�cents mais qu'une interface pour en donner le contr�le aux joueurs �tait toujours en cours de d�veloppement. M�me si les moniteurs compatibles FRV tardent � arriver, AMD devrait ainsi pouvoir proposer cette fonction rapidement sur certains portables, ce qui tombe d'ailleurs tr�s bien puisque leur puissance graphique plus limit�e fait qu'ils en auraient bien besoin pour proposer plus de confort aux joueurs.

Il est probable que Nvidia ait �t� le premier � r�aliser l'int�r�t que pourrait avoir la fr�quence de rafra�chissement variable pour les joueurs. Friand de solutions propri�taires, Nvidia a cependant �vit� de soumettre son id�e � VESA et opt� pour le d�veloppement confidentiel d'un G-Sync limit� � ses seules cartes graphiques. Une approche qui r�duit immanquablement l'offre et emp�che de g�n�raliser son utilisation, m�me chez les utilisateurs de GeForce, mais qui a l'avantage de permettre de tirer des revenus suppl�mentaires de cette fonctionnalit�, de se d�marquer de la concurrence� et d'aller vite.

Ajouter une fonctionnalit� � un standard VESA existant ou en cours de d�veloppement demande de prendre le temps qu'elle soit d�battue par tous ses membres, valid�e et exploit�e par l'industrie. Avec G-Sync, Nvidia a pu aller tr�s vite, certes au prix d'un contr�leur �cran �mul� � l'aide d'un composant relativement cher. Ainsi, le module G-Sync est r�ellement utile � l'heure actuelle, car en attendant que des contr�leurs classiques supportent la FRV, que ce soit � travers un nouveau firmware, une nouvelle r�vision ou un nouveau mod�le, c'est le seul moyen d'activer ce support sur les �crans de bureau.

Mais pourquoi Nvidia ne s'est-il pas content� dans un premier temps de proposer G-Sync sur les portables, domaine o� le lien eDP connecte la dalle au GPU d'une mani�re plus directe ? Sans surco�t ou revenu direct suppl�mentaire, cela aurait malgr� tout apport� de la valeur � ses cartes graphiques mobiles. Le probl�me est que sur la majorit� des portables �quip�s en GeForce, Nvidia n'est plus ma�tre des sorties vid�os ! A travers la plateforme Optimus, toute cette partie est sous-trait�e � l'IGP Intel. Ce dernier aurait donc d� collaborer � son support, or il a tout int�r�t � pr�f�rer attendre un standard que favoriser une solution propri�taire de Nvidia.

Au final, vous l'aurez compris, aussi int�ressante que soit la fr�quence de rafra�chissement variable pour les joueurs, de nombreuses questions restent encore en suspens quant � sa g�n�ralisation �ventuelle. Nvidia va-t-il supporter sa version standardis�e d�s qu'elle sera disponible ou tenter de forcer les joueurs � payer, en plus de leur carte graphique, la taxe d'une solution propri�taire ? Nvidia va-t-il arriver � s'entendre avec Intel pour l'arriv�e de la FRV sur la plateforme Optimus ? Quand est-ce que des moniteurs DisplayPort 1.2a avec support de la FRV seront disponibles ? Si certains contr�leurs actuels acceptent la FRV via mise � jour de leur firmware, y aura-t-il des limitations telles que la d�sactivation de l'overdrive ?

En attendant d'en savoir plus, la technologie G-Sync de Nvidia doit �tre vue comme une mani�re d'acc�der en primeur aux b�n�fices du DisplayPort 1.2a + FRV, avec tout ce que cela implique : surco�t �lev� et possibles limitations dans le futur en terme de compatibilit�. Sans changer fondamentalement notre avis sur G-Sync tel que nous l'avions exprim� dans le test du premier �cran compatible, avant d'apprendre l'arriv�e d'une version standardis�e, cela rend le surco�t plus difficile � accepter. Opter pour un des premiers �crans G-Sync en 1920x1080, les mod�les de s�ries ne vont plus tarder, est difficilement justifiable s'ils s'accompagnent d'une surtaxe de 200�, de 150� voire m�me de 100�.

Plus haut en gamme, par exemple sur le futur Asus RoG Swift PG278Q en 2560x1440 ou sur un �ventuel moniteur UHD / 4K, notre avis est moins tranch�. Il est plus difficile pour les cartes graphiques, m�me haut de gamme, de g�n�rer un affichage fluide dans cette r�solution et dans les jeux gourmands. Nous pouvons donc comprendre que Nvidia se presse d'y apporter une solution d'autant plus que le tarif plus �lev� de ces moniteurs, 800� pour cet exemple, permet d'y int�grer plus facilement le surco�t actuel de G-Sync. Reste n�anmoins � accepter de faire une croix sur toute possibilit� d'�volution de son syst�me vers une future carte graphique Radeon.


Le PG278Q d'Asus au CES.
Nous aurions bien entendu pr�f�r� que Nvidia se contente de lancer G-Sync tel qu'il existe aujourd'hui sur ce type d'�cran, sans chercher � cacher le fait qu'il s'agit d'une version primeur d'un mode d'affichage qui est vou� � �tre exploit� par tous puisque bas� sur le transfert d'une technologie qui existe d�j� vers un autre type d'utilisation. Plus loin dans l'id�alisme il serait sans aucun doute b�n�fique pour tous si Nvidia pouvait voir plus grand de temps en temps et viser des retours sur investissements indirects en transformant ses bonnes id�es en propositions ouvertes, pour faire progresser l'�cosyst�me PC, plut�t que de chercher une variante propri�taire � chaque technologie, dont la port�e est m�caniquement plus limit�e.