Xbox Series X : de l’importance de la latence

Lorsque l’on ouvre un dictionnaire, en face de latence, on peut lire la définition suivante : « la latence désigne la qualité d’une propriété dissimulée et amenée à apparaître ultérieurement. » Seulement cette définition ne s’applique pas précisément à ce que la latence sous-entend dans le monde des jeux vidéo. Voyons ensemble ce qui la définit dans notre loisir préféré et comment les ingénieurs qui travaillent sur la Xbox Series X s’emploient à la réduire.

En simplifiant les choses, on peut dire que la latence, c’est la mesure du temps que prennent un signal ou des données pour aller d’un point à un autre au sein d’un système. Dans cet article, nous allons parler de la latence d’entrée, qui mesure le temps pris par un signal pour aller de votre manette à votre console, puis de celle-ci vers votre écran. Presque toujours mesurée en millisecondes, la latence est essentielle quand on parle de réactivité et de sensations globales procurées par un jeu.

Pour aller de la manette à l’écran, beaucoup de composants ont leur rôle à jouer en matière de latence d’entrée. Ils sont au cœur des préoccupations de l’équipe responsable de la Xbox Series X, afin d’offrir aux joueuses et aux joueurs les contrôles les plus précis possible et un temps de réponse optimisé.

Bien sûr, tout commence avec la manette. Les gâchettes et les sticks sont de bons exemples d’entrées analogiques. Les manettes précédentes compilaient les entrées et en transmettaient les résultats toutes les 8 millisecondes, sans prendre en considération le moment où le jeu avait besoin de ces données. Donc même si vous aviez ajusté votre stick au tout dernier moment, le jeu pouvait avoir reçu cette information trop tard et utilisé l’état précédent de votre stick.

Cette solution était une solution intéressante, que ce soit avec une manette filaire ou sans fil, car elle permettait d’économiser la batterie tout en donnant un sentiment de consistance, mais ce n’était pas la solution parfaite. La désynchronisation entre les entrées sur la manette et le jeu occasionnait parfois plus de latence que voulu, lorsque la console ne pouvait accepter que trop tard les informations fournies par la manette.

Pour la Xbox Series X, l’équipe a trouvé une solution. La nouvelle manette compile et transmet ces informations avant que le jeu n’en ait besoin. En résulte une arrivée « juste à temps » de ces informations, que l’équipe a appelée Dynamic Latency Input. La console est désormais synchronisée avec la manette de manière plus précise, que ce soit pour les entrées digitales ou analogiques. L’entrée la plus récente arrive à la console avant que le jeu ne la réclame et la latence de la manette est drastiquement réduite. De plus, toutes ces améliorations ne viennent pas sacrifier la batterie de la manette.

Appuyer sur un bouton est considéré comme une entrée numérique : oui, ou non ; 0 ou 1. Les manettes précédentes traitaient les entrées numériques à la même vitesse que les entrées analogiques. Si la chose donnait un résultat stable, les informations ne pouvaient pas être instantanées, il fallait qu’elles soient compilées auparavant. Si les jeux peuvent extrapoler et anticiper les entrées analogiques, ils ne peuvent pas faire la même chose avec les entrées numériques. Et c’est pour cette raison que ces dernières doivent être aussi précises que possible.

Avec la Xbox Series X, la manette surveille et transmet en permanence l’état de ses boutons. Les jeux ont accès à toutes les entrées effectuées sur les différents boutons depuis leur dernière vérification. La communication sans fil répond mieux que jamais, mais avec une manette filaire, les données sont transmises dès que l’état numérique des boutons change. Vous ne pourrez plus accuser la manette lors de votre prochaine défaite dans un jeu de combat !

En ce qui concerne la technologie sans fil, l’équipe a décidé de conserver le protocole radio, qui présente énormément d’avantages. La compatibilité avec les accessoires Xbox One, la qualité de la bande-passante, une latence faible, la possibilité de supporter 8 manettes simultanément et la transmission de données audio comme la voix font partie de ceux-ci. L’équipe a néanmoins pu améliorer les performances en optimisant le protocole, ce qui rend les connections optimales.

Voilà pour la manette. Du côté de la console, l’équipe a repensé le système d’entrée pour s’assurer que les jeux aient accès aux informations plus rapidement, tout en éliminant les délais qui pouvaient être occasionnés quand le jeu avait lui-même beaucoup d’informations à traiter et devait user des ressources de la console.

Les développeurs peuvent maintenant optimiser la latence de leur moteur de jeu. La console peut connaître les entrées correspondant à chaque image envoyée via HDMI. Pour la première fois, les développeurs peuvent quantifier et affiner la latence pendant le développement d’un jeu, sans avoir recours à une caméra grande vitesse. En séparant les canaux de rendu et d’entrée, la Xbox Series X supporte 120 images par seconde. Les jeux peuvent donc doubler leur nombre d’images par seconde, ce qui divise par deux leur latence.

Toutes ces données transitent via votre câble HDMI. Microsoft est un membre actif du consortium d’entreprises derrière le HDMI. L’équipe a pu ainsi développer de nouvelles fonctionnalités pour la Xbox Series X grâce au nouveau standard HDMI 2.1. Parmi celles-ci, on retrouve :

• Temps de transmission vers l’écran : Le HDMI 2.1 est compatible 4K à 120Hz, ce qui permet de réduire le temps de transmission d’une image de 16,6 millisecondes à 8,3 millisecondes, sans sacrifier la résolution. Cette amélioration en termes de latence est automatique sur les écrans compatibles et profite à tous les jeux, quel que soit leur nombre d’images par seconde.
• Variable Refresh Rate (VRR) : Quand un jeu manque certaines images, le VRR traite la chose avec la plus faible latence possible. Les écrans 120Hz compatibles VRR possèdent une grande fenêtre de tir qui permet d’obtenir des performances au-dessus de 40 images par seconde, sans déchirement de l’image.
• Latence inhérente à l’écran : Grâce au Automatic Low Latency Mode (ALLM), la Xbox Series X peut faire en sorte que votre écran active automatiquement le mode jeu.
• Câble HDMI ultra-rapide : Un câble HDMI ultra-rapide sera fourni avec la Xbox Series X, pour s’assurer que les joueuses et les joueurs puissent profiter de la meilleure expérience possible s’ils disposent d’un écran compatible HDMI 2.1.

Au-delà du nouveau standard HDMI 2.1, il fallait que l’écosystème des écrans soit prêt à recevoir la Xbox Series X à sa sortie. Mais une question demeurait pour l’équipe Xbox : comment s’assurer que les écrans puissent être compatibles avec ces nouvelles fonctionnalités, plusieurs années avant la sortie de la nouvelle machine ?

La solution était toute trouvée : il fallait que ces fonctionnalités soient déjà présentes sur Xbox One X et Xbox One S, pour laisser le temps aux écrans de s’adapter. C’est pourquoi le VRR ou le ALLM sont d’ores et déjà disponibles sur la majorité des écrans depuis 2019. Sans cela, il aurait fallu attendre, peut-être jusqu’en 2021.

Voilà qui résume l’importance d’une faible latence sur Xbox Series X. S’il peut être difficile de voir la différence en termes de latence lorsque l’on ne considère qu’une seule de ces améliorations, une fois cumulées, on ne peut que constater que tout répond au mieux.