Résumé
Générer plus d'images que votre moniteur ne peut en afficher est un gaspillage d'énergie ; la saturation des images ne peut être éliminée que par la synchronisation vidéo, mais elle peut être minimisée en limitant le nombre d'images par seconde à la fréquence du moniteur. Cependant, la latence d'entrée est une considération connexe.
Détail
Sur la base de mon expérience de l'écriture de systèmes GUI, il me semble que ce qui suit doit être vrai.
Étant donné deux systèmes quantifiés, (a) la génération d'images et (b) le rendu d'images, toute disparité entre les taux doit occasionnellement entraîner un déchirement s'ils ne sont pas mutuellement exclus de se produire simultanément (en synchronisant le GPU et le moniteur), et tout FPS dépassant les limites physiques du moniteur est gaspillé. Idéalement, une correspondance exacte des taux, décalée de la moitié de l'intervalle, minimiserait ou éliminerait les déchirures et ne gaspillerait pas de calcul.
Il est facile de visualiser ce phénomène de la manière suivante, en supposant un moniteur de 62,5 Hz et des millisecondes entières pour plus de simplicité :
Time (16'ms) : 0---------------1---------------2---------------3
Monitor Frames: x---------------x---------------x---------------x
GPU @ 62.5 FPS: x---------------x---------------x---------------x
GPU @ 62.5 FPS: --------x---------------x---------------x--------
GPU @ 125 FPS : x-------x-------x-------x-------x-------x-------x
GPU @ 125 FPS : ----x-------x-------x-------x-------x-------x----
GPU @ 90 FPS : x----------x----------x----------x-----------x---
GPU @ 90 FPS : ------x----------x----------x-----------x--------
Monitor Frames: x---------------x---------------x---------------x
Time (16'ms) : 0---------------1---------------2---------------3
Comme on peut le voir, si le moniteur est à 62,5 Hz, la fréquence d'images optimale est de 62,5 FPS ; à 90 FPS (ce qui correspond en fait à une image toutes les 11,11' ms), nous avons un décalage qui entraîne la perte d'une image tous les trois intervalles environ ; à 125 FPS, nous avons une image perdue tous les intervalles. Si vous ne l'avez jamais vue, l'image était-elle nécessaire ?
Ainsi, compte tenu d'une contrainte de fréquence d'images sur le dispositif physique, aucune fréquence supérieure à la capacité du moniteur ne peut être perçue puisque les images supplémentaires ne sont tout simplement pas vues. Il semble donc logique que le plafonnement du nombre d'images par seconde à la fréquence de rafraîchissement du moniteur permette d'obtenir une qualité de mouvement maximale. Il semble donc logique que la génération d'images supérieures à la fréquence de rafraîchissement du moniteur ne fasse que gaspiller de l'électricité.
Étant donné qu'il est impossible d'empêcher le déchirement quoi qu'on fasse sans synchronisation des écrans, il est toujours préférable de plafonner la fréquence d'images et d'utiliser cette puissance de calcul pour générer plus de détails par image et, une fois ce maximum atteint, d'économiser l'énergie et de réduire la chaleur résiduelle.
Mes deux cents.
Acuité visuelle
Même si vous disposez d'un moniteur de 144 Hz, ce que vous pouvez réellement percevoir joue également un rôle. La plupart des données indiquent que le FPS n'a d'importance que jusqu'à environ 60 à 120 Hz, avec des conclusions selon lesquelles 90 Hz (FPS) pour la plupart des gens est le seuil d'amélioration visuellement perceptible. Mais chaque individu est unique, et les joueurs réguliers sont parmi les plus sensibles aux artefacts de mouvement, car leur système visuel peut être entraîné.
Un article intéressant sur le sujet est http://www.pcgamer.com/how-many-frames-per-second-can-the-human-eye-really-see/
Latence d'entrée
(Merci à Atli pour ce commentaire).
Cela dit, il convient de souligner que le fait de limiter le nombre d'images par seconde au rafraîchissement de l'écran peut entraîner une latence d'entrée perceptible dans les jeux. Par exemple, avec un rafraîchissement de 16 ms, si l'image est rendue en 1 ms immédiatement après le rafraîchissement, elle devra attendre 15 ms, ce qui crée un décalage de 15 ms entre le mouvement et l'affichage de ce mouvement.
Les jeux ont également tendance à limiter leurs cycles d'intelligence artificielle/logique aux cycles de rendu, ce qui crée également un décalage. Un rendu à 3x le rafraîchissement de l'écran rendra ce décalage beaucoup moins perceptible, car l'image affichée sera rendue plus près du temps d'affichage.
Pour un tel cas d'utilisation, le plafonnement à un multiple approprié du taux de rafraîchissement de l'écran peut encore être intéressant avec un GPU moderne, tout en maintenant la latence en dessous d'un certain seuil souhaité.
