Latence
La latence est le délai entre l'introduction de données ou de commandes dans un système et le résultat souhaité. Ce terme est interprété de manière légèrement différente selon le contexte, et les problèmes de latence varient également d'un système à l'autre.
La latence a une incidence considérable sur la qualité d'utilisation et la fluidité des dispositifs électroniques et mécaniques, ainsi que des communications.
En matière de communication, la latence se manifeste lors des transmissions en direct depuis plusieurs points du globe : en effet, les sauts de la communication entre un émetteur au sol et un satellite, puis du satellite à un récepteur, demandent chaque fois un certain temps. Les personnes qui se connectent à distance à ces événements en direct observent parfois un décalage avant de recevoir la réponse.
Cette latence correspond au temps d'attente provoqué par le signal qui parcourt la distance géographique et les différents équipements de communication. La fibre optique est elle-même affectée par la latence et ne se limite pas à la vitesse de la lumière : l'indice de réfraction du câble et l'ensemble des répéteurs ou des amplificateurs le long de ces câbles entraînent des délais.
Types de latence
Latence du réseau : elle désigne le temps nécessaire à un paquet de données pour passer d'un point précis à un autre. Dans certains environnements (par exemple, AT&T), la latence se mesure en envoyant un paquet qui est retourné à l'expéditeur. La durée de l'aller-retour correspond à la latence. Dans l'idéal, celle-ci est aussi proche de zéro que possible.
Plusieurs facteurs sont responsables de la latence d'un réseau :
- La propagation : il s'agit du temps nécessaire à un paquet pour aller d'un endroit à un autre à la vitesse de la lumière.
- La transmission : le moyen lui-même (fibre optique, sans fil ou autre) introduit un délai variable. La taille du paquet influence le temps de l'aller-retour : il faudra davantage de temps pour recevoir et renvoyer un paquet volumineux plutôt qu'un petit paquet. Par ailleurs, l'utilisation d'un répéteur pour amplifier les signaux augmente la latence.
- Le routeur et d'autres traitements : chaque noeud de passerelle prend le temps d'examiner, voire de modifier l'en-tête d'un paquet (par exemple, pour changer le nombre de sauts dans le champ de durée de vie, ou « time-to-live »).
- D'autres délais liés à l'ordinateur et au stockage : dans les réseaux à chaque extrémité du parcours, un paquet peut être ralenti par des accès à des dispositifs de stockage ou à des disques durs au niveau d'équipements intermédiaires tels que des commutateurs et des ponts (dans les statistiques d'un réseau principal, toutefois, ce type de latence n'est probablement pas pris en compte).
Latence Internet : c'est en somme un cas particulier de la latence du réseau, l'Internet étant un réseau très étendu (WAN, Wide-Area Network). Les facteurs qui déterminent la latence sur Internet sont donc les mêmes que ceux décrits ci-dessus. Toutefois, les distances parcourues sur les moyens de transmission et le nombre de sauts effectués sur les équipements et les serveurs sont plus importants que sur des réseaux de petite taille. La mesure de la latence Internet commence généralement à la sortie d'un réseau et se termine au retour des données demandées depuis une ressource Internet.
Latence WAN : elle peut constituer un facteur important dans la mesure de la latence Internet. En effet, un WAN occupé à orienter le trafic d'autres données entraînera un délai, selon qu'une ressource est demandée par un serveur relié au réseau local (LAN, Local Area Network), par un autre ordinateur ou par un emplacement différent sur Internet. Lorsque le WAN est occupé, les utilisateurs d'un LAN subiront aussi un ralentissement. Dans ces deux cas, il existerait un délai même si le trafic était parfaitement fluide au niveau des autres sauts (y compris le serveur contenant les données demandées).
Latence audio : il s'agit du délai entre l'émission du son et sa perception. Dans le monde réel, ce délai est déterminé par la vitesse du son, qui varie légèrement selon le moyen par lequel se propage l'onde sonore. Le son se propage plus vite à travers des milieux denses, c'est-à-dire à travers les solides, moins vite à travers l'eau et encore plus lentement à travers l'air. La vitesse du son se mesure généralement à travers un air sec à température ambiante, soit 1280 km/h. En électronique, la latence audio correspond au temps cumulé entre l'entrée audio et la sortie. Cette durée dépend du matériel, mais aussi du logiciel utilisé, comme le système d'exploitation et les pilotes utilisés en audiovisuel informatique. Une latence de 30 millisecondes (ms) représente un décalage généralement perceptible par l'être humain.
Latence opérationnelle : elle représente la durée cumulée des opérations effectuées dans des flux de travail linéaires. Dans des flux parallèles, la latence est déterminée par l'opération la plus lente effectuée par un travailleur monotâche.
Latence mécanique : il s'agit du délai entre une action en entrée dans un dispositif mécanique et le résultat souhaité. Ce délai est déterminé par les limites du mécanisme d'après les principes physiques de Newton (hormis la mécanique quantique). Citons comme exemple le décalage entre le fait d'actionner un levier de vitesse et le moment où le changement de vitesse a réellement lieu.
Latence liée à un ordinateur ou à un système d'exploitation : c'est le délai cumulé entre une commande ou une donnée entrée et le résultat attendu. Dans un système informatique, la latence désigne souvent un délai ou un temps d'attente qui augmente le temps de réponse réel ou perçu au-delà du délai escompté. Une latence informatique peut être due à une disparité des vitesses de données entre le microprocesseur et les dispositifs d'entrée/sortie, à des tampons de données inappropriés, ou aux performances du matériel utilisé et de ses pilotes. La charge de traitement de l'ordinateur peut également accroître la latence.
Du point de vue de l'utilisateur, les problèmes de latence sont généralement perçus comme un décalage entre une action et la réponse à cette action. Dans le domaine de la réalité virtuelle en 3D, par exemple, si vous utilisez un casque qui vous permet d'avoir une vision stéréoscopique et qui mesure la position de la tête dans l'espace, la latence correspond au délai entre le moment où l'ordinateur détecte le mouvement de la tête et le moment où il le traduit en image. Dans le domaine des jeux informatiques multijoueurs en réseau ou sur Internet, une faible latence est essentielle pour une expérience fluide et une jouabilité optimale. A l'inverse, une trop forte latence retarde l'arrivée des informations sur l'ordinateur, ce qui handicape le joueur, décalé par rapport aux événements du jeu en temps réel.
Les problèmes de latence sont perceptibles par l'utilisateur. Ils peuvent devenir gênants et affecter la productivité lorsque la latence est supérieure à 30 ms. La gravité du phénomène varie d'une application à l'autre, de même que les moyens d'y remédier. Néanmoins, les jeux informatiques restent divertissants jusqu'à une latence d'environ 90 ms. En communication, les délais peuvent provenir d'un trafic élevé, de problèmes matériels ou encore d'une configuration incorrecte.
Test de latence :
Le test de latence peut varier d'une application à l'autre. Dans certains cas, la mesure de la latence demande un équipement spécialisé complexe ou une bonne connaissance des commandes et programmes informatiques dédiés. Dans d'autres applications, elle ne demande qu'un simple chronomètre. En ce qui concerne les réseaux, il est possible de déterminer la latence estimée des équipements ou des serveurs en exécutant une commande ping. Les informations sur la latence à travers tous les sauts peuvent être obtenues au moyen d'une commande de traçage de chemin. Enfin, une caméra à grande vitesse peut servir à mesurer les différences de temps de réponse, en minutes, par rapport à une entrée dans divers systèmes mécaniques ou électroniques.
Réduction de la latence :
La réduction de la latence implique le réglage, l'ajustement et la mise à jour du matériel informatique et des logiciels et des systèmes mécaniques. Dans un ordinateur, il est possible d'éliminer ou de masquer la latence au moyen de techniques telles que la lecture anticipée (consistant à anticiper les demandes d'entrée de données requises) et le multithreading, ou en recourant au parallélisme des threads d'exécution. Il existe d'autres façons de réduire la latence pour augmenter les performances : désinstaller les programmes inutilisés, optimiser les configurations du réseau et des logiciels, et mettre à niveau ou surcadencer le matériel.
