Comparatif : les Radeon HD 7970 et 7950 d'Asus, HIS, MSI, PowerColor, Sapphire et XFX

Publié le 14/02/2012 (Mise à jour le 26/10/2012) par
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Overclocking
Tous les GPU ne sont pas nés égaux et tous les échantillons qualifiés avec certaines spécifications ne disposent pas d'un profil identique, ce qui est rendu nécessaire par la variabilité dans la production. Ainsi, certains ont besoin d'une tension supérieure pour tenir les fréquences voulues, alors que d'autres, qui présentent des courants de fuite importants, doivent accepter une tension relativement faible pour tenir dans l'enveloppe thermique.

Pour égaliser la production, AMD ne cherche pas à réduire la consommation au-delà de cette enveloppe thermique. En d'autres termes : si un GPU Tahiti est qualifié à 925 MHz dans un TDP de 250W avec une tension élevée, AMD ne cherchera pas à savoir si le GPU ne pourrait pas en réalité être validé avec une tension moindre et ainsi consommer moins. Cette sélection plus stricte n'aurait de sens que pour un autre produit tel que la Radeon HD 7990 ou une version mobile des Radeon HD 7900 qui a cependant peu de chances de voir le jour.

Ceci signifie plusieurs choses : d'une part le potentiel d'overclocking va être important pour de nombreux échantillons, mais en sortant un peu ou très largement du cadre défini par le TDP suivant le cas, et d'autre part certains échantillons peuvent profiter de l'undervolting, soit d'une réduction de leur tension pour réduire leur consommation.

Ne vous fiez pas à une prétendue note de la qualité du GPU donnée pour GPU-Z, elle n'a pas de signification directe. AMD ne dispose bien entendu pas d'un paramètre "qualité", il s'agit de l'interprétation hâtive qui est faite de la valeur d'un registre par les auteurs de GPU-Z et qui n'engage qu'eux. En pratique cette valeur représenterait plutôt le niveau de courants de fuite estimés lors de la validation mais ne présage pas directement de la qualité d'un GPU, qui est d'ailleurs une notion subjective.

La tension du GPU Tahiti peut varier autant sur la Radeon HD 7970 que sur la Radeon HD 7950. Nous avons eu entre nos mains des échantillons de Radeon HD 7970 avec une tension de 1.174V et des échantillons de Radeon HD 7950 avec des tensions de 1.031V et de 1.093V.

Notez que nous parlons ici des tensions demandées à l'étage d'alimentation, qui, suivant sa qualité arrive plus ou moins à les maintenir lors d'une charge lourde. En pratique elles varient et sont en moyenne plus faibles de 0.030 à 0.080V suivant la charge, selon le monitoring de GPU-Z.

Enfin il est important de rappeler que PowerTune veille à maintenir la carte graphique dans une enveloppe thermique donnée. La technologie ne consiste cependant pas à mesurer directement la consommation, mais bien à l'estimer sur base d'une table de correspondance en watts des niveaux de charge des différents blocs du GPU. Attention : la formule prend en compte la fréquence du GPU mais pas sa tension !

Cela implique plusieurs choses. Premièrement, augmenter la limite de PowerTune est nécessaire lors de gros overclocking pour éviter que la technologie ne réduise de son côté les fréquences, ce qui se fait souvent dans des proportions plus importantes que l'overclocking qui sans modification de ce paramètre peut en pratique revenir à réduire les performances.

Deuxièmement, PowerTune ne voit pas l'augmentation de la tension GPU et l'explosion de la consommation qui y est liée. La technologie est alors incapable de protéger le GPU et la carte dans son ensemble. AMD nous indique que d'autres protections restent d'application telles que l'OVP (Over Voltage Protection) et l'OCP (Over Current Protection), celles-ci impliquent cependant un arrêt net de la carte en cas de dépassement, nous avons pu l'observer. Reste que ces protections ultimes se situent à des niveaux très élevés et qu'à long terme il n'est pas impossible d'endommager la carte et plus particulièrement son étage d'alimentation qui peuvent être soumis à un niveau de stress et de températures pour lesquels ils n'ont pas été conçus. Nous vous recommandons donc d'être prudents avec les overclockings massifs via modification de la tension GPU sur les cartes qui ne proposent pas un refroidissement adapté de leur étage d'alimentation.


Les résultats
Tout en sachant que chaque exemplaire d'un modèle de carte peut se comporter différemment au niveau de l'overclocking, nous avons tenté de pousser toutes les cartes en notre possession de manière à observer d'éventuelles généralités. Notez à ce sujet que la Radeon HD 7970 de référence, la Radeon HD 7950 édition presse, la Radeon HD 7970 DirectCU II d'Asus, la Radeon HD 7970 Matrix, la Radeon HD 7950 HIS, la Radeon HD 7950 Twin Frozr III, la Radeon HD 7970 Lightning, la Radeon HD 7950 PCS+ de PowerColor, la Radeon HD 7950 OverClock de Sapphire et les Radeon HD 7950 et 7970 Double Dissipation de XFX nous ont été fournies par leur fabricant respectif alors que la Radeon HD 7950 classique de Sapphire est un échantillon du commerce.

Sur un système de test ouvert, nous avons utilisé Crysis Warhead et 3DMark 11 pour charger lourdement les cartes de manière à s'assurer de la stabilité. Nous avons ensuite soumis les cartes à un stress test de 45 minutes sous 3DMark 11 en boîtier fermé. Pour l'overclocking, nous sommes passés par Afterburner de MSI qui permet de modifier la tension GPU sur l'ensemble des Radeon HD 7970 et 7950 dérivées du PCB de référence. La limite PowerTune a été élevée à +20%, ce qui était suffisant pour que la technologie n'ait jamais à réduire les fréquences lors de ces tests.

Nous avons tout d'abord voulu observer la tension minimale à laquelle chaque carte était stable à ses fréquences d'origine :


Fort logiquement, nous pouvons observer la tendance suivante : plus la fréquence GPU est élevée, plus la tension minimale est élevée.

Sans modifier la tension GPU, nous avons ensuite cherché à obtenir la fréquence maximale stable du GPU, en évoluant par pas de 25 MHz. Une fois cette fréquence obtenue, nous avons fait de même avec celle de la mémoire GDDR5. Notez que celle-ci dispose de différents mécanismes de détection d'erreurs qui font qu'en cas d'overclocking important, la mémoire peut avoir un comportement stable mais perdre beaucoup de temps à réparer les erreurs qui y sont liées, soit en renvoyant la donnée corrompue, soit en recalibrant ses fréquences. Nous avons mis en parallèle les performances de manière à vérifier que nous ne tombions pas dans ce cas, auquel cas nous sommes revenus en arrière. C'est ce que nous avons observé sur la Radeon HD 7970 DirectCU II, toutes les cartes ayant planté avant que les performances ne soient impactées.

Voici les fréquences que nous avons pu obtenir pour la mémoire :


Le potentiel d'overclocking est relativement important à ce niveau comme vous pouvez le constater, ce qui est probablement dû à 2 facteurs : AMD a prévu ses contrôleurs mémoire pour de très hautes fréquences et la production de GDDR5 a atteint une maturité telle que la plupart des échantillons produits peuvent en réalité monter à de très hautes fréquences, même s'ils sont commercialisés avec des spécifications moindres.

Nous avons ensuite augmenté la tension GPU progressivement jusqu'à ne plus obtenir de gain de fréquence. La première valeur pour chaque carte représente sa tension d'origine alors que les cases en orange représentent les cas de figure où les cartes étaient stables sur table de bench mais pas dans un boîtier dans lequel la pression au niveau de l'échauffement est plus forte.


La fréquence maximale des Radeon HD 7900 semble en général se situer entre 1125 et 1200 MHz lorsque la tension GPU est ajustée.

Sans modification de la tension GPU, nous pouvons observer une corrélation entre la tension d'origine et la fréquence maximale qu'elle permet d'atteindre.
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