Comparatif : ASRock Z170 Extreme4, Asus Z170-A, Gigabyte Z170XP-SLI et Z170X-UD3, MSI Z170A Krait Gaming et Z170A SLI Plus

Comme toujours, nous avons voulu vérifier le potentiel des cartes mères en matière d'overclocking. Comme nous avions pu le voir durant notre test de Skylake, Intel a de nouveau changé les règles en n'utilisant plus le système de régulateur de tension intégré au processeur (le cas de la génération précédente, les Haswell), pour revenir à une solution « à l'ancienne », c'est-à-dire une régulation de la tension effectuée directement par la carte mère.


Un changement effectué surtout, selon Intel, pour les besoins des gammes mobiles basse consommation (les Core M). Pour le marché desktop, cela laisse une petite marge de manœuvre aux constructeurs de cartes mères pour se différencier sur le terrain de l'overclocking, même si l'on ne s'attend pas forcément à des miracles étant donné que la génération Skylake ne monte au final pas très haut en fréquence (et donc en consommation, nous y reviendrons). Nous avons également pu voir qu'en pratique le nombre de phases réelles était limité, pas plus de quatre en pratique de gérées pour la tension Vcore fournie par les contrôleurs Intersil utilisés par toutes les cartes mères !

Pour réaliser ce test nous avons utilisé le Core i7 6700K (un Engineering Sample) qui avait servi dans notre dossier consacré aux processeurs Skylake d'Intel. Disposant désormais d'un peu plus de recul (et de documentation !) sur ce que peuvent encaisser ces puces, nous avons été un peu plus loin en montant la tension au maximal a 1.4V en charge, ce qui nous a permis de monter un (tout petit) peu plus haut qu'à l'époque. Notez que nous avons eu entre les mains un autre échantillon de Core i7 6700k (version retail) qui, s'il montait un peu plus haut (4.7 GHz stable), peinait à être parfaitement stable… à sa tension par défaut. Le refroidissement est assuré par un Noctua NH-C12P SE14. En pratique dans nos tests la température n'a jamais été un facteur limitant.

Nos overclockings sont réalisés sous Windows 10, en fixant la tension via les utilitaires fournis par les constructeurs, nous réglons toutes les cartes mères en mode tension fixe (des réglages par offsets sont également disponibles sur la plupart des cartes) et nous tentons de trouver la tension minimale permettant de tenir chaque fréquence de manière stable - selon nos critères - par pas de 0.025V. Il y a bien entendu une différence entre la tension demandée et celle qui est effectivement appliquée. Nous utilisons l'excellent HWiNFO  pour noter la tension Vcore lue. Plusieurs paramètres peuvent jouer sur l'écart entre tension demandée et tension réelle, notamment le Load Line Calibration qui n'est pas forcément réglable sur toutes les cartes (on pense par exemple à celle de MSI).

Notre critère de vérification de stabilité est la version 28.7 de Prime95, en mode FFT « in-place » avec une taille fixe de 256 Ko. Ce test, avec la dernière version de Prime95, est particulièrement difficile (il l'est encore plus avec une taille inferieure !) à tenir de manière stable mais c'est le critère commun que nous avons utilisé pour notre test. Inutile de dire qu'aucun des overclockings automatiques proposées soit dans les BIOS, soit dans les utilitaires des constructeurs ne tenait en charge sous Prime95, la plupart se contentant de pousser la tension à 1.3V pour 4.4 GHz, indépendamment bien souvent de la manière dont le LLC est réglé sur la carte ! De quoi faire illusion sous Windows, éventuellement sous des charges faibles, mais rien de plus.

Pour chacune des cartes nous notons la consommation en charge avec les paramètres par défaut (« optimisations multicore » désactivées, bien entendu). En pratique, nous avons vu des écarts forts sur la tension appliquée par les différents constructeurs, ce qui se ressent sur la consommation en charge, nous y reviendrons. Voyons ce que cela donne en pratique :

Asrock Z170 Extreme4

La carte d'Asrock dispose d'un système d'alimentation visiblement très fourni, annoncé comme 6 phases pour le Vcore mais d'après la référence du contrôleur Intersil il s'agirait de 6 doublées (possiblement même 8 doublées, le contrôleur gérant jusque 4 phases réeles pour le Vcore).


La consommation par défaut est modeste sur la carte d'Asrock qui utilise une tension par défaut basse. Le LLC est par contre réglé de manière particulière, poussant la tension réelle en charge assez nettement vers le haut, ce qui pourra dérouter. En pratique, si le rapport tension/consommation est de bonne facture, l'overclocking est plus difficile et c'est la seule carte de notre comparatif à ne pas tenir les 4.6 GHz à une tension effective de 1.4V.

Asus Z170-A

La carte d'Asus est annoncée en 8 phases (doublées) pour le Vcore même si nous n'avons pas pu vérifier la référence du contrôleur, rebadgé, qui pourrait soit proposer 4 ou 3 phases réelles.


Asus est lui aussi particulièrement généreux sur le Vcore en charge par défaut, ce qui se traduit par une consommation plus élevée. En pratique la montée en fréquence est facile même si la consommation est plutôt élevée pour un système 8 phases Vcore, s'il en s'agit d'un.

Gigabyte Z170XP-SLI

La carte de Gigabyte propose un système d'alimentation non doublé, avec 4 phases pour le Vcore.


Gigabyte est très agressif sur la tension en charge effective fournie à notre processeur, seulement 1.26V ce qui vaut une consommation réduite par défaut. Le LLC est réglé de manière très agressive dans le sens inverse à ce que l'on trouve chez Asrock, la tension réelle en charge étant largement en dessous de celle demandée. En pratique ce choix par défaut marche bien avec une montée en fréquence facile et une consommation basse.

Gigabyte Z170X-UD3

L'UD3 de Gigabyte annonce 8 phases doublées, ce qui correspond au contrôleur PWM (4 phases réelles) utilisé.


Gigabyte est encore plus agressif sur la tension en charge fournie par défaut sur l'UD3, ce qui lui vaut une consommation très basse. Associé à un système de phases plus large, elle monte aussi facilement en fréquence que sa petite sœur mais avec une consommation à la prise encore plus basse.

MSI Z170A Krait Gaming

La carte de MSI annonce quatre phases pour le Vcore, ce qui correspond à ce que nous avons constaté.


La tension fournie par défaut est la plus élevée de notre comparatif, à 1.336V, presque 0.1V de plus que l'UD3 de Gigabyte ! Fatalement on le ressent. Le choix du LLC est assez proche de ce que propose Gigabyte également, un bon choix étant donné que ce paramètre ne se change pas dans le BIOS. La montée en fréquence se fait sans trop de difficultés sur cette carte même si la consommation en charge est assez élevée au final.

MSI Z170A SLI Plus

La carte de MSI annonce quatre phases pour le Vcore, elles semblent cependant doublées.


On notera avec intérêt la différence de tension par défaut sur ce modèle ! La où la Krait Gaming disposait de la tension la plus élevée, la SLI Plus propose l'une des plus basses, s'alignant sur ce que propose Gigabyte. Cela permet à la consommation par défaut de diminuer fortement. Le choix du LLC est différent par contre avec des tensions lues identiques à celles demandées, ce qui plombe possiblement nos résultats à 4.6 GHz. Pour le reste la montée en fréquence s'effectuait de manière assez similaire à la Krait Gaming.

Récapitulatif

Le retour aux phases gérées de manière externe par les cartes mères ne s'accompagne pas forcément d'un changement majeur côté overclocking car elles proposent globalement toutes des performances similaires, étant surtout limitées par les capacités d'overclocking des Skylake, mais aussi par le nombre de phases réelles proposées par les contrôleurs PWM utilisés.

Le fait que les contrôleurs Intersil utilisés répondent à la norme IMVP-8 (Intel Mobile Voltage Positionning), une norme mobile, explique également pourquoi, y compris sur le haut de gamme, on ne voit quasiment pas de cartes mères au nombre de phases démesuré comme cela pouvait être le cas à l'époque de Sandy Bridge ou d'Ivy Bridge. On ne parlera pas de retour en arrière, donc !



En pratique les cartes dont le LLC est réglé agressivement ont un avantage sur le rapport fréquence/ consommation (Gigabyte et MSI Krait Gaming) tandis que le nombre de phases et la qualité du système d'alimentation entrent en compte ensuite. L'UD3 de Gigabyte, qui possède visuellement le système le plus évolué, s'en tire donc mieux, sans trop de surprises !