Comparatif : les Radeon HD 7870 d'Asus, Gigabyte, HIS, MSI, Sapphire, VTX3D et XFX

Publié le 14/12/2012 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 exactement identique, ce qui est lié 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 la Radeon HD 7870, nous avons l'impression qu'AMD a fixé un TDP relativement élevé pour pouvoir qualifier plus facilement un maximum de GPU avec une tension identique de 1.219V. Seuls quelques GPU qui souffriraient de courants de fuite très élevés seraient éventuellement "récupérés" avec une qualification à une tension inférieure. Un profil quelque peu différent de ce que nous avons pu observer sur les Radeon HD 7900 dont les GPU Tahiti affichent des tensions plus variables, ce qui est lié à leur TDP plus serré au vu de leur consommation réelle. Ceci signifie qu'en pratique la consommation pourra varier plus entre différentes Radeon HD 7870 qu'elle ne le faisait entre des Radeon HD 7950 par exemple.

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 large dépassement. 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.

Ceci étant dit, il convient d'observer que les Radeon HD 7870 sont cadencées de base à une fréquence qui varie entre 1 GHz et 1.1 GHz alors que pour la plupart leur tension est relativement élevée avec 1.219V. En d'autres termes, leur marge de progression en overclocking sera bien plus limitée tant au niveau de la fréquence que de l'augmentation de la tension. Les risques de surchauffe seront par conséquent tout aussi limités. Une situation en opposition à celles des Radeon HD 7950, cadencées à 800 MHz avec une tension en général de 1.031V ou de 1.093V et qui disposent par conséquent d'une marge d'overclocking énorme.


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 7870 de référence, la Radeon HD 7950 de référence HIS, la Radeon HD 7870 DirectCU II TOP V2 d'Asus, la Radeon HD 7870 OC de Gigabyte, la Radeon HD 7870 IceQ X Turbo de HIS, la Radeon HD 7870 Twin Frozr OC de MSI, la Radeon HD 7870 X-Edition de VTX3D et la Radeon 7870 Black Edition OC de XFX nous ont été fournies par leur fabricant respectif alors que les Radeon HD 7870 Sapphire sont des échantillons du commerce.

Sur un système de test ouvert, nous avons utilisé Crysis Warhead, Battlefield 3 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 les Radeon HD 7870 qui en sont capables. 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, mais toutes les cartes ont planté avant que les performances ne soient impactées.

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


De toute évidence le potentiel d'overclocking pour la mémoire GDDR5 est inférieur sur les Radeon HD 7870 que sur les Radeon HD 7900, ce qui peut être lié au GPU Pitcairn ou au PCB dont les interfaces mémoire ne sont pas optimisées pour monter aussi haut en fréquence. Par ailleurs, alors que toutes les cartes équipées de mémoire Hynix sont stables à 1.5 GHz ou 1.475 GHz, les 3 cartes équipées de mémoire Elpida (Sapphire et VTX3D) n'ont pas accepté de monter au-delà de 1.375 GHz.

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 fermé dans lequel la pression au niveau de l'échauffement est plus forte.


Sans modification de la tension, les Radeon HD 7870 peuvent être stabilisées entre 1.125 GHz et 1.175 GHz. Augmenter la tension nous a permis de gagner 50 MHz de plus sur toutes les cartes, un gain relativement faible mais logique au vu des couples fréquence/tension de base déjà relativement élevés au départ.

Notez que nous n'avons pas pu stabiliser la carte de VTX3D avec un overclocking GPU, même de seulement 25 MHz. Elle semble donc avoir été validée à sa limite de stabilité.
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