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Sapphire RX Vega56 et RX Vega64 Nitro+ en test
Cartes Graphiques
Publié le Jeudi 28 Décembre 2017 par Guillaume Louel

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Page 1 - Des Vega Customs, enfin !

Le temps aura été particulièrement long ! Depuis le mois d'août et le lancement des modèles de référence de Vega, nous attendions l'arrivée de modèles customs chez les différents partenaires d'AMD. Prévus pour le mois de septembre à l'origine, c'est finalement en cette toute fin d'année que l'on voit enfin arriver ces premiers modèles.

On ne s'étendra pas sur les raisons des retards mais le lancement de Vega et sa compétitivité limitée (vis à vis des promesses/attentes et plus simplement de la concurrence) a été suivi par le "repos" de Raja Koduri, puis de son départ pour Intel.

Aujourd'hui, ces cartes arrivent donc enfin et Sapphire est l'un des premiers a dégainer des cartes qui poussent vraiment très loin le concept des customs. Elles sont affublées en prime d'une mention "Edition Limitée" pour qu'aucun doute - si ce n'est sur leur disponibilité dans la durée - n'existe sur les choix faits par le constructeur.

Tout doute est d'ailleurs levé lorsque l'on voit les cartes en pratique, ou plutôt qu'on les prend en main. A 1.5 Kg pour 31.2 cm de long, ces cartes sont réellement imposantes, même pour des modèles customs. Une débauche de moyens, parfois curieuse, mais qui ne manquera pas de surprendre.

Compenser certaines faiblesses de Vega ?

Lors de notre preview consacrée à Vega cet été, nous avions retenus deux points principaux :

  • une architecture qui accuse un retard d'efficacité par rapport à la concurrence
  • un système de refroidissement de référence pas au niveau, particulièrement sur la question du bruit

Si les partenaires d'AMD ne peuvent pas faire grand chose sur le premier point, sur le second elles ont toute liberté bien évidemment, ce qui valait quelques attentes. Au delà de ces cartes, nous allons aussi voir en pratique comment se comporte Vega dans ces conditions où il devrait être un peu plus à l'aise.

Page 2 - Sapphire RX Vega56 et RX Vega64 Nitro+

Nous avons pu tester les deux modèles customs proposés aujourd'hui par Sapphire, qui exploitent les deux configurations de Vega existantes (Vega56 avec 56 CU actifs, et Vega64 avec 64 CU actifs, plus de détails sur les références dans cet article). Physiquement, ces cartes sont - assez logiquement - tout à fait identiques.

Des contraintes physiques non négligeables

Côté poids, les cartes sont assez imposantes car là ou les cartes de références flirtent avec le kilogramme, on est autour du kilo et demi. Les cartes sont particulièrement lourdes et pour éviter tout problème, Sapphire fourni un bracket pour "soutenir" la carte. Il s'agit d'une équerre coudée que l'on fixera par dessus le bracket classique.

En pratique on garde donc les mêmes points d'ancrage, mais il aurait été difficile de proposer autre chose d'universellement compatible au constructeur. Même sans cette équerre, la carte nous semble être tenue correctement pour un usage normal. En cas de transport, il sera plus prudent de caler autrement la carte graphique ou de la retirer, mais la remarque ne vaut pas que pour ce modèle.

La seconde chose à noter est la taille physique de la carte. Alors que l'utilisation de HBM2 sur Vega permet de réaliser des designs compacts, Sapphire s'est quelque peu étalé. Si le bracket est de type double slot, la carte mesure 5.4 cm de hauteur (et 12cm de largeur) et occupera trois slots en pratique. La largeur est également assez imposante à 12cm.

Si le PCB mesure un assez raisonnable 27.7cm, la carte, du bracket à son extrémité mesure 31.4cm ce qui ne rentrera clairement pas dans tous les boîtiers. Cette longueur est due en grande partie aux trois ventilateurs présents sur le dessus de la carte.

On retrouve aux extrémités deux 92mm et au milieu un plus modeste 80mm. On pointera le fait que le 80mm tourne dans le sens inverse des deux autres. Des LEDs RGB (réglables via un logiciel fourni) entourent les 92mm. Par défaut elles s'illuminent d'une couleur bleu clair.

Connectique

De manière assez surprenante, ces cartes incluent deux connecteurs PWM 4 broches permettant de piloter deux ventilateurs additionnels de boîtier en fonction de l'utilisation de la carte graphique. L'intérêt par rapport à des connecteurs présents sur la carte mère nous semble extrêmement mince, particulièrement quand l'on considère la nécessité pratique d'ajouter deux ventilateurs de plus pour cette carte, mais passons.

Ce qui est plus difficile à justifier techniquement pour nous, c'est la présence de trois connecteurs d'alimentation 8 broches ! A titre de rappel, les cartes graphiques sont alimentées par deux biais. D'abord le port PCI Express en lui même d'où elles tirent une alimentation 3.3V (de quelques watts tout au plus) et jusque 75 watts pour le 12V (tension principale d'alimentation). Chaque connecteur 8 broches ajoute 150 watts en 12V pour un total théorique de 525W qui nous semble inutilement démesuré.

D'autant plus qu'il faudra impérativement que les trois connecteurs soient branchés pour que la carte démarre. A la décharge de Sapphire, l'alimentation est réellement répartie entre les trois connecteurs même si ce n'est pas dans des proportions équivalentes. En pratique il s'agira surtout d'une contrainte plutôt qu'autre chose.

Pour les sorties vidéos enfin, on sera pour changer dans le classique avec deux HDMI 2.0 et deux DisplayPort 1.4.

Alimentation

Sapphire met en avant un système d'alimentation soigné. Outre le fait que trois connecteurs servent à répartir la charge, le constructeur annonce 14 phases d'alimentation. On note que le PCB est effectivement significativement plus chargé que celui des cartes de références mais l'on retrouve le même design global avec des composants d'alimentation qui entourent la carte là ou l'on trouverait habituellement des puces mémoires (la HBM2 étant dans le package du GPU pour rappel).

Etant donné que le PCB est également plus haut que celui des cartes de références, on a malgré tout une impression de vide que Sapphire remplit par quelques logos et designs. Clairement, la longueur de la carte n'est pas liée au PCB !

Refroidissement

Pour déplacer la chaleur jusque sous les trois ventilateurs, Sapphire utilise une chambre a évaporation placée par dessus le GPU dont partent deux séries de caloducs. Trois situés à l'arrière se courbent pour revenir au dessus de la chambre et traverser un premier radiateur d'un peu moins de 12cm de long.

Cinq autres partent de l'autre côté et vont vers le second radiateur, plus long à environ 13cm. Enfin, on notera que pour les composants d'alimentation, des pads de contact thermiques sont présents, ils rejoignent des inserts en cuivre qui surplombent eux même deux caloducs plats qui transfèrent la chaleur vers les radiateurs, du côté opposé aux ports PCI Express.

Deux BIOS pour des limites de consommation largement réévaluées

A l'image des Vega de référence, on retrouve un interrupteur à l'avant de la tranche de la carte qui permet de sélectionner deux "BIOS" différents. Ces BIOS correspondent à des limites de consommation du GPU qui brident en conséquence les fréquence, et l'on retrouve un mode "silencieux" en plus du mode classique.

En pratique on retrouve ces limites sur les Vega à notre disposition (notez qu'il ne s'agit pas de la consommation totale de la carte, mais de celle du GPU uniquement) :

Première chose à noter, les valeurs choisies pour le BIOS principal par Sapphire sont élevées par rapport aux cartes de référence, +45W sur la Vega64 et un impressionnant +75W sur la Vega56. Le BIOS secondaire est en pratique assez négligeable, Sapphire l'ayant calé pour se coller un peu plus près des limites de consommation des GPU sur les cartes de référence. On verra en pratique si ce surplus de consommation fait exploser la consommation pratique et justifie ou non ces trois connecteurs 8 broches !

On notera que si l'on parle de BIOS sur Vega, cela est probablement un abus de langage. En pratique ces limites semblent gérées au moins en parallèle avec le pilote. Changer l'interrupteur ne signifie pas forcément que la limite de consommation sera modifiée, même si l'on retire et remet physiquement la carte. Réinstaller le pilote permet dans tous les cas de retrouver le mode correspondant a l'interrupteur. Cette particularité, que nous avions déjà noté sur les modèles de références, est présente de la même manière sur les modèles de Sapphire.

En pratique on vous conseillera plutôt de ne pas y toucher, d'autant qu'il est possible de jouer sur la consommation directement via le pilote (via Wattman). Des outils comme MSI AfterBurner/RivaTuner vous permettront de vérifier la limite de consommation active si nécessaire.

Page 3 - Consommation, efficacité énergétique

On commence par regarder la question de la consommation pratique des cartes.

Consommation

Nous isolons la consommation des cartes graphiques, et nous la mesurons dans trois situations :

  • Sur le bureau Windows
  • Sous Rise of the Tomb Raider DX12
  • Sous Sniper Elite 4 DX12

Voici les valeurs que nous avons mesurées :


En pratique en charge, on note pour les deux modèles de Sapphire avec le BIOS principal une consommation certes élevée, mais pas autant que l'on aurait pu le craindre. Malgré un écart de 45W par rapport à la carte de référence pour le modèle Vega64, le surplus de consommation est d'une douzaine de watts environ ce qui est plutôt très bon. L'alimentation 14 phases particulièrement soignée de Sapphire fait son petit effet ici et montre aussi à quelle point elle est souvent négligée sur d'autres modèles. On note aussi qu'avec une "limite" à 240 Watts, elle consomme nettement moins que la carte de référence à 220. On ne sait pas, bien entendu, comment sont calculées ces valeurs de consommation rapportées par le GPU et il est possible qu'autre chose entre en compte sans que nous puissions le vérifier.

Pour le modèle Vega56, on l'a vu, Sapphire règle son TDP plus haut que celui d'une Vega64 de référence, mais la carte obtient en pratique une consommation similaire autour de 300 watts. C'est bien entendu très elevé par rapport au modèle de référence et le BIOS secondaire se cale comme on vous l'indiquait sur ce niveau de consommation pour compenser.

Pour terminer sur le sujet de la consommation, on vous indiquera que les deux premiers connecteurs PCIe 8 broches sont ceux qui sont les plus sollicités, environ 3/4 de la consommation à cet endroit transite sur les deux connecteurs les plus en arrière de la carte, et un quart seulement sur le plus en avant.

Fréquences relevées

Etant donné le mode de fonctionnement des GPU modernes, augmenter la limite de consommation des GPU permet d'augmenter les fréquences (qui sont en général limitées par la consommation et la limite de température). Regardons ce que nous avons relevé comme fréquence sur les GPU durant nos deux tests de consommation, nous indiquons en bleu les fréquences turbo théoriques annoncées par les constructeurs :


On passera sur la divergeance théorique/pratique (on vous renvoit si nécéssaire à cet article) pour voir que les fréquences réelles sont assez nettement supérieures à celles des cartes de référence grace à la limite de consommation repoussée. On gagne entre 60 et 80 MHz sur les modèles 64 pour une consommation qui n'a pas bougé massivement (voir au dessus).

Bien évidemment c'est la Vega56 qui fait le grand écart côté fréquences, entre 180 et 200 MHz même si cela se paye chèrement côté consommation.

Efficacité énergétique

Nous calculons enfin l'efficacité énergétique en croisant le nombre d'images par seconde relevé dans ces deux jeux avec la consommation notée :


Si l'on a noté que l'augmentation de la limite de consommation GPU se fait à un cout de consommation réel raisonnable, quand l'on croise cela aux performances obtenues on ne peut pas dire que l'efficacité en pratique augmente massivement. Elle est même légèrement plus faible pour le modèle 64 avec son BIOS principal, le BIOS secondaire améliorant les choses.

De la même manière, la Vega56 de Sapphire, du haut de ses fréquences élevées, se retrouve avec une efficacité pratique assez réduite. On pourra donc comprendre pourquoi AMD s'est contenté de proposer les limites de consommation qu'il avait choisi par défaut sur ses cartes.

Par rapport à la concurrence, la situation reste clairement inchangée, mais sur ce point Sapphire ne pouvait pas faire de miracles !

Page 4 - Nuisances sonores, températures, IR

# Nuisances sonores

Nous mesurons le bruit des cartes dans un boîtier avec un sonomètre placé à 60cm à gauche de ce dernier. Notez que nous avons réalisé plusieurs changements aux tests suivant sur cette page par rapport à nos protocoles précédents. Les tests sont désormais réalisés sous Windows 10, et nous mesurons les nuisances sonores sous Rise of The Tomb Raider, sur la scène que nous utilisons pour les mesures de consommation. Nous isolons également de nouveau le bruit de la carte, le niveau de bruit ambiant est sous les 25 dB(A) pour les mesures. Etant donné ces changements, on ne pourra donc pas comparer ces valeurs avec celles de nos tests antérieurs.

Il faut noter pour la petite histoire que notre boîtier de référence utilisé pour ce test, un Cooler Master CM-690 II, n'est pas capable d'accueillir les cartes de Sapphire, trop longues d'un demi centimètre. Nous avons donc du supprimer les cages disques durs (rivetées) de ce boîtier afin qu'elles puissent y rentrer !


Sous les 50°, les ventilateurs des cartes de Sapphire sont éteints (à l'image de la 1080 Gaming X de MSI), ce qui est toujours appréciable pour une utilisation mixte. En charge, le résultat est plutôt impressionnant avec un niveau sonore très bas. La présence des trois ventilateurs et du lourd et imposant système de refroidissement autorise des vitesses de rotation faibles qui se traduisent par ce niveau de bruit excessivement faible. L'écart avec la Vega64 de référence saute aux oreilles, mais nous ne reviendrons pas sur la qualité piètre du blower choisi par AMD pour ses cartes de références.

Températures

Nous relevons la température via les sondes internes des GPU, à la fois au repos et après une charge lourde (notre scène de mesure de consommation sous Rise of the Tomb Raider).


Première chose à noter, les cartes de Sapphire flirtent assez fortement au repos avec les 50°. En pratique on reste en dessous et les ventilateurs ne démarrent pas, mais la marge est assez légère.

Ensuite, on note que la température des Sapphire est réduite de manière assez significative par rapport aux modèles de références. Les trois ventilateurs sont bien évidemment plus efficace que le petit blower de la carte de référence qui, sur la Vega64 atteint pour rappel la limite de température. La température est légèrement inférieure sur le modèle Vega56 de Sapphire mais l'on reste très proche du modèle supérieur.

IR

Nous avons enfin mesuré la température via thermographie pour les cartes de Sapphire :


[ Sapphire RX Vega64 ]  
[ Sapphire RX Vega56 ]  

En charge la température est plutôt réduite au travers de la backplate, et sans surprise les deux cartes se comportent de la même manière. Les composants exposés sont les points les plus chauds.

Notez qu'il n'est pas possible de retirer la backplate sans démonter totalement le radiateur.

Page 5 - Overclocking

Nous avons regardé ce que ces cartes proposent côté overclocking. Sur les GPU modernes pour rappel, on ne peut pas directement changer la fréquence qui dépend de mécanismes Turbo plus ou moins complexes ou opaques selon les marques.

Chez AMD avec Vega, on change en pratique le plafond de consommation GPU maximal autorisé (à l'image de ce que proposent les BIOS). On peut également jouer sur la fréquence mémoire, et c'est tout. La limite de température, problématique sur le modèle de référence, n'est pas modifiable avec les dernières versions des outils d'overclocking tels MSI Afterburner/RivaTuner que nous utilisons pour nos tests.

En pratique nous jouons sur les deux leviers :

  • augmenter la limite de consommation au maximum (+50%)
  • augmenter la fréquence mémoire

Du côté de nos échantillons, la HBM2 s'overclockait assez facilement sur le modèle de Vega64, nous sommes passés de 945 MHz à 1070 MHz (+13.2%). Sur le modèle de Vega56 on passe de 800 à 925 MHz (+15.6%). C'est très légèrement moins bien pour cette dernière que notre modèle de référence, même si le pourcentage reste supérieur par rapport à la 64.

Nous mesurons donc les performances dans trois cas :

  • Par défaut
  • Avec limite de consommation à +50%
  • Avec limite de consommation à +50% et OC mémoire

Nous regardons l'écart de performance obtenu sous Hitman et Rise of the Tomb Raider :


[ Hitman ] [ Rise of the Tomb Raider ]

Globalement les gains sont assez minimes lorsque l'on augmente la limite de consommation. Cela peut se comprendre dans le sens ou, n'étant pas limité par la température et disposant déjà d'un niveau de consommation élevé, la majorité des gains sont déjà obtenus par les choix du design de Sapphire.

On s'en rend compte assez facilement en regardant l'évolution des fréquences, on gagne tout au plus 40 MHz sur la Vega64, et 50 MHz sur la Vega56 ce qui limite assez nettement le potentiel de gain, et ce malgré une consommation qui semble monter assez nettement (le seuil de consommation GPU atteint passe par exemple à 325 Watts sur Vega64, et 284 sur Vega56 sous Tomb Raider).

Les constructeurs de GPU exploitent, avec leurs Turbo modernes, ce qui pouvait être exploité manuellement auparavant via l'overclocking et si l'on rajoute le facteur custom, il reste peu de gains à trouver via l'overclocking ici avec le peu de leviers sur lesquels on peut jouer manuellement.

Page 6 - Benchmark : 3D Mark

Pour nous donner une idée des écarts, nous regardons rapidement les résultats sous la dernière version de 3D Mark.

3D Mark FireStrike

Nous utilisons le test FireStrike de 3D Mark, que nous lançons en mode standard et extrême.


[ 3D Mark FireStrike ] [ 3D Mark FireStrike Extreme ]

En mode standard tout d'abord, on note que la Vega64 de Sapphire se détache assez légèrement, elle se place 3% devant la carte de référence avec leur BIOS par défaut.

Evidemment, avec une consommation largement supérieure à la carte de référence, la Vega56 de Sapphire fait significativement mieux que le modèle de référence, avec 7.3% d'avance sur cette dernière.

En mode Extrême, la situation ne change pas vraiment, les gains sur les Vega64 se contractent légèrement à 2.6% tandis que sur les 56, l'écart passe à 7.4%.

3D Mark TimeSpy

Nous utilisons ensuite TimeSpy, le plus récent test ajouté à 3D Mark qui tourne en DirectX 12 :


Sous TimeSpy, les choses sont sensiblement identiques, on est à 2.5% d'avance pour la Vega64 de Sapphire face au modèle de référence, tandis que pour les Vega56, le modèle custom creuse l'écart de 7.8% face à la carte d'origine.

Page 7 - Benchmark : Tomb Raider et Sniper Elite 4

# Rise of the Tomb Raider

Nous regardons les performances dans le dernier Tomb Raider. Le jeu est configuré en mode « Très élevé » et nous regardons les performances en mode DX12 :


En pratique sous Tomb Raider, on retrouve des gains encore plus modestes que dans les tests théoriques précédents. On se contentera de 1.9% d'avance pour la Vega64 de Sapphire par rapport au modèle de référence, tandis que la Vega56 se détache de 6.6% avec sa limite de consommation significativement revue à la hausse.

Sniper Elite 4

Nous mesurons les performances sous Sniper Elite 4 en mode Ultra/DX12 :


Pas de changement dans cet autre titre, on retrouve un gain de 1.6% pour la Vega64 de Sapphire face au modèle d'AMD, et de 6.3% pour le modèle Vega56.

Page 8 - Des customs pour tirer le meilleur de Vega ?

Etant donné le qualité du système de refroidissement de référence utilisé par AMD, l'arrivée de modèles customs était quelque chose que l'on attendait avec impatience pour voir si, mieux accompagné, Vega tirerait un peu plus son épingle du jeu.

Il y a des points sur lesquels les gains sont évidents. Le système de refroidissement, excessivement imposant, fait son effet. Il permet de refroidir efficacement les cartes qui, c'était un problème avec la Vega64, ne s'approchent plus de leur limite de température qui bridait en partie leurs performances. Le système de Sapphire, efficace et peu bruyant en charge en jeu, est capable de dissiper correctement la chaleur assez importante générée par ces cartes lorsqu'elles consomment près de 300W en pratique.

Le système d'alimentation des cartes est également efficace avec un niveau de consommation mesuré qui est "raisonnable" quand l'on considère la manière dont Sapphire à augmenté, parfois massivement comme dans le cas de sa Vega56, les limites de consommation fixées par AMD.

Reste que cette débauche de moyens ne se traduit pas par des gains de performances en pratiques très importants. Pour le modèle Vega64, on gagne tout au plus 2% par rapport au modèle de référence. Le plus gros avantage vient du fait que cela se fait dans des conditions sonores beaucoup plus supportables !

Pour le modèle Vega56, les gains sont logiquement beaucoup plus nets mais cela se paye par une consommation significativement plus élevée (+70W mesurés en charge pour rappel). Un niveau de consommation qui s'approche ainsi de celui de notre Vega64 de référence, sans pour autant en avoir les performances. Car si Vega56 dans sa version Sapphire Nitro+ creuse l'écart de 6 à 7% environ par rapport au modèle de référence, on reste tout de même 8 à 10% derrière une Vega64 de référence. La consommation ne fait pas tout et les unités manquantes, tout comme la bande passante mémoire réduite se font sentir.

Si l'on insiste sur ce point, c'est par rapport au positionnement tarifaire demandé par Sapphire. Car le constructeur annonce ses cartes à respectivement 600 et 700 euros pour les Vega56 et Vega64 Nitro+, des tarifs très élevés comparativement aux cartes de références, vendues facilement 100 euros moins chères.

En général, un tel surcoût peut se justifier pour les meilleurs modèles customs face aux modèles de références, mais dans le cas de Vega la situation est plus compliquée et explique probablement la frilosité des partenaires d'AMD à se lancer. Car le prix affiché par les marques ne fait que pointer du doigt une fois de plus la politique tarifaire brumeuse d'AMD lors du lancement de ses Vega, avec un tarif promotionnel 100$ inférieur au prix réel de ses produits.

Quand l'on regarde ce que propose Nvidia à ce prix, on retrouve face à la Vega56 des modèles customs de GTX 1080, plus rapides et moins gourmandes en énergie, tandis que l'on est assez proche du prix des premières 1080 Ti customs au prix de la Vega64 Nitro+. Avec un niveau de performance cette fois ci très différent.

Si d'un point de vue technique Sapphire fait un sans-faute, le positionnement de ces cartes est donc plus complexe et ne satisfera vraiment que les afficionados d'AMD. Espérons que l'arrivée prochaine de modèles plus abordables - il est question d'une version Pulse Vega 56 dans les semaines qui viennent - saura cette fois associer les deux.

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