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GTX 980 Ti EVGA SC+ et Inno3D iChill Black en test
Cartes Graphiques
Publié le Jeudi 23 Juillet 2015 par Damien Triolet

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Contrairement à son approche pour la GTX Titan X, Nvidia autorise ses partenaires, voire les encourage vivement, à proposer des designs personnalisés de la GeForce GTX 980 Ti. Pour observer ce dont peuvent être capables ces cartes graphique, nous nous sommes penchés sur la GTX 980 Ti SuperClocked+ d'EVGA ainsi que sur la GTX 980 Ti iChill Black d'Inno3D, cette dernière faisant appel à un système de watercooling AIO.

Avant de rentrer dans le détail des cartes partenaires, rappelons tout d'abord que la GeForce GTX 980 Ti embarque un GPU GM200 partiellement castré puisque Nvidia a désactivé sur sa puce 2 des 24 blocs d'unités de calcul qu'elle contient. La GTX 980 Ti se contente ainsi de 2816 unités de calcul cadencées à 1000/1075 MHz pour les fréquences de références (base/GPU Boost officiel). Pour plus de détails sur la carte de référence ainsi que sur les spécifications de la GTX 980 Ti, nous vous redirigerons vers le dossier que nous avions publié à son lancement.

L'EVGA GeForce GTX 980 Ti SuperClocked+ (SC+)

EVGA a rapidement proposé une GTX 980 Ti personnalisée, en associant au PCB de référence un ventirad maison dénommé ACX 2.0+. Pour celle-ci, EVGA a poussé la fréquence GPU de 1000/1075 à 1102/1190 MHz mais n'a pas touché à la fréquence mémoire qui reste à 1753 MHz ni à la limite de consommation qui reste de 250W.

La GTX 980 Ti SuperClocked+ est proposée à 770€ et pour une dizaine d'euros de moins, il existe une variante similaire, la SuperClocked, dépourvue de backplate.

 
 

EVGA s'est contenté de mensurations classiques pour une carte graphique haut de gamme avec 26.5cm de long en double slot et une hauteur standard.

Bien que la coque soit en plastique, la finition est plutôt bonne et l'ensemble inspire confiance au niveau de la qualité et de la robustesse. Une impression qui est renforcée par l'aspect massif du ventirad, EVGA exploitant à peu près tout le volume disponible dans ce format. Enfin, le fabricant a opté pour un logo EVGA GeForce GTX 980 Ti illuminé en blanc, sobre et efficace sur le plan esthétique.

 
 

Le bloc de refroidissement se compose de deux blocs. Le premier intègre une base en cuivre nickelé et est parcouru par un petit caloduc de 6mm de diamètre. Le second est connecté à la base via 4 gros caloducs de 8mm qui ont été aplatis. Les ailettes sont positionnées verticalement, ce qui signifie que l'air chaud sera évacué par le dessus et le dessous de la carte graphique.

Deux ventilateurs de 90mm se chargent du refroidissement et restent à l'arrêt tant que le GPU ne dépasse pas 60 °C. Une fois cette température atteinte, ils montent brusquement mais brièvement à une vitesse élevée avant de revenir à une vitesse modérée à partir de laquelle une courbe de ventilation classique est exploitée.

A l'avant de la carte, une première plaque métallique se charge d'assurer la robustesse de l'ensemble et est en contact avec les puces mémoires et les composants de l'étage d'alimentation au niveau desquels elle ne présente cependant pas de petit radiateur intégré. Une seconde plaque métallique, à l'arrière, se charge de protéger le PCB et d'améliorer l'aspect esthétique, mais ne participe pas au refroidissement et n'est proposée que sur le modèle SuperClocked+. Elle est perforée au niveau de l'étage d'alimentation pour éviter de trop impacter sa température. A noter qu'elle intègre bizarrement des pads thermiques pour modules mémoire qui ne sont cependant pas présents à l'arrière de la GTX 980 Ti. Il est probable qu'EVGA n'ait pas modifié sa backplate prévue pour la GTX Titan X.

 
 

Pour cette GTX 980 Ti SuperClocked, EVGA reprend le PCB de référence développé par Nvidia. L'étage d'alimentation est composé de 6 phases dédiées au GPU et de 2 autres pour sa mémoire. Ils sont alimentés via 3 sources de 12V : deux connecteurs 8+6 broches ainsi que le bus PCI Express.

Nous retrouvons également les 12 puces GDDR5 SK Hynix ainsi qu'une connectique composée d'une sortie DVI Dual Link, une HDMI 2.0 et 3 DisplayPort.

 
 

Au niveau du bundle, EVGA fournit un guide de montage, un adaptateur DVI vers VGA, un adaptateur double molex vers alimentation 6 broches, un adaptateur 2x 6 broches vers 8 broches, un poster et un ensemble d'autocollants.

L'Inno3D iChill GeForce GTX 980 Ti Black

Comme plusieurs autres partenaires de Nvidia, Inno3D propose une GeForce GTX 980 Ti équipée d'un système de watercooling AIO. Pour cette carte graphique haut de gamme, le fabricant s'est tourné vers la solution Accelero Hybrid S d'Arctic dont la capacité de refroidissement a permis de pousser la limite de consommation à 290W et bien entendu d'appliquer un overclocking d'usine massif : la fréquence GPU passe de 1000/1075 à 1203/1304 MHz, soit un gain de 20%, et la fréquence mémoire de 1753 à 1823 MHz.

Cette iChill GTX 980 Ti Black est commercialisée au tarif de +/- 800€ et disponible en petits volumes, compte tenu de la validation du GPU à une très haute fréquence.

 
 

La solution Hybrid S est une variante un petit peu mieux finie que l'Hybrid proposée en vente au détail par Arctic. Ces systèmes combinent refroidissement à eau pour le GPU et refroidissement à air pour l'étage d'alimentation et le reste du PCB. L'Hybrid S profite ici d'une coque en métal qui intègre un logo iChill illuminé : bleu au repos, vert en charge faible et rouge en charge plus lourde.

La carte en elle-même se contente de 2 slots et de 26.5cm de long, mais le volume total est évidemment plus important si nous prenons en compte le radiateur et le ventilateur du circuit de watercooling.

 
 

Le petit ventilateur de 80mm présent au niveau de la carte n'est pas de type PWM et semble tourner à une vitesse faible et constante. Sous celui-ci, nous retrouvons une plaque métallique (en réalité composée de deux pièces) dont la partie droite, située sur l'étage d'alimentation, est un radiateur.

Le radiateur du circuit de watercooling, au format 120x150mm, est plutôt mince avec 26mm auxquels il faut ajouter 25mm pour le ventilateur. Ce ventilateur 120mm est de type PWM avec une vitesse maximale de 1350 RPM. C'est de toute évidence le modèle standard proposé par Arctic mais dans un coloris différent. Bien qu'il fasse le boulot qui lui est demandé sans trop de soucis, pour une carte de ce prix, nous aurions préféré qu'Inno3D opte pour un modèle plus performant.

A noter qu'Inno3D n'a malheureusement pas fait en sorte de pouvoir alimenter la pompe directement à travers le PCB. Un connecteur d'alimentation molex est ainsi nécessaire.

A l'arrière de la carte, nous retrouvons une seconde plaque métallique qui se charge de protéger le PCB et d'améliorer l'aspect esthétique, mais ne participe pas au refroidissement. Elle est perforée au niveau de l'étage d'alimentation pour éviter de trop impacter sa température.

 
 

La GTX 980 Ti Black, reprend également le PCB de référence, même s'il semble évident qu'il provient d'une usine différente de celle qui a fabriqué celui d'EVGA.

L'étage d'alimentation est donc composé de 6 phases dédiées au GPU et de 2 autres pour sa mémoire. Ils sont alimentés via 3 sources de 12V : deux connecteurs 8+6 broches ainsi que le bus PCI Express. Nous retrouvons également les 12 puces GDDR5 SK Hynix ainsi qu'une connectique composée d'une sortie DVI Dual Link, une HDMI 2.0 et 3 DisplayPort.

 
 

Au niveau du bundle, Inno3D fournit un guide de montage, un adaptateur DVI vers VGA, un adaptateur double molex vers alimentation 6 broches, un tapis de souris et une licence pour 3DMark Advanced Edition.

Le test

Pour mesurer les performances, nous nous sommes contentés ici d'une seule résolution, le 2560x1440, avec un niveau de qualité très élevé. Un protocole identique à celui utilisé pour les Radeon R9 Fury X et R9 Fury.

Intel Core i7 3960X (HT off, Turbo 1/2/3/4/6 cores: 4 GHz)
Asus P9X79 WS
8 Go DDR3 2133 Corsair
Windows 7 64 bits
Pilotes GeForce 353.30 WHQL
Catalyst 15.7 WHQL

Du côté des mesures de nuisances sonores et de températures, nous avons repris le protocole qui avait été décrit ici. Pour rappel, nous avions alors introduit des mesures que nous qualifions de normalisées et qui consistent à forcer une charge identique sur les cartes graphiques de manière à pouvoir mieux observer les performances de leur système de refroidissement. Petite différence pour ce test, nous effectuons des mesures en ne normalisant que la consommation (225W) et ensuite d'autres mesures en normalisant également la température (75 °C).

Performances

Voici l'ensemble de nos relevés de performances :


[ Indice sans Project Cars ] [ Anno 2070 ] [ Batman Arkham Origins ] [ Battlefield 4 ] [ Crysis 3 ] [ Dying Light ] [ Evolve ] [ Far Cry 4 ] [ GRID 2 ] [ Hitman Absolution ] [ Project Cars ] [ Splinter Cell Blacklist ] [ The Witcher 3 ] [ The Witcher 3 ] [ Tomb Raider ] [ Indice ]

En moyenne, la carte d'EVGA permet de gagner 8% de performances sur la GTX 980 Ti de référence alors que la version Black d'Inno3D profite de son gros overclocking d'usine ainsi que de sa limite de consommation revue à la hausse pour atteindre 17% de mieux.

Fréquences, GPU Boost et overclocking

Comme vous le savez déjà, Nvidia ne définit pas la fréquence turbo de ses GPU, mais uniquement une tension maximale (1.200V). La courbe des fréquences/tensions étant différente pour chaque exemplaire d'un même GPU, cela implique que leur fréquence turbo maximale est variable.

Nvidia communique une fréquence GPU Boost indicative qui représente une espèce de turbo moyen qui ne signifie pas grand-chose en l'absence de détails concernant sa définition. Nvidia spécifie par contre une fréquence de base, qui correspond à un pallier minimum qui une fois atteint autorise le système de gestion de la carte graphique, GPU Boost, à aller au-delà de certaines limites.

Dans le cas présent, quand une GTX 980 Ti chute à sa fréquence de base, GPU Boost accepte de laisser la température GPU s'apprécier au-delà de 83 °C, de manière à ne pas trop pénaliser les performances. Mais pour éviter que la température ne s'envole trop, Nvidia a calibré la courbe de ventilation de référence de manière à ce qu'elle accélère agressivement à partir de cette température de 83 °C. Il est ainsi difficile de pousser le GPU au-delà de 85-86 °C. Nvidia incite ses partenaires à en faire de même.

Voici les paramètres par défaut des 3 GTX 980 Ti que nous avons testées :

GTX 980 Ti de référence : 1000/1075 MHz -> max 1202 MHz @ 1.187V (250W)
EVGA GTX 980 Ti SuperClocked+ : 1102/1190 MHz -> max 1316 MHz @ 1.199V (250W)
Inno3D iChill GTX 980 Ti Black : 1203/1304 MHz -> max 1418 MHz @ 1.193V (290W)

Nous activons tout d'abord l'overvolting. Pour rappel, il ne s'agit pas d'une augmentation directe de la tension mais d'un prolongement de la courbe des tensions / fréquences. La tension maximale qui y est autorisée passe alors de 1.200V à 1.250V. Si des points de fréquence GPU existent dans cet intervalle, alors la fréquence maximale va augmenter quelque peu, en général de 26 MHz sur les GTX 980 Ti :

GTX 980 Ti de référence : max 1202 MHz @ 1.187V -> max 1228 MHz @ 1.224V
EVGA GTX 980 Ti SuperClocked+ : max 1316 MHz @ 1.199V -> max 1342 MHz @ 1.243V
Inno3D iChill GTX 980 Ti Black : max 1418 MHz @ 1.193V -> max 1443 MHz @ 1.237V

Enfin, nous passons à l'overclocking proprement dit. Comme vous pouvez vous en douter, plus l'overclocking d'usine est important, moins il reste de marge à ce niveau. L'overclocking du GPU est appliqué à travers un offset qui pousse l'ensemble de la courbe des fréquences vers le haut. L'offset maximal stable a entraîné des fréquences GPU maximales similaires pour l'ensemble des 3 cartes testées :

GTX 980 Ti de référence : max 1228 MHz + 247 -> max 1475 MHz @ 1.224V (275W)
EVGA GTX 980 Ti SuperClocked+ : max 1342 MHz +130 -> max 1472 MHz @ 1.243V (275W)
Inno3D iChill GTX 980 Ti Black : max 1443 MHz +26 -> max 1469 MHz @ 1.237V (310W)

Au niveau de la mémoire GDDR5, il est là aussi possible de pousser la fréquence. Voici ce que nous avons obtenu :

GTX 980 Ti de référence : 1750 -> 2075 MHz
EVGA GTX 980 Ti SuperClocked+ : 1750 -> 2025 MHz
Inno3D iChill GTX 980 Ti Black : 1820 -> 2000 MHz

A noter que la carte d'Inno3D, bien que basée sur le PCB de référence, bénéficie d'une limite de consommation supérieure. Par défaut elle est de 290W contre 250W pour les spécifications de références. Il n'est possible de la pousser manuellement que de 6% de plus, contre 10% sur les deux autres cartes, mais elle conserve malgré tout un avantage avec 310W contre 275W pour profiter des gros overclockings.

Consommation

Voici la consommation que nous avons pu mesurer au niveau des cartes graphiques.



La consommation de la GTX 980 Ti de référence est en pratique limitée à +/- 225W après quelques minutes de chauffe, son système de refroidissement n'étant pas capable de maintenir le GPU à 83 °C avec la charge maximale de 250W qui peut être atteinte dans Anno 2070. C'est d'ailleurs le cas sur la carte d'EVGA.

La consommation de la carte d'Inno3D va quelque peu au-delà de la limite de 290W fixée dans le bios. Cela peut s'expliquer par la précision limitée du circuit de mesure présent sur le PCB mais également par la consommation de la pompe qui est alimentée en 12V via un connecteur molex dédié. Une quatrième arrivée de 12V que nous n’avons pas oublié de mesurer, même si elle ne représente que 0.16A et 2W.

Une fois overclockées, et avec leur limite de consommation poussée au maximum, la consommation grimpe à 275W sur les GTX 980 Ti de référence et EVGA SuperClocked+. La carte d'Inno3D profite de sa limite de consommation supérieure pour maintenir une fréquence plus élevée dans Anno 2070 (1430 MHz contre 1354 et 1342 MHz pour les cartes EVGA et de référence).

Nuisances sonores et températures

Nous plaçons les cartes dans un boîtier Cooler Master RC-690 II Advanced et mesurons le bruit d'une part au repos et d'autre part en charge sous le test1 de 3DMark11. Un SSD est utilisé et tous les ventilateurs du boîtier ainsi que celui du CPU sont coupés pour la mesure. Le sonomètre est placé à 60cm du boîtier fermé et le niveau de bruit ambiant se situe à moins de 20 dBA, ce qui est la limite de sensibilité pour laquelle il est certifié et calibré.


[ Nuisances sonores ] [ Températures  ]

Au repos, l'EVGA SuperClocked+ profite de l'extinction de ses ventilateurs pour être totalement silencieuse. A l'inverse, la carte d'Inno3D est moins discrète, ses 2 ventilateurs restent en action ainsi que sa pompe. A noter que celle-ci produit le petit bruit classique pour les systèmes de watercooling AIO, mais pas un sifflement aigu aussi agaçant que sur les premières Radeon R9 Fury X.

En charge, le niveau de bruit de la carte d'EVGA est similaire à celui de la carte de référence, mais il faut préciser que dans ce test en boîtier fermé la GTX 980 Ti SuperClocked+ refroidit légèrement mieux le GPU et encaisse une charge 15% supérieure (+/- 245W contre +/- 210W). De quoi maintenir 1244 MHz là où la carte de référence est limitée à 1076 MHz en moyenne.

La GTX 980 Ti iChill Black profite de sa limite de consommation surélevée et de son système de watercooling AIO pour réduire le niveau de nuisances sonores et la température GPU tout en maintenant une fréquence de 1404 MHz avec un niveau de consommation de +/- 290W.

A noter que le ventilateur du radiateur atteint alors sa vitesse maximale de 100% à 1350 TPM. Un système de watercooling AIO qui n'a donc pas réellement de marge supplémentaire, autre que de laisser la température GPU s'apprécier (qui atteint déjà 74 °C sans overclocking). Son niveau de performances est nettement inférieur à celui utilisé par AMD sur la R9 Fury X, mais cela ne l'empêche cependant pas de faire le boulot qui lui est demandé sur cette GTX 980 Ti.

Pas de problème de coil whine particulier à signaler sur ces 3 GTX 980 Ti. Le phénomène n'était pas absent mais vraiment très léger.

Voici ce que cela donne si nous normalisons la charge à 225W et dans un second temps la température GPU à 75 °C :



A charge égale, la carte d'Inno3D surpasse évidemment les deux autres solutions. La carte d'EVGA fait malgré tout mieux que celle de référence qui doit expulser l'air chaud en dehors du boîtier.

Lorsque la température est également normalisée, les nuisances sonores chutent sur la carte d'Inno3D, mais augmentent significativement sur les deux autres cartes dont les ventilateurs doivent accélérer pour ramener le GPU à 75 °C.

Thermographie infrarouge

Voici les photos thermiques obtenues pour ces différentes cartes graphiques :


[ GTX 980 Ti de référence ]  [ Charge ]  [ Charge avec OC ]  
[ EVGA GTX 980 Ti SuperClocked+ ]  [ Charge ]  [ Charge avec OC ]  
[ Inno3D iChill GTX 980 Ti Black ]  [ Charge ]  [ Charge avec OC ]  

Les étages d'alimentation chauffent plus sur ces cartes personnalisées, ce qui est lié à la charge supplémentaire qu'ils doivent encaisser. Ils restent cependant à des niveaux acceptables pour ce type de composants. En positionnant différemment la caméra thermique pour "voir" à travers les trous des backplates, nous avons pu observer jusqu'à 104 °C autant pour la carte d'EVGA que celle d'Inno3D et jusqu'à 111 °C avec overclocking, là aussi pour les deux cartes.

Sur l'Inno3D, au niveau du tuyau qui contient le liquide de refroidissement, nous pouvons observer 54 °C sur le segment qui va du GPU au radiateur et 50 °C au retour. Des températures qui grimpent de +/- 2 °C avec overclocking.

Et ensuite voici ce que cela donne au niveau de l'ensemble du système :


[ GTX 980 Ti de référence ]  
[ EVGA GTX 980 Ti SuperClocked+ ]  
[ Inno3D iChill GTX 980 Ti Black ]  

La carte de référence, qui expulse l'air chaud hors du boîtier profite ici d'un petit avantage.

Des GTX 980 Ti libérées

Cette analyse du comportement des GTX 980 Ti SuperClocked+ et iChill Black, nous donne un aperçu des possibilités offertes par les GeForce GTX 980 Ti personnalisées et par le GPU GM200 une fois que celui-ci n'est plus retenu par les différentes contraintes thermiques que s'impose Nvidia pour ses cartes de référence.

Celles-ci font appel à un système à base de turbines qui a le gros avantage d'expulser l'air chaud en dehors du boîtier, mais qui atteint plus rapidement ses limites, tout moins si on ne l'autorise pas à exploser le niveau sonore et les températures. De quoi brider les performances d'un GPU tel que le GM200, qui se contente par ailleurs d'une fréquence très conservatrice. Des compromis que Nvidia a cependant pu faire sans trop d'hésitations compte tenu de son avantage sur la concurrence en termes de performances.

Mais Nvidia ne compte pas pour autant empêcher le GM200 de s'épanouir et laisse la possibilité à ses partenaires d'extraire un niveau de performances supérieur en exploitant d'autres systèmes de refroidissement et en validant une fréquence GPU supérieure puisqu'il existe beaucoup de marge à ce niveau.

La GeForce GTX 980 Ti SuperClocked+ d'EVGA représente un overclocking plutôt sage du GM200. Combiné à deux ventilateurs axiaux pour ne pas être limité par la température GPU, cet overclocking permet de gagner 8% de performances en moyenne. Même si ce n'est probablement pas le plus performant du marché, le ventirad ACX 2.0+ s'en tire plutôt bien. Le design retenu par EVGA permet de proposer une solution relativement compacte, à l'esthétique sobrement réussie et qui remplit le contrat au niveau du refroidissement.

La GeForce GTX 980 Ti iChill Black d'Inno3D représente de son côté un gros overclocking du GM200 dont la fréquence est poussée de 20%. De quoi gagner 17% de performances en moyenne, en profitant pour cela d'une limite de consommation supérieure et d'un système de refroidissement capable de l'encaisser. Il s'agit par contre d'un système hybride qui combine un kit de watercooling AIO pour le GPU à un petit ventilateur pour le reste de la carte graphique. Une solution qui a ses avantages et ses désavantages, qui seront appréciés différemment par chaque utilisateur.

L'avantage évident se situe sur le plan des nuisances sonores en charge et des performances qu'il est ainsi plus simple de garantir à un niveau très élevé. En contrepartie, la carte est moins discrète au repos, un petit bruit de pompe se fait entendre et l'installation dans le boîtier est plus compliquée. Une carte graphique qui s'adresse donc à celui qui recherche un maximum de performances par défaut mais qui n'est clairement pas destinée aux amateurs d'overclocking. Autant au niveau du système de refroidissement que de la fréquence GPU, la carte ne dispose pas de réelle marge supplémentaire.



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