Comparatif : neuf GeForce GTX 1070 Ti en test

Sélection des meilleures GeForce GTX 1070 Ti

Voici notre comparatif des différentes GeForce GTX 1070 Ti présentes sur le marché. Des cartes dont les fréquences sont plus ou moins bloquées par NVIDIA pour ne pas trop concurrencer la GTX 1080 (voir notre article sur la folle histoire du BIOS des 1070 Ti), et qui vont donc se départager par la qualité de leur fabrication et surtout de leur refroidissement, plus ou moins efficace et bruyant. Nos tests sont donc surtout techniques et thermiques, sachant que les performances de toutes les cartes évolueront surtout dans une fourchette que nous montrons dans nos graphiques en jeu.

Pour cette seconde édition nous mettons à jour ce comparatif avec une carte graphique d’excellente qualité, l’Asus ROG Strix GTX 1070 Ti. Nous avons aussi rajouté plus de détails dans nos tests, comme les images thermiques du PCB de chaque carte, et le spectre sonore de leur ventilation.

Autre bonne nouvelle, les cartes graphiques de nos sélection redeviennent presque toutes disponibles, et certaines ont des prix relativement corrects, voire intéressants !

Sélection des meilleures GTX 1070 Ti du comparatif

Spécifications de la GTX 1070 Ti de référence

Encore une fois ici, les fréquences du GPU correspondent à celles de la carte de référence de NVIDIA (Founders Edition). Elles peuvent varier selon les modèles, mais surtout en pratique, en fonction de la température du GPU (refroidissement de la carte) et de sa tension dynamique (qualité de gravure).

Remarques importantes

Par défaut, la différence de performance des cartes partenaires GeForce GTX 1070 Ti est très limitée, puisque les fréquences de base et de boost sont fixées au même niveau. Les cartes se démarquent donc au niveau de la fréquence effective de boost, laquelle dépend de la qualité du système de refroidissement et de celle du chip embarqué. Seul moyen de monter un peu les fréquences : augmenter le Power Target (puissance cible) à 120 % chez certaines cartes et 133 % chez d’autres modèles.

Dans nos tests approfondis, nous nous sommes surtout concentrés sur leur réalisation technique et moins sur leur performance dans l’absolu. Ceux qui hésitent entre plusieurs modèles pourront donc se plonger dans les détails de réalisation de chaque modèle.

Dans la marge d’erreur inhérente aux tests, il n’est pas possible de départager de manière claire les performances pratiques des différents modèles. Pour deux cartes identiques, l’une peut en effet se retrouver en haut du classement et l’autre en bas, selon la qualité de gravure du GPU.

Les graphiques à barres des benchmarks en jeu sont donc à considérer comme le résultat d’un exemplaire particulier à un moment donné sur un jeu spécifique. L’objet de ce test n’est donc pas d’évaluer la vitesse absolue, mais la qualité de réalisation de la carte, que nous évaluons à l’aide de notre protocole de test standardisé.

Les tests suivants montreront une fois de plus l’inutilité de tester les cartes uniquement sur un banc de test. En effet, le design de la carte a une grande importance sur le refroidissement (et donc les performances) de la carte dans le boîtier. Il est donc indispensable de tester la carte dans les deux cas (boîtier ouvert et fermé) afin de pouvoir comparer.

Méthode de test

Le système de test et la méthodologie employée ont déjà été traités en détail. Vous pouvez tout savoir en consultant notre article sur nos nouvelles méthodes de test des cartes graphiques.

Performances en jeu

Nous avons déjà évoqué dans l’introduction le fait que seules les fréquences de Boost effectives de chaque GTX 1070 Ti influencent la performance des cartes et que celle-ci dépend fortement de la qualité du chip embarqué, qui reste quel que soit le fabricant, une grande loterie. La nuit, tous les chats sont gris, et c’est la même chose pour les différents modèles de GeForce GTX 1070 Ti qui auront par défaut une performance similaire.

Nous avons donc testé toutes les cartes partenaires que nous avions à disposition ainsi que deux cartes Founders Edition pour ensuite ne garder que la « meilleure » carte et la « moins bonne. » L’objectif est de montrer dans quelle marge devrait se situer l’ensemble des GeForce GTX 1070 Ti.  Il serait injuste et peu professionnel de placer un certain modèle devant un autre seulement parce que le GPU de la carte reçue est par hasard particulièrement performant (bonne qualité de gravure). En prenant une autre carte, on obtiendrait probablement une hiérarchie différente. Et n’oublions pas la marge d’erreur de ces tests qui se situe entre une et deux images par seconde. Ainsi, aucun des fabricants ne peut sortir du lot de manière indiscutable. Les pages suivantes sont plus importantes, avec les graphiques de température et de bruit notamment.

Nous effectuons nos benchmarks uniquement en résolution QHD (2560×1440 pixels) afin de tester en priorité la carte graphique et d’éliminer le plus possible le CPU comme facteur limitant. 

L’ensemble des cartes testées se situe donc dans la marge comprise entre le moins bon et le meilleur résultat de notre panel. Les acheteurs potentiels peuvent donc ainsi se faire une idée précise de la performance à attendre lors de l’achat d’une GeForce GTX 1070Ti, et dans quelle marge celle-ci peut varier.

Consommations comparées

Voici tout d’abord les graphiques récapitulatifs de la consommation des cartes en jeu, en test de torture et au repos, dans l’ordre cité.

Repos

Jeux

En jeu, les différences sont peu prononcées, bien que le fabricant ait la possibilité de fixer à sa convenance le Power Target.

Torture

On constate aussi que certaines cartes au Power Target limité doivent baisser leur fréquence en test de torture, ce qui entraine une consommation moindre. Mais ce phénomène a lieu uniquement en test de torture et représente le pire scénario possible ; en jeu, les cartes exploitent leur plein potentiel.

Températures comparées

Pour cette comparaison, nous présentons d’abord les résultats en jeu, puis en test de torture, et enfin les température maximales relevées au niveau des convertisseurs de tension ou autres points chauds. Les courbes détaillées et leur analyse se trouvent dans les tests approfondis de chaque carte.

Jeux

Le dissipateur de la Founders Edition est vite en saturation et laisse le CPU à 82°C, ce qui va limiter sa montée en fréquence, même si sa gravure est de bonne qualité. Les autres cartes se valent, avec un avantage à la Zotac, dont les ventilateurs sont un peu exagérément cadencés.

Torture

Tandis que la Founders Edition trouve vite sa limite de température à 82°C (et de bruit !), on constate que la carte Zotac est d’une rare efficacité côté GPU, mais pour une raison bien précise : ses ventilateurs tournent très (trop) vite. Le meilleur compromis est clairement du côté de la MSI Gaming Titanium et de la KFA2 HoF.

Température VRM

Nous avons pris la température maximales des VRM, que ce soit en jeu ou en torture (en fonction de la limite de consommation de la carte, certaines températures sont moindres en torture sur certains modèles). Ici, on constate que la Founders Edition est la plus efficace dans ce domaine, certes car son GPU ne monte pas très haut en fréquence, lui-même limité par sa propre température. Le pic de température est observé chez la carte MSI Gaming Titanium, qui est pourtant excellente pour refroidir son GPU, et surtout très silencieuse comme on le verra (notez que 87°C n’a rien de dangereux non plus).

Nous avons réagi aux demandes de nombreux lecteurs et avons placé cote à cote les résultats obtenus sur banc de test et boitier fermé. Le surcroit de travail vaut la peine car on peut voir tout de suite les faiblesses de certains refroidisseurs une fois placés dans un boitier fermé.

Images thermiques des PCB

Nuisances sonores comparées

Voici les graphiques des résultats obtenus en jeu et en test de torture. Attention ! Ces graphiques à barres ne rendent pas compte de la signature sonore de chaque carte, qui peut s’avérer parfois particulièrement agaçante tout en restant peu élevée en termes de dB (c’est une question de fréquences émises).

Il est donc crucial de consulter l’analyse du spectre disponible dans chaque article dédié afin de se faire une idée de la gêne induite par telle carte en fonctionnement. Quoi qu’il en soit ici, les dB montrent bien un excellent silence chez la MSI Titanium et la KFA2 HoF, dont les spectres sonores sont (en plus) très discrets à l’oreille.

Nous plaçons cote à cote les résultats obtenus sur banc de test et boîtier fermé. Ces valeurs ont été obtenues dans notre chambre anéchoïque.

Spectre sonore de toutes les cartes (en jeu)

Asus ROG GTX 1070 Ti Strix Gaming

Colorful iGame GTX 1070 Ti VulkanX Top

Gainward GTX 1070 Ti Phoenix

Gigabyte GTX 1070 Ti G1 Gaming

KFA2/Galax GTX 1070 Ti EX

KFA2/Galax GTX 1070 Ti Hall of Fame

MSI GTX 1070 Ti Titanium

Nvidia GTX 1070 Ti Founders Edition

Zotac GeForce GTX 1070 Ti Amp! Extreme

En résumé

On voit bien là où chaque constructeur a porté son attention et aussi là où on a fait l’impasse. Évidemment, ces trois critères ne suffisent pas pour se faire une idée exhaustive de la meilleure carte, mais conjugué avec les tests approfondis de chaque carte, il est possible de se faire une idée assez précise du modèle à privilégier selon ses attentes. 

GeForce GTX 1070 Ti Founders Edition

Lire notre test complet de la GeForce GTX 1070 Ti Founders Edition dans notre article initial sur ce GPU :

• Test : GeForce GTX 1070 Ti, la Vega 56 killer de NVIDIA
  

KFA2 GTX 1070 Ti EX

La Galax GeForce GTX 1070 Ti EX, que l’on trouve sous nos contrées pour des raisons de droits sous la marque KFA2, est l’une des GeForce GTX 1070 Ti les moins onéreuses sur le marché actuellement.

On peut donc se demander si c’est vraiment une bonne affaire et quels compromis il faut être prêt à faire si on achète cette carte.

Le distributeur HMC qui vend normalement les versions Hall of Fame bien plus haut de gamme, positionne la carte à l’inverse en entrée de gamme, même si à première vue il est difficile de voir où on a fait des économies. En effet, selon la qualité du chip embarqué, la carte est capable d’être aussi rapide, voire plus, que des concurrentes nettement plus chères.

Déballage, dimensions et connectique

Dans la boite, on retrouve le DVD d’installation habituel et un manuel. Nous reviendrons plus tard sur les caractéristiques du PCB et les composants employés. Commençons par un tableau récapitulatif des dimensions et caractéristiques générales :

La carte sous tous les angles

La coque du système de refroidissement est en métal léger noir laqué, ce qui est étonnant pour une carte premier prix. Lorsqu’on déballe la carte, la première impression est plus que positive, on est loin d’une carte au rabais.
La carte pèse 839 grammes, ce qui n’est pas beaucoup, mais facilitera son installation. Longue de 28,4 cm, haute de 12,5 cm et épaisse de 3,5 cm, elle est au format dual slot. Les dimensions sont donc contenues, même si on aurait facilement pu la faire tenir sur 27 cm de longueur. Au lieu de cela, les designers ont pondu une espèce de queue de paon à son extrémité parfaitement inutile.

L’arrière du PCB est recouvert d’une plaque arrière en aluminium de couleur noire et perforée d’ouvertures d’aération. Elle dépasse d’environ 5 mm à l’arrière, ce qui pourrait poser problème dans des configurations multi-GPU.

Le dessus de la carte arbore un logo GeForce GTX rétroéclairé ainsi que deux connecteurs d’alimentation PCIe à son extrémité, l’un à huit broches et le second à six broches.

L’extrémité et le dessous de la carte révèlent les lamelles du radiateur orientées à l’horizontale. L’avantage de cette solution, c’est qu’une partie non négligeable de la chaleur est directement évacuée hors du boitier via les ouvertures de l’équerre PCI, ce qui permet aussi de ne pas trop chauffer la carte mère.

L’équerre PCI propose les cinq sorties habituelles, dont quatre au maximum sont utilisables simultanément. Outre un Dual Link DVI-D, on retrouve une sortie HDMI 2.0 et trois DisplayPort 1.4. Le reste de l’équerre est parsemé d’ouvertures d’aérations pour évacuer l’air chaud hors du boitier. 

PCB et alimentation électrique

KFA2 reprend sur cette GTX 1070 Ti EX le PCB actuel de la GTX 1070 EX. Les composants utilisés sont aussi très semblables, et ce n’est pas plus mal car l’ensemble a déjà prouvé son efficacité. 

KFA2 reprend le contrôleur PWM µP9511 de uPI Semiconductor Corp pour les cinq phases GPU. Les deux phases mémoire sont régies par un contrôleur Buck double canal plus modeste. Chacune des 5+2 phases est équipée d’un MOSFET MDU1514 de MagnaChip en high side et deux MDU1511 en low side, également de Magna Chip. Un driver uP1962 commande chaque MDU1514.

Aucun composant important n’a été relégué à l’arrière du PCB. Les convertisseurs de tension sont bien ordonnés en ligne, et on a appliqué un gros pad thermique à leur niveau pour mieux les refroidir.

Consommation et tension

La consommation en jeu atteint exactement le Power Target fixé par Nvidia à 180 W. En test de torture, la consommation reste à ce niveau. En augmentant le Power Target au maximum à 127 %, la carte consommait environ 213 W sur les 240 W au maximum autorisés par Nvidia.

Voici le graphique d’évolution de la tension en jeu et en test de torture, lorsque la carte n’est pas overclockée : 

Respect des normes

Avec 3,8 A au maximum en test de torture, la carte respecte la norme PCI SIG qui préconise de ne pas tirer plus de 5 A (66W) sur la ligne 12 V du slot de la carte mère. En jeu, on se situe à 3,2 A, même après overclocking. La répartition de la charge entre les différentes entrées de la carte est donc exemplaire. 

Overclocking

Les limites de la carte sont identiques à celles de la concurrence au Power Target équivalent. Ce dernier se laisse augmenter à 127% ; la carte consomme alors environ 213 W et est principalement limitée par la tension, mais aussi, malheureusement, par la consommation. Nous sommes parvenus à augmenter la fréquence GPU de 200 MHz et celle de la mémoire de 150 MHz. Le système demeurait alors parfaitement stable. 

Températures et fréquences

Voici le tableau récapitulatif de la température et de la fréquence de Boost en début et en fin de test : 

Évolution de la température et de la fréquence

Pour mieux cerner le rapport entre ces deux paramètres, voici le tableau de l’évolution de la température et de la fréquence en jeu et en test de torture pendant les 15 premières minutes d’échauffement :

Analyse infrarouge de la répartition des températures sur le PCB

Pour finir cette partie, observons les images infrarouges qui illustrent la répartition des températures sur la face arrière du PCB.

En jeu et overclockée

En jeu, tous les composants sont bien refroidis grâce au radiateur efficace et au flux d’air des ventilateurs. Le système essaye de maintenir le GPU en dessous de 75°C pour éviter de perdre des paliers de Boost. 

Boitier fermé, les températures montent d’environ trois degrés, mais restent très raisonnables. 

Si on overclocke la carte boitier fermé sans toucher au comportement des ventilateurs, le flux d’air parvient encore à dissiper correctement les 213 W de chaleur générés et la température au niveau du socket reste raisonnable à 77°C tandis que celle des VRM atteint 76°C. Ces températures à peine plus élevées sont permises par une augmentation dans les tours des ventilateurs.

Test de torture

En test de torture, la charge se déplace du GPU vers les convertisseurs de tension GPU et mémoire, mais les températures restent à un niveau comparable à celles en jeu. 

Boitier fermé, les températures montent d’environ quatre degrés aux points névralgiques, pas plus. C’est tout à fait acceptable.  

Système de refroidissement et plaque arrière

Ce que la carte consomme de courant, produit son équivalent en chaleur, et c’est au système de refroidissement de la dissiper pour éviter la surchauffe. Ce ventirad se compose d’un bloc de refroidissement principal surmonté d’un radiateur et d’un second bloc de refroidissement spécialement pour les VRM.

Ce petit bloc en aluminium n’est pas une solution de premier choix, mais il fait tout de même largement l’affaire et permet de maitriser les coûts. Le flux d’air horizontal permet un certain refroidissement. 

MSI GeForce GTX 1070 Ti Titanium

Lire notre test complet de la MSI GeForce GTX 1070 Ti Titanium dans notre article initial sur ce GPU :

• Test : GeForce GTX 1070 Ti, la Vega 56 killer de NVIDIA

Colorful iGame GTX 1070 Ti VulkanX Top

Les cartes Colorful ne sont plus distribuées sur le marché européen depuis quelques années, mais il est encore possible de les acheter via les sites de commerce chinois, en n’oubliant pas bien sûr les taxes à la douane. Cependant, il faut y réfléchir à deux fois, car renvoyer la carte est, la plupart du temps, (presque) impossible. On renonce ainsi à la garantie, et si la belle tombe en panne, l’idylle se terminera dans la benne à ordures.  

Seuls les plus aventuriers se lanceront dans une telle entreprise, séduits par son look singulier inconnu dans nos contrées et ses fonctions astucieuses. Voyons si cet exotisme si alléchant sur le papier vaut vraiment le risque et passe avec succès notre test approfondi.

Bundle

La boite contient un bon nombre de babioles : un outil de bricolage multifonction ressemblant vaguement à un couteau suisse et de qualité correcte, un jeu d’embouts de vissage (en acier non trempé et donc plutôt inutile), et une paire de gants blancs, malheureusement dimensionnés pour des mains asiatiques. En essayant de les enfiler, nos mains d’européen ne réussirent qu’à faire sauter les coutures. Ils resteront donc la plupart du temps dans la boite, et nous avons enfilé nos propres gants pour manipuler la carte. 

Logiciel

Le fabricant propose un logiciel nommé iGameZone qui permet d’overclocker la carte en un clic, afin de contourner l’interdiction faite par Nvidia. Nous aurions plutôt tendance à privilégier un overclocking manuel. Mais dans tous les cas, il faudra compter avec des nuisances sonores plus importantes, comme nous le verrons plus tard. 

Le logiciel permet aussi de configurer le panneau d’affichage de la carte et de choisir quelles mesures sont affichées et sous quelle forme. Enfin, on peut paramétrer l’éclairage RVB selon son gout (les LED sont partout sur cette carte).

Déballage, dimensions et connectique

Nous reviendrons plus tard sur les caractéristiques du PCB et les composants employés. Commençons par un tableau récapitulatif des dimensions et caractéristiques générales :

La carte sous tous les angles

La coque du système de refroidissement est en métal léger laqué. Au premier coup d’œil, on peut voir que l’apparence a pris le pas sur la fonction et que le look particulier se fait au prix de concessions au niveau de l’aérodynamisme et de la thermodynamique.

Les deux larges ventilateurs de 9 cm et le ventilateur du milieu de 8 cm sont en effet tellement recouverts par la coque que des tourbillons se forment entrainant des nuisances sonores. Les designers ont donc songé à tout sauf à la fonction quand ils ont conçu cette coque. 

La carte est vraiment lourde : elle pèse 1327 grammes. Si sa hauteur reste contenue à 12,5 cm, son épaisseur de 4,8 cm occupe presque 3 slots sur la carte mère et en fait une carte particulièrement encombrante. 

L’arrière du PCB est recouvert d’une plaque arrière en aluminium noir laqué, ornée de diverses applications de couleurs, et percée de trous d’aération. Elle dépasse d’environ 5 mm à l’arrière, ce qui pourrait avoir son importance dans des configurations multi-GPU.

Le dessus de la carte arbore le logo GeForce GTX imprimé sur la coque, mais surtout d’un panneau d’affichage LED en couleurs qui affiche les informations désirées et paramétrable avec le logiciel fourni (voir plus haut). À l’extrémité de la carte, on retrouve enfin deux entrées d’alimentation PCIe à huit broches.  

L’extrémité et le dessous de la carte révèlent les lamelles du radiateur orientées à la verticale. Le flux d’air n’est donc pas guidé vers les extrémités, mais pour moitié soufflé en direction de la carte mère, ce qui n’est pas idéal pour cette dernière. Cependant, si on avait orienté les lamelles à l’horizontale, il aurait fallu tordre les caloducs, ce qui diminue leur efficacité. Il n’y a pas de solution miracle. 

L’équerre PCI propose les cinq sorties habituelles, dont quatre au maximum sont utilisables simultanément. Outre un Dual Link DVI-D, on retrouve une sortie HDMI 2.0 et trois DisplayPort 1.4. Le reste de l’équerre est parsemé d’ouvertures d’aérations à caractère plutôt décoratif vue l’orientation des lamelles du radiateur.

Un bouton permet de changer de BIOS. En raison des restrictions imposées par Nvidia, le second BIOS ne fait que relever le Power Target sans toucher aux fréquences. On obtient ainsi quelques MHz supplémentaires de fréquence de Boost, mais au prix de nuisances sonores supérieures.

PCB et alimentation

Les composants sont bien ordonnés sur le PCB. Le problème, c’est qu’on a l’impression que PCB et refroidisseur n’ont pas été conçus l’un pour l’autre (nous y reviendrons). Les convertisseurs de tension ne se situent en effet pas au même niveau que la plaque de refroidissement pour VRM prévue sur le ventirad. Sous cette plaque ne se trouve en effet aucun composant. 

On remarque à gauche le bouton permettant de changer de BIOS. Au départ, il était prévu d’activer de la sorte un mode Turbo avec overclocking conséquent. Mais entre-temps, Nvidia a revu ses plans et interdit l’overclocking par défaut de toutes les 1070 Ti. On se retrouve donc avec un bouton dont la seule fonction est de relever la limite de consommation au maximum à 240 W, sans pour autant toucher aux autres réglages, ce qui rend ce bouton plutôt anecdotique. 

L’alimentation du GPU se base sur un design à 6+2 phases, les phases GPU étant doublées. On utilise pour cela un uP1961 de UPI Semiconductor qui fait office de driver pour le high side et de Phase Extension Module (PEM). Ce PEM divise le signal du contrôleur PWM et contrôle ainsi deux convertisseurs de tension. Le contrôleur PWM à 6+2 phases est un uP9511 de UPI Semiconductor. La combinaison de ces deux composants permet grâce au DCR un interleaving et current-balancing optimal des deux circuits de conversion du courant. L’étage d’alimentation possède donc six phases, mais douze circuits de conversion du courant. 

Grâce à cette technique, on peut gérer directement les douze chips power stage. Colorful utilise des AOE6930 produits par Alpha & Omega. Il s’agit de MOSFET bon marché à double canal N asymétrique avec diode Schottky intégrée, lesquels réalisent la high side et la low side. 

L’alimentation de la mémoire est gérée par un uP1666 de uPI Semiconductor, un contrôleur Buck pour deux phases. La conversion est assurée ici aussi par des AOE6930 de Alpha & Omega. Les drivers sont intégrés au contrôleur uP1666, on n’a donc pas besoin de IC. Ils sont positionnés sous le connecteur d’alimentation PCIe gauche. 

L’arrière du PCB est dépourvu de composants importants, à part quelques MOSFET pour la périphérie. L’étage d’alimentation est bien ordonné et on en a profité pour appliquer à son niveau un pad thermique permettant son refroidissement via la plaque arrière.

Consommation dans différents scénarios

En test de torture, la consommation dépasse à 182 W très légèrement la limite de consommation fixée par Nvidia à 180 W. En jeu, la carte consomme presque exactement le Power Target. Si on augmente le Power Target au maximum, c’est à dire 240 W, la carte consomme alors 213 W et tourne à 2088 MHz dans The Witcher 3 en 4 K, ce qui reste très raisonnable. Les autres valeurs ne réservent pas de surprise. 

Voici le graphique d’évolution de la tension en jeu et en test de torture lorsque la carte n’est pas overclockée :

Respect des normes

Avec 3,9 A au maximum en test de torture, la carte respecte la norme PCI SIG qui préconise de ne pas tirer plus de 5 A (66W) sur la ligne 12 V du slot de la carte mère. En jeu, on se situe à 3,7 A, même après overclocking. La répartition de la charge entre les différentes entrées de la carte est donc exemplaire. 

Overclocking

Les limites de la carte sont identiques à celles de la concurrence au Power Target équivalent. Ce dernier se laisse augmenter jusque 240 W (avec le BIOS Turbo activé) ; la carte consomme alors environ 213 W et est principalement limitée par la tension.

En faisant tourner les ventilateurs au maximum, nous avons atteint une fréquence GPU stable de 2088 MHz et avons pu augmenter la fréquence de la mémoire de 200 Mhz. Ces résultats placent le chip dans le haut du panier. Les ventilateurs poussés au maximum, la température du GPU s’élevait à 57°C, ce qui permettait de ne sacrifier aucun palier de Boost, même dans Witcher 3 en 4K. 

Rappelons tout de même que la coque du système de refroidissement est mal placée pour la ventilation et que la performance boîtier fermé baisse. La carte est en effet trois degrés plus chaude, et les ventilateurs doivent tourner beaucoup plus vite, ce qui augmente les nuisances sonores. Il faut donc particulièrement veiller à ce que le flux d’air au sein du boîtier soit bien réalisé, sous peine de températures et de nuisances sonores élevées. 

Températures et fréquences

Voici le tableau récapitulatif de la température et de la fréquence de Boost du GPU en début et en fin de test ; il faut garder ces valeurs à l’esprit pour mieux comprendre l’analyse du système de refroidissement et des nuisances sonores : 

Pour mieux cerner le rapport entre ces deux paramètres, voici le tableau de l’évolution de la température et de la fréquence en jeu et en test de torture pendant les 15 premières minutes d’échauffement. On voit que la diminution de la fréquence de Boost boitier fermé est nettement plus prononcée que sur d’autres cartes, ce qui tend à confirmer que la coque de refroidissement a un effet négatif sur la performance.

Evolution de la température et de la fréquence

En test de torture, la fréquence baisse moins, mais les ventilateurs tournent à une vitesse élevée. 

Analyse infrarouge de la répartition des températures sur le PCB

Pour finir cette partie, observons les images infrarouges illustrant la répartition des températures sur la face arrière du PCB.

En jeu et overclockée

En jeu, on observe des températures très correctes à la surface du PCB, puisqu’on ne dépasse que de peu les 70°C.

Boitier fermé, les températures augmentent de trois à quatre degrés, mais c’est surtout grâce au ventilateur qui monte rapidement dans les tours pour limiter la casse. 

Test de torture

En test de torture, la charge se déplace du GPU vers les convertisseurs de tension GPU et la mémoire, même si la consommation totale reste à peu près identique. Pourtant, on observe des températures jusqu’à sept degrés supérieures par rapport aux températures en jeu. 

Boitier fermé, les températures augmentent encore de trois degrés aux points névralgiques. Les températures restent acceptables puisque la barre des 80°C n’est que partiellement atteinte. Cependant, la carte ne possède pas vraiment de réserves. 

Système de refroidissement et plaque arrière

Ce que la carte consomme de courant, produit son équivalent en chaleur, et c’est au système de refroidissement de la dissiper pour éviter la surchauffe. Le système de refroidissement de facture classique se compose d’un radiateur à lamelles et d’une plaque de stabilisation noire en métal léger qui sert aussi au refroidissement de certains composants via le flux d’air des ventilateurs.  

Les convertisseurs de tension pour le GPU et la mémoire sont donc refroidis par cette plaque placée en sandwich entre le PCB et le radiateur. Ce concept, que l’on retrouve aussi sur les cartes MSI ou EVGA est tout à fait acceptable à ce niveau de dégagement thermique, même s’il a ses limites. Cette plaque est vraiment fine pour une plaque de stabilisation, et il ne faudra pas s’amuser à tordre exprès sa carte pour vérifier sa rigidité…

Gigabyte GTX 1070 Ti G1

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Zotac GTX 1070 Ti Amp! Extreme

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Gainward GTX 1070 Ti Phoenix

La marque Gainward appartenant à Palit, les cartes des deux constructeurs ne se différencient en général que de par leur look, les ventilateurs utilisés, fréquences et durée de la garantie respectives. Les similarités sont encore plus grandes sur cette GeForce GTX 1070 Ti, dont la fréquence de base reste la même pour toutes les cartes.

Nous allons donc examiner de près l’adaptation d’un système déjà existant sur une GeForce GTX 1070 Ti, et là où on a éventuellement fait des économies. Car il faut bien le dire : aucun constructeur ne s’est donné beaucoup de peine pour innover à la sortie des GeForce GTX 1070 Ti.

Sur la boite, on remarque le logo Golden Sample qui est repris sur la coque de la carte. Cet exemplaire a donc été produit avant que Nvidia ne se décide finalement à fixer la fréquence pour toutes les GeForce GTX 1070 Ti.

Déballage, dimensions et connectique

Dans la boite, on retrouve le DVD d’installation habituel et un manuel. Nous reviendrons plus tard sur les caractéristiques du PCB et les composants employés. Commençons par un tableau récapitulatif des dimensions et caractéristiques générales : 

La carte sous tous les angles

La coque du système de refroidissement est constituée d’un plastique noir mat épais sur lequel on a appliqué de fines lamelles métalliques rouges et or. La carte pèse 1181 grammes ; elle est longue de 28,7 cm, haute de 12,8 cm et épaisse de 5,2 cm. Elle occupe donc trois slots. Les deux ventilateurs de 10 cm, dont l’amplitude des pales atteint 9,6 cm, complètent l’impression d’une carte massive.

L’arrière du PCB est recouvert d’une plaque arrière en aluminium noir, sauf au niveau du package GPU où une ouverture a été aménagée. Elle dépasse d’environ 5 mm à l’arrière, ce qui pourrait poser problème dans des configurations multi-GPU.

Le dessus de la carte est paré d’un panneau rétroéclairé (contrôlable de manière logicielle) sur lequel “Gainward” s’affiche en grand. On retrouve à l’extrémité de la carte deux entrées d’alimentation PCIe, l’une à huit broches, l’autre à six. De par sa taille et son look, la carte ne passera donc pas inaperçue dans un boitier.

L’extrémité de la carte est close : les ailettes du radiateur sont en effet orientées à la verticale et ne poussent donc pas le flux d’air vers les extrémités de la carte.

L’équerre PCI propose les cinq sorties habituelles, dont quatre au maximum sont utilisables simultanément. Outre un Dual Link DVI-D, on retrouve une sortie HDMI 2.0 et trois DisplayPort 1.4. Le reste de l’équerre est parsemé d’ouvertures d’aérations à caractère plutôt décoratif vue l’orientation des lamelles du radiateur.    

Le PCB bien ordonné reprend le design de la GeForce GTX 1080 tout en apportant quelques modifications. À la place de 4+2 phases, où les quatre phases GPU étaient doublées pour un total de huit circuits de conversion du courant, la mémoire sur cette GeForce GTX 1070 Ti doit se contenter d’une seule phase.

PCB et alimentation

Sur les deux cartes, on déplore l’absence d’une neuvième puce power stage, avec laquelle on aurait pu mettre en place un load balancer pour la phase principale entre la fente de la carte mère et les entrées d’alimentation PCIe.  Les phases se voient donc attribuer une entrée d’alimentation de manière fixe et aucune variation n’est possible.

Gainward utilise un contrôleur PWM µP9511 de uPI Semiconductor Corp ; il est placé à l’arrière du PCB. La phase mémoire est gérée par un contrôleur Buck dédié. Les huit circuits de conversion du courant du GPU utilisent un SiC632 de Vishay, une puce power stage intégrée avec high side, low side et driver. La phase mémoire utilise un S7340 de Sinopower ; il s’agit d’un simple MOSFET à double canal N. 

L’étage de conversion du courant est bien aligné comme on peut le voir aussi à l’arrière du PCB. Gainward en a profité cette fois-ci pour ajouter un pad thermique à leur niveau, ce qui permet d’utiliser la plaque arrière pour le refroidissement des VRM.

Consommation dans différents scénarios

La consommation en jeu dépasse de 15 W la cible de puissance Nvidia fixée à 180 W. Gainward a légèrement augmenté la cible de puissance, ce qui permet de contourner l’interdiction édictée par Nvidia de ne pas overclocker par défaut. Ainsi, si la fréquence de base reste la même, la fréquence de Boost est plus élevée et plus stable, comme nous le verrons plus tard.

La consommation reste quasiment identique en test de torture. Si on pousse la cible de puissance au maximum, ici à 120 %, la carte se montre étonnamment économe en énergie, puisqu’elle ne consomme que 206 W sur les 240 W autorisés. Nous avons donc affaire à un chip d’excellente qualité. La carte est presque exclusivement limitée par la tension. 

Voici le graphique d’évolution de la tension en jeu et en test de torture lorsque la carte n’est pas overclockée ; on voit très bien l’effet bénéfique du Power Target relevé qui permet une tension particulièrement stable en jeu :

Respect des normes

Avec 3,7 A au maximum en test de torture, la carte respecte la norme PCI SIG qui préconise de ne pas tirer plus de 5 A (66W) sur la ligne 12 V du slot de la carte mère. En jeu, on se situe à 3,1 A, même après overclocking. La répartition de la charge entre les différentes entrées de la carte est donc exemplaire. 

Overclocking

Les limites de la carte sont identiques à celles de la concurrence au Power Target équivalent. Ce dernier se laisse augmenter à 120% ; la carte consomme alors environ 206 W et est principalement limitée par la tension. Nous n’avons eu aucun mal à augmenter la fréquence GPU de 200 MHz et 150 MHz pour la mémoire. Le système demeurait alors parfaitement stable. 

Températures et fréquences

Voici le tableau récapitulatif de la température et de la fréquence de Boost en début et en fin de test : 

Graphiques d’évolution de la température et de la fréquence

Pour mieux cerner le rapport entre ces deux paramètres, voici le tableau de l’évolution de la température et de la fréquence en jeu et en test de torture pendant les 15 premières minutes d’échauffement :

Analyse infrarouge de la répartition des températures sur le PCB

Pour finir cette partie, observons les images infrarouges illustrant la répartition des températures sur la face arrière du PCB.

En jeu et overclockée

En jeu, tous les composants sont bien refroidis grâce au radiateur efficace et au flux d’air des ventilateurs. Pour améliorer encore la température des VRM, on a placé un large pad thermique sous ces derniers pour que la plaque arrière participe au refroidissement. On gagne ainsi deux à trois degrés. 

Boitier fermé, les températures montent de trois à quatre degrés, mais restent très raisonnables. 

Si on overclocke la carte boitier fermé sans toucher au comportement des ventilateurs, le flux d’air parvient encore à dissiper correctement les 206 W de chaleur générés et la température au niveau du socket reste sous les 73°C tandis que celle des VRM atteint un petit 73°C. On en déduit que le système de refroidissement possède suffisamment de réserves.

Test de torture

En test de torture, la charge se déplace du GPU vers les convertisseurs de tension GPU et mémoire, mais les températures restent peu élevées. 

Boitier fermé, les températures montent d’environ quatre degrés aux points névralgiques, pas plus. Il n’y a donc aucun souci à se faire au niveau des températures. 

Système de refroidissement et plaque arrière

Ce que la carte consomme de courant, produit son équivalent en chaleur, et c’est au système de refroidissement de la dissiper pour éviter la surchauffe. Pour la première fois, la plaque arrière participe au refroidissement et ne laisse pas tout le boulot au massif ventirad à l’avant. Lors du test de la GeForce GTX 1080, nous avions proposé d’améliorer les températures en retirant le film protecteur de la plaque arrière au niveau des convertisseurs de tension GPU pour y placer à la place un large pad thermique. C’est ici chose faite et nous nous en félicitons. 

KFA2 GeForce GTX 1070 Ti HoF

Lire notre test de la KFA2 GeForce GTX 1070 Ti Hall of Fame :

• Test : KFA2 GeForce GTX 1070 Ti HoF, une petite perle !
  

Asus GTX 1070 Ti Strix Gaming ROG

La GeForce GTX 1070 Ti Strix Gaming ROG d’Asus est une très solide interprétation de la puce GP104 légèrement castrée et vendue comme GTX 1070 Ti. Cela se ressent un peu au niveau du prix, mais il faut dire qu’Asus fait un quasi sans faute. 

Il faut bien sûr composer avec les limitations habituelles imposées par Nvidia au niveau de la fréquence. Mais Asus contourne cet impératif en fournissant un logiciel permettant l’overclocking de la carte en un clic. Mais pour tirer pleinement partie de la carte, il faudra plutôt passer par un overclocking manuel plus équilibré. 

Dimensions, connectique, prise en main

Nous reviendrons plus tard sur les caractéristiques du PCB et les composants employés. Commençons par un tableau récapitulatif des dimensions et caractéristiques générales : 

La carte sous tous les angles

La coque du système de refroidissement est en plastique noir mat et reprend trait pour trait les courbes des autres cartes Strix du constructeur. Par défaut, la carte est dépourvue d’applications de couleurs, mais que les amateurs de sapins de Noel se rassurent, un éclairage RVB est présent et s’adaptera au goût de chacun.

La carte pèse 1151 grammes, ce qui est un peu plus élevé que de coutume, sans aller dans des excès que l’on peut trouver sur les cartes très haut de gamme. Haute de 12,5 cm, épaisse de 4,5 cm et longue de 30 cm, il faudra veiller à avoir assez de place dans son boîtier pour y placer cette carte plutôt imposante. 

L’arrière du PCB est recouvert d’une plaque arrière en aluminium de couleur noire et pourvue d’un logo rétroéclairé RVG. Elle ne participe pas au refroidissement.

Le dessus de la carte porte également un logo ROG rétroéclairé RVB, paramétrable avec le logiciel fourni. On trouve par ailleurs un connecteur d’alimentation PCIe à l’extrémité de la carte.

L’extrémité de la carte révèle l’orientation verticale des lamelles du radiateur : la moitié du flux d’air chaud est donc poussée vers la carte mère, ce qui n’est pas idéal thermiquement parlant. D’un autre côté, avec un radiateur aux lamelles à l’horizontale, il faut courber les caloducs de manière importante, ce qui nuit au transport de la chaleur. Il n’y a donc pas de solution miracle. 

L’équerre PCI propose les cinq sorties habituelles, dont quatre au maximum sont utilisables simultanément. Outre un Dual Link DVI-D, on retrouve une sortie HDMI 2.0 et trois DisplayPort 1.4. Le reste de l’équerre est pourvu d’ouvertures d’aérations à caractère plutôt décoratif vue l’orientation des lamelles du radiateur.

On a fini le tour de la carte, qui ne révèle donc aucune surprise particulière.

PCB et alimentation électrique

Le PCB bien ordonné ne révèle aucune surprise. L’alimentation électrique, l’entrée d’alimentation, le GPU et la mémoire sont exactement là où on les attend. On observe une alimentation à 6+2 phases, les phases GPU n’étant pas doublées. 

Le contrôleur PWM est un uP9022 de UPI Semiconductor régule les six phases GPU directement. Asus a opté pour un SiC620 de On Semiconductor pour chaque phase, il s’agit d’un MOSFET à double canal N avec diode Schottky intégrée, qui réalise le high side et le low side. 

L’alimentation de la mémoire est réalisée par un contrôleur buck uP1666 de uPI Semiconductor qui peut fournir deux phases. Le réglage est assuré sur chaque phase par un couple de NVTFS4C06 et de NVTFS4C09 de On Semiconductor. Le driver est intégré au uP1666, on n’a donc pas besoin d’IC. Ils sont placés au-dessus des phases GPU. 

À l’arrière du PCB, on ne retrouve que quelques MOSFET et condensateurs SMD pour la périphérie. L’étage d’alimentation est bien ordonné, mais on n’a pas saisi l’opportunité de refroidir ces composants en appliquant un pad thermique permettant de profiter de la surface de dissipation disponible de la plaque arrière, dommage.

Système de refroidissement et plaque arrière

Le refroidissement est construit de manière très classique avec un radiateur à lamelles imposant et un cadre de maintien pour stabiliser la carte et refroidir certains composants comme la mémoire. Ce cadre est refroidi via le flux d’air des ventilateurs. 

On constate que les trois modules mémoire placés verticalement ont une dissipation hasardeuse, ce qui risque de poser problème, comme on le verra plus tard.

La plaque arrière est recouverte d’une pellicule noire à l’arrière, elle ne participe pas au refroidissement, mais améliore la stabilité de la carte via vissage avec le cadre à l’avant. On observe aussi le dispositif d’éclairage RVB.

L’imposant système de refroidissement comprend six caloducs de 6 mm de diamètre en matériaux composites nickelés qui transportent la chaleur du bloc de refroidissement GPU vers les extrémités de la carte. Ce bloc est lui aussi nickelé et fonctionne parfaitement, comme nos mesures l’ont prouvé. 

Chacun des trois ventilateurs possède onze pales dont la courbure favorise le flux d’air sur la pression statique. Nous reviendrons sur ces ventilateurs dans la partie réglages, mais voyons tout d’abord ce à quoi on peut s’attendre par défaut.

Consommation dans différents scénarios

La consommation en test de torture s’élève en jeu à 177,3 W, en petit peu moins que les 180 W fixés par Nvidia pour le Power Target. En jeu, on est presque au même niveau, à 177,2 W. En augmentant le Power Limit au maximum, la carte consommait après échauffement 212 W à une fréquence de 2075 MHz dans le jeu The Witcher 3. Les autres valeurs ne réservent pas de surprise : 

Voici le graphique d’évolution de la tension en jeu et en test de torture lorsque la carte n’est pas overclockée :

Respect des normes

Avec 3,7 A au maximum en test de torture, la carte respecte la norme PCI SIG qui préconise de ne pas tirer plus de 5,5 A (66W) sur la ligne 12 V du slot de la carte mère. En jeu, on se situe à 3,1 A, même après overclocking. La répartition de la charge entre les différentes entrées de la carte est donc exemplaire. 

Overclocking

Les limites de la carte sont semblables à celles de la concurrence au Power Target identique, les variations sont à mettre sur le compte de la qualité de gravure du GPU. En augmentant le Power Target au maximum à 216 W, la carte s’octroyait 212 W et était limitée par la tension. 

La fréquence GPU atteignait de manière stable les 2075 MHz et celle de la mémoire a pu être augmentée de 200 MHz, ce qui place cet exemplaire particulier un peu au-dessus du panel testé jusqu’à présent. Ces résultats ont été obtenus avec les ventilateurs tournant au maximum, et la température s’élevait alors à 56°C, une valeur assez basse pour conserver tous les paliers de Boost dans Witcher 3 en UHD.

Températures et fréquences

Voici le tableau récapitulatif de la température et de la fréquence de Boost en début et en fin de test, elles sont à mettre en perspective avec l’analyse du système de refroidissement et la mesure des nuisances sonores : 

Graphiques d’évolution de la température et de la fréquence

Pour mieux cerner le rapport entre ces deux paramètres, voici le tableau de l’évolution de la température et de la fréquence en jeu et en test de torture pendant les 15 premières minutes d’échauffement, on voit que la fréquence ne diminue pratiquement pas même boitier fermé :

Même très bons résultats en test de torture : 

Analyse infrarouge de la répartition des températures sur le PCB

Pour finir cette partie, observons les images infrarouges illustrant la répartition des températures sur la face arrière du PCB.

En jeu 

En jeu, tous les composants sont bien refroidis comme on le voit à la surface du PCB exempte de point chaud préoccupant. 

Boitier fermé, les températures montent de trois à quatre degrés, mais restent très raisonnables. Cette montée raisonnable est rendue possible par les ventilateurs qui tournent un peu plus rapidement. 

Test de torture

En test de torture, la charge reste quasi identique, mais se déporte du GPU vers les convertisseurs de tension GPU et mémoire, mais les températures restent peu élevées avec à la clé des températures jusqu’à six degrés supérieures pour la mémoire.

Boîtier fermé, les températures montent d’environ six degrés au niveau de la mémoire. On se rapproche lentement de la limite de température préconisée. Heureusement, les autres composants restent assez frais. Les trois modules problématiques sont refroidis de manière partielle, comme nous l’avons vu.

Nuisances sonores

Le mode semi-passif est très bien implémenté par Asus : le démarrage des ventilateurs est bien contrôlé et évite le phénomène d’oscillation que l’on observe parfois. Boîtier fermé, les ventilateurs tournent à 1377 tpm (environ 40% du PWM), ce qui les rend très discrets.  

Même comportement en test de torture. La carte parvient donc à maintenir des températures relativement basses tout en restant très silencieuse.

Pour autant, il ne sera pas vraiment possible de rendre la carte encore plus silencieuse. Au contraire, certains envisageront d’augmenter la vitesse des ventilateurs pour refroidir encore plus la carte, même si ce n’est à notre avis pas nécessaire. 

Voici le graphique détaillé du spectre sonore de la carte réalisé dans notre laboratoire et qui vient compléter nos impressions subjectives : 

On relève 33,3 dB, ce qui pour une carte de ce type et au vu des températures, est tout simplement excellent. Le système de refroidissement imposant et les nombreux caloducs sont donc bien employés.

Verdict