Le vrai coût des cartes graphiques haut de gamme

Introduction

Nous testons énormément de cartes graphiques, mais cette fois, nous avons souhaité adopter une approche moins conventionnelle que d’habitude et mesurer la consommation électrique de ces engins entre le moment où nous allumons l’ordinateur, par exemple pour consulter ses mails ou pour jouer, et celui où nous l’éteignons.

Il nous semblait en effet que les extrapolations et les estimations que tout le monde réalise habituellement au départ des chiffres de consommation minimale et maximale ne reflétaient pas suffisamment la réalité. Aujourd’hui, nous avons donc décidé de mesurer la consommation réelle de plusieurs cartes graphiques haut de gamme pendant une période donnée et en fonction de différents modèles d’utilisation, ce qui nous paraît plus logique dans la mesure où il est bien rare qu’un possesseur de PC allume son ordinateur et se mette à jouer sans jamais rien faire d’autre.

Il importe d’ailleurs de bien définir ce « quelque chose d’autre ». Comme nous allons procéder à des tests plus longs que d’ordinaire, nous en allons en profiter pour vérifier la consommation induite par une série de logiciels et services courants et la comparer à la consommation au repos. Outre des jeux en modes plein écran et fenêtré, nous analyserons également l’influence de la lecture vidéo ainsi que celle de l’exécution d’applications D2D et D3D en mode fenêtré.

Notre objectif, bien entendu, est de déterminer la consommation totale réelle de nos composants, et non les seules consommation de pointe ou au repos. Ce qui nous amène au cœur de cet article : certes, tout le monde sait que les cartes graphiques les plus puissantes coûtent cher, mais qu’en est-il au quotidien ? Consomment-elles vraiment tant que cela ? Un PC dédié au jeu et équipé d’une carte 3D haut de gamme aura-t-elle réellement une influence sur votre facture électrique à la fin de l’année ? Si oui, dans quelle mesure ?

D’une certaine manière, les tests qui suivent s’apparentent beaucoup aux essais de consommation mixtes que réalisent les professionnels de l’automobile. À la différence près que nous exprimons nos résultats en watts-heures plutôt qu’en litres par 100 kilomètres.

Idée de départ

Idée de départ

Nous n’utilisons pas toujours nos cartes graphiques à plein régime. En fait, nous ne le faisons même qu’assez rarement au final : si nous prenons en compte une durée suffisamment longue, nous n’employons probablement qu’une faible partie de leur potentiel. L’utilisateur moyen ne fait pas que jouer, et de toute façon, même les titres les plus gourmands n’ont pas besoin en permanence de 100 % des ressources dont dispose une carte graphique normale.

Nous avons donc commencé par tenter de déterminer quel type d’utilisateur optait pour les cartes graphiques haut de gamme, puis nous avons observé les schémas d’utilisation les plus courants. Bien entendu, il s’agit d’un domaine où les préférences, les prix et le budget disponible jouent un rôle important.

Profils d’utilisation et logiciels employés

Pour les profils d’utilisateurs, nous avons décidé d’avoir recours à quelques vieux stéréotypes, pour la simple et bonne raison qu’ils s’approchent en général assez de la réalité.

Nous avons donc imaginé un joueur qui se concentrerait principalement sur les titres les plus gourmands, c’est-à-dire les FPS, pour qui le framerate serait l’élément déterminant, qui passerait beaucoup de temps en ligne et qui consommerait son lot de fichiers multimédia. En parallèle, nous avons également imaginé un amateur de performances, qui disposerait de l’argent nécessaire pour se payer les technologies les plus récentes et donc les plus chères, qui les achèterait avant tout par curiosité mais mettrait parfois ses jouets à contribution pour lancer des jeux très exigeants en haute résolution.

À l’autre extrême, nous avons envisagé un utilisateur plus moyen qui possèderait des technologies datant de l’an dernier, soit parce qu’on les lui aurait données, soit parce qu’il renouvelle son matériel informatique à plusieurs années d’intervalle mais n’achète pas grand-chose entre deux. Les personnes qui correspondent à ce profil utilisent un mélange d’applications varié sans se concentrer sur aucun type en particulier.

Pour constituer notre panel d’applications, nous avons opté pour une série de logiciels populaires ainsi que pour quelques jeux récents plus ou moins gourmands selon le cas.

Coût du matériel : il faut tenir compte de la facture d’électricité

Pour cet article, nous allons analyser la consommation un peu différemment de ce que nous faisons d’habitude. En effet, plus votre carte graphique est puissante, plus le processeur doit travailler pour parvenir à la suivre, à lui fournir des données à traiter. Cela se remarque particulièrement lors de nos tests lorsque nous plaçons un processeur de milieu de gamme à côté d’un CrossFire ou d’un SLI : un goulot d’étranglement apparaît systématiquement. Il n’est donc pas particulièrement utile de séparer la consommation électrique de la carte graphique de celle du processeur : en réalité, leur valeur combinée est nettement plus intéressante quand il s’agit de calculer le coût total de possession et d’utilisation d’une machine donnée.

Pour obtenir une consommation de référence aussi faible que possible, nous avons installé dans notre boîtier de test une carte graphique d’entrée de gamme et avons mesuré la consommation totale du système à la prise. Nous avons ensuite mesuré la consommation de toutes les autres configurations. Notez que les chiffres affichés dans les pages suivantes ne sont pas des valeurs absolues ; ils représentent la différence entre la consommation mesurée pour une carte graphique donnée et la consommation de référence.

Notre méthode de calcul : explications

Les fondamentaux de notre méthode de calcul

Notre méthode de calcul peut sembler compliquée à première vue, mais elle est en fait très simple. Nous suivons une personne (un profil) donnée pendant une longue période durant laquelle nous notons le temps d’exécution de chaque logiciel ainsi que la consommation totale du système, y compris pendant les périodes de repos. Le résultat est une moyenne statistique représentative d’une journée normale. Les détails de la configuration utilisée sont sans importance, étant donné que pour l’instant, nous ne cherchons à obtenir que la consommation quotidienne moyenne de chaque profil d’utilisation.

Ensuite, nous sélectionnons chacune des applications du panel et mesurons la consommation de notre système de référence (équipé d’une carte graphique d’entrée de gamme) lorsque celle-ci est en cours d’exécution. Les résultats enregistrés constituent la consommation de référence de chaque application. Nous mesurons ensuite la consommation de chaque application avec les autres cartes graphiques (plus puissantes) et comparons les chiffres obtenus à la consommation de référence.

La durée du test diffère pour chaque application. Les jeux sont testés pendant au moins 15 minutes (voir bien plus longtemps dans la plupart des cas) ; la valeur exacte dépend de leur « gourmandise ». Pour la vidéo accélérée matériellement, nous nous sommes limités à cinq minutes.

Enfin, pour chaque profil, nous déterminons la consommation électrique de toutes les configurations : cartes graphiques haut de gamme et carte graphique de base. Pour ce faire, nous additionnons simplement le temps passé en une journée sur chaque application multiplié par la consommation de chaque carte graphique pour ladite application.

Résultats

Au final, nous obtenons la consommation totale moyenne de chaque configuration et carte graphique testée. En soustrayant la consommation de la configuration de référence, nous obtenons la consommation réellement engendrée par la carte graphique. Il suffit ensuite de multiplier les résultats obtenus par le prix du kilowatt-heure puis par le nombre de jours par an où l’ordinateur est utilisé pour obtenir le montant de la facture que nos utilisateurs hypothétiques recevront à la fin de l’année.

Création des profils d’utilisation

Les profils d’utilisation

Comme nous l’avons expliqué en page 2, nos calculs reposent sur les comportements d’utilisateurs-types. Pour rappel, les trois profils que nous avons créés après quatre semaines d’observation sont les suivants :

• Le jeune joueur qui lance principalement des FPS très exigeants sur le plan graphique
• L’utilisateur moyen qui met rarement sa configuration à jour mais s’achète occasionnellement du matériel plus haut de gamme
• L’amateur de performances qui achète essentiellement pour le fun

Les profils de temps

Pour pouvoir mesurer la consommation des applications, nous avons créé un petit programme maison qui enregistre le temps de fonctionnement de l’ordinateur ainsi que la durée d’exécution d’une présélection de logiciels faisant appel à l’accélération matérielle (GDI, Direct2D et Direct3D). Ce programme génère des fichiers CSV tout ce qu’il y a de plus simples.

Les temps d’exécution enregistrés nous permettent de calculer des moyennes représentatives. Bien entendu, dans la réalité, les habitudes de chaque utilisateur varient avec le temps, par exemple lorsqu’il tente de terminer un jeu ou lorsqu’il y est parvenu, mais cela importe peu en pratique : ici, nous cherchons avant tout à obtenir des profils moyens et représentatifs qui nous servirons ensuite à calculer les consommations de référence. La plupart d’entre vous saurez instinctivement auquel des trois profils vous correspondez le plus et surtout où vous vous positionnez par rapport à ceux-ci.

Mesure de la consommation

Que mesurons-nous et pendant combien de temps ?

Il y a des applications où la charge graphique ne varie pratiquement pas durant l’utilisation (les applications 2D et 3D simples en mode fenêtré, par exemple) et d’autres où elle fluctue nettement plus (les jeux). Il est par conséquent illusoire de ne mesurer la consommation qu’une seule fois : il est nécessaire de la mesurer pendant une période prolongée puis de calculer une moyenne.

Pour les jeux, nous avons sélectionné différents niveaux et avons lancé les tests pendant 15 minutes minimum. Bien sûr, nous avons également vérifié leur consommation au repos. À chaque fois, nous l’avons fait d’abord avec notre carte de référence (entrée de gamme ) puis avec chacune des cartes haut de gamme.

Matériel de mesure

Pour mesurer l’évolution de la consommation dans le temps, nous avons employé un Wattmètre à enregistrement de données, ce qui signifie que nos résultats sont aisément reproductibles.

Malgré son prix relativement bas, le Voltcraft Energy Logger 4000 de Conrad Electronic génère un log largement suffisant pour nos analyses. Notre appareil affiche la consommation en volts-ampères ainsi qu’en watts ; nous avons évidemment choisi cette dernière unité.

Nous tenons toutefois à signaler que bon nombre d’appareils à bas coût sont incapables de mesurer la consommation des alimentations à découpage avec suffisamment de précision. Le nôtre fonctionne correctement, pour autant que les valeurs à mesurer ne soient pas inférieures à 1 ou 2 watts.

Il stocke toutes ses données sur une carte SD standard. Pour créer les graphiques, nous n’avons eu qu’à les importer dans un tableur. Au final, la valeur la plus importante pour nous est la consommation globale moyenne de l’ordinateur, par application, en watts.

Précision des mesures

L’intervalle entre deux mesures est d’une minute sur notre appareil, ce qui peut s’avérer trop long pour obtenir une variance suffisante dans les jeux, raison pour laquelle, dans ceux-ci, nous l’avons réglé de manière à ce qu’il enregistre la consommation totale sur une période de 15 minutes. Un simple calcul nous permet ensuite d’obtenir une bien meilleure précision que celle de départ : si, par exemple, la consommation est de 57 Wh pour 15 minutes, la consommation moyenne est de 228 watts (57 x 4).

Configuration de test et applications utilisées

Notre plateforme de test

Nous utilisons une machine bâtie autour d’un processeur AMD Phenom II X6 1090T. Sa consommation de référence est mesurée plus loin dans l’article.

 

Jeux et applications sélectionnés

Cartes graphiques testées

La plus gourmande

De tout notre éventail de test, la carte graphique consommant le plus est la GeForce GTX 580 de Gigabyte ; nous nous en sommes servis pour déterminer les valeurs maximales. À la défense de cette carte, nous devons toutefois reconnaître que ses chiffres de consommation au repos sont relativement modérées.

Notons par ailleurs qu’une carte graphique aussi puissante requiert une alimentation adéquate ; nous aborderons ultérieurement les effets d’un fonctionnement en continu dans certains cas extrêmes.

Carte graphique de référence

Pour notre configuration de référence, nous avons délibérément évité les puces graphiques embarquées car nous désirions pouvoir réaliser des mesures dans les jeux, même s’il nous fallait pour cela employer les paramètres et les résolutions les moins élevés. Nous avons opté pour une Gigabyte Radeon HD 5450, une carte suffisamment puissante pour lancer les jeux repris dans notre liste (page précédente) mais n’affichant qu’une consommation minimale. Nous éviterons tout commentaire sur l’expérience de jeu proprement dite… disons juste que nous avons vu mieux.

Cartes graphiques testées (milieu et haut de gamme)

Pour les nouvelles Radeon HD 6950 et 6970, nous avons également vérifié l’impact de la fonction PowerTune (+/- 20 %) sur la consommation au quotidien.

Consommation minimum/maximum

Obtenir des valeurs comparables sur notre configuration de test

Avant toute chose, nous avons commencé par mesurer la consommation minimale et maximale de chaque carte graphique sur notre machine de test afin de pouvoir, plus tard, mieux évaluer les différentes applications.

Consommation maximale

Consommation minimale

Consommation des différentes applications

Nous vous montrerons les graphiques de consommation des applications plus tard car, dans la plupart des cas, les écarts entre cartes ne sont que minimes. De manière générale, la consommation dans les jeux est nettement inférieure au maximum mesuré.

Nous avons toutefois noté avec intérêt que les deux fabricants font tourner leurs cartes à fréquence maximale dans les vieilles applications 2D faisant appel aux commandes GDI/GDI+ ; ce qui est ridicule, car cela n’a pour ainsi dire aucun effet sur les performances (nous avons effectués les tests avec notre utilitaire maison, Tom2D), mais par contre, cela a bien un impact décisif sur la consommation.

Consommation : le joueur

Le profil « joueur » : ça consomme !

Là, sur le plan de la consommation, nous sommes en plein scénario catastrophe : non seulement le joueur passe chaque jour en moyenne plus de temps sur son ordinateur que les autres, mais il exécute également des applications beaucoup plus exigeantes sur le plan graphique. Nous avons tout d’abord calculé la moyenne quotidienne (en heures) ; celle-ci comprend aussi bien la semaine que les week-ends, ce qui nous permet d’effectuer une estimation annuelle.

Quels coûts cela implique-t-il sur la facture d’électricité ? En nous basant sur un prix moyen de l’électricité de 11,5 centimes du kWh (représentatif pour la France métropolitaine), le surcoût annuel par rapport à la configuration de base varie de 80 € pour la GeForce GTX 480 à 36 € pour la Radeon HD 5850. Il est donc loin d’être négligeable comparé au prix d’achat. Au moment où vous remplacerez votre carte graphique, il y a de bonnes chances que vous aurez dépensé plus pour l’alimenter en électricité que pour vous la payer ! Qui plus est, n’oublions pas que les chiffres indiqués ci-dessus ne représentent que la différence avec la configuration de référence. Le coût total, quand on compte le processeur, la mémoire et tous les autres composants, est encore bien plus élevé.

Conclusion provisoire

Au vu des graphiques ci-dessus, nous pouvons d’ores et déjà dire que les joueurs un tantinet soit peu soucieux de leur budget feraient bien de ne pas se ruer sur les cartes graphiques les plus chères. Il vaut mieux opter pour une carte offrant juste les performances dont vous avez besoin : le cas échéant, les économies réalisées lors de l’achat et de l’utilisation vous permettront de la remplacer plus facilement l’année suivante, ce qui serait plus difficile avec une carte plus puissante (dont le coût d’achat serait plus élevé et qui engendrerait des frais supérieurs).

Consommation : l’utilisateur moyen

Le profil « utilisateur moyen » : une consommation modeste

Nous sommes ici complètement à l’opposé du joueur : cette fois, nous avons été surpris par l’importance des périodes d’inactivité. Les logiciels de bureautique, les jeux pour navigateur et les vieux jeux en 3D n’occupent pratiquement pas les ressources de la carte graphique ; on peut pratiquement se demander quel est l’intérêt d’un tel achat.

Il y a cependant énormément d’utilisateurs qui achètent des produits bien plus puissants que ce dont ils ont réellement besoin, ne serait-ce que pour ne pas devoir les remplacer trop vite. Ceci dit, la faible consommation de ces cartes graphiques au repos signifie qu’au moins, il ne seront pas trop punis par leur fournisseur d’électricité…

Conclusion provisoire

La situation est claire : pour ce profil, les bonnes cartes de milieu de gamme suffisent largement pour l’instant et pour le moyen terme. Les cartes haut de gamme n’ont ici aucun intérêt, même si les frais de fonctionnement qu’elles engendrent restent limités en raison de leur faible utilisation : ici même la GeForce GTX 480 n’engendre qu’un surcoût de 19 € sur la facture d’électricité annuelle, contre 9 € pour une Radeon HD 6850. 

Consommation : l’amateur de performances

Le profil « amateur de performances » : pas si gourmand que cela au final

Comme on pouvait peut-être s’y attendre, le profil « amateur de performances » est relativement proche du joueur dans les tests axés sur les jeux ; il consomme même parfois un peu plus, car il joue à résolution maximale avec du matériel ultra haut de gamme. Toutefois, il consomme moins au total car il utilise son ordinateur moins longtemps et passe plus de temps à regarder des vidéos et à surfer sur le net qu’à jouer.

Conclusion provisoire

L’amateur de performances paie au final deux fois moins que le joueur : l’informatique n’est ici certes pas un hobby bon marché, mais elle reste relativement supportable. Comptez 16 € de surcoût annuel pour une Radeon HD 6850 et jusqu’à 35 € ici pour la GeForce GTX 480.

Consommation moyenne

Moyenne estimée (en watts)

Les graphiques ci-dessous reflètent la consommation moyenne des cartes graphiques testées dans chacun des trois profils d’utilisation. Sans surprise, les cartes « de base » sont les plus économes.

Comme on peut le voir, il convient de faire son choix avec soin au moment de l’achat : les cartes haut de gamme sont sans intérêt pour l’utilisateur moyen. Heureusement, comme elles passent une bonne partie de leur temps au repos, les frais qu’elles engendrent ne sont pas faramineux.

Conclusion

Certes, cela soulage parfois de se faire plaisir et d’aller s’acheter « ce qui se fait de mieux » ; mais sachez que ce genre de folie, combinée à un usage intensif, aura de sérieuses répercussions sur votre facture d’électricité ! Si l’amateur de performances peut s’offrir des doses occasionnelles (voire régulières, pour autant qu’elles soient limitées dans le temps) de pixels à haut régime, le joueur hardcore risque quant à lui d’augmenter significativement sa facture d’électricité (80 € de surcoût lié à la seule carte graphique pour la GeForce GTX 480 par exemple).

L’utilisateur moyen, de son côté, ferait mieux d’éviter purement et simplement les cartes graphiques haut de gamme : il les sous-utilisera presque en permanence. Même si leur consommation reste faible (en raison des longues périodes d’inactivité), cela n’en reste pas moins un gaspillage d’électricité et d’argent.

Enfin, si vous décidez de vous offrir une carte graphique haut de gamme, soyez conscient des frais de fonctionnement qu’elle engendrera. C’est un peu comme si vous achetiez une Porsche : il ne suffit pas de pouvoir se le payer, il faut également penser aux pneus, à l’assurance, aux taxes et à l’essence.