Quad-SLI et Intel Skylake : test de la carte mère EVGA Z170

Introduction

Intel ayant choisi de segmenter son offre, le fait que Skylake soit limité à seize lignes PCIe n’a rien d’un hasard : le socket LGA 1151 auquel cette architecture est associée a été conçu pour répondre à des besoins très variés allant de la configuration bureautique à la machine dédiée aux jeux. Le géant de Santa Clara estime que pour aller plus loin, nous devons acheter un processeur embarquant plus de cores ainsi qu’une carte mère plus onéreuse. Un des problèmes de cette approche tient au fait que ces mêmes processeurs proposent toujours des fréquences inférieures à celles que l’on trouve sur la gamme grand public, de même que leur architecture a une génération de retard. Le fait d’utiliser des PC clients pour travailler sur les bugs d’une architecture avant de la déployer sur des serveurs peut avoir du sens dans un milieu professionnel, mais nous n’apprécions pas cette dichotomie des performances CPU/GPU. Certains feront appel à des solutions de refroidissement avancées afin de pallier au déficit de performances par core en jouant sur les fréquences, mais les nouvelles architectures tendent à grimper encore plus haut, dissipent moins de chaleur et s’avèrent nettement moins coûteuses.

Sachant que chacune des cartes au sein d’un SLI/CrossFire reçoit les mêmes données que les autres, un pont capable d’envoyer simultanément quatre jeux de données identiques à quatre cartes graphiques fonctionne presque aussi bien qu’un contrôleur PCIe dont le nombre de lignes aurait été quadruplé. NVIDIA a employé le terme de mode « Broadcast » lorsque la société proposait des produits utilisant cette approche et de nos jours, Avago utilise le qualificatif « Multicast » pour son pont PCI Express PEX 8747. Notons que la représentation visuelle de l’entreprise utilise encore le logo PLX qui était une de ses filiales.

Ceci étant dit, EVGA a choisi de ne pas respecter le script à la lettre. Soucieuse des clients qui ne pourraient vivre avec la faible latence due au PEX 8747, la marque américaine a choisi d’envoyer les seize lignes PCIe 3.0 16x du CPU vers le premier slot PCI Express. Le fait d’ajouter une carte dans n’importe quel autre emplacement force le slot à libérer huit lignes PCIe vers le PEX 8747. Sachant que la Z170 Classified ne propose donc que huit lignes au PEX 8747, toutes les cartes graphiques ont une bande passante correspondant à huit lignes PCIe bien qu’elles puissent parfois rapporter à tort le fait d’en utiliser seize.

La Z170 Classified déclassifiée : logiciels et pilotes

D’après EVGA, un duo de cartes graphiques fonctionnera mieux s’il est réparti sur le premier et quatrième slot (x8/x16), bien que les second et troisième emplacements PCIe semblent théoriquement proposer mieux (16x/16x). Il serait malvenu de reprocher cela au PEX 8747 sachant que ce dernier n’est relié au CPU qu’avec huit lignes PCIe : peu importe le nombre de lignes que telle carte graphique tire du pont PCI Express, le fait est qu’il est limité par les huit lignes émanant du processeur.

Au-delà de pouvoir éviter l’utilisation du PEX 8747 lorsqu’une seule carte graphique est installée, la carte mère d’EVGA offre un cinquième slot PCIe 16x : lorsque cinq cartes graphiques sont utilisées ensemble, chacune d’entre elles profite d’une bande passante PCIe 8x. En revanche, la Z170 Classified ne permet pas de distribuer 16 lignes PCIe sur une paire de cartes graphiques en SLI. Ceci est regrettable sachant que la totalité (ou presque) des cartes mères Z170 sont capables d’une connexion 8x/8x sans avoir recours à un pont, lequel induit donc une certaine latence ainsi qu’un surcoût. En clair, la Z170 Classified est vraiment conçue pour des configurations tri- ou quad-SLI sachant que le PEX 8747 est alors indispensable quel que soit son paramétrage.

EVGA a fait un choix curieux en matière de connectique : les deux ports USB 3.1 (10 Gbps) sont proposés en connexion frontale, laissant ainsi cinq ports USB 3.0 (5 Gbps) et deux ports USB 2.0 au niveau du panneau E/S. Sur ce dernier, on trouve également deux ports Ethernet gérés par des puces Intel, un bouton CLR_CMOS, deux sorties graphiques et enfin six mini-jacks analogiques.

Cette distribution exclusivement frontale des ports USB 3.1 complique la tâche des fabricants de boitiers, sachant que les autres vendeurs de cartes mères n’ont pas standardisé le positionnement de ces ports. Les querelles sur le sujet entre les multiples acteurs reposent essentiellement sur la qualité du signal et la longueur des câbles, certaines marques insistant sur le fait qu’un boitier annoncé comme compatible 10 Gbps doit avoir un répéteur à l’extrémité du/des port(s) concerné(s) afin de permettre l’utilisation de câbles. En effet, un appareil USB 3.1 branché sur un port en façade sans répéteur risque de ne pouvoir fonctionner à plein débit qu’à la condition de ne pas avoir de câble d’extension, ce qui est typiquement le cas des clés USB Type-C. EVGA semble avoir jugé cette configuration comme acceptable, ce qui est probablement le cas pour la majorité d’entre nous.

Autre curiosité, la Z170 Classified fait donc complètement l’impasse sur les ports USB 2.0 frontaux. Les boitiers faisant le même choix en termes de connectique frontale sont rares, mais pour peu que certaines marques décident de remplacer leurs ports USB 2.0 par de l’USB 3.1, ils pourront faire cause commune avec EVGA.

La Z170 Classified propose deux ports M.2, ou plutôt un seul sachant que le second est du type « Key-E ». Comble de l’ironie, la connectique M.2 était censée mettre un terme à la confusion entre mSATA et mPCIe : entre la distinction « Key B » et Key M » pour le stockage d’un côté, puis « Key A » et Key E » de l’autre pour les périphériques PCIe, on marche un peu sur la tête. Bien que cette dénomination n’aille pas franchement dans le sens de la simplification, EVGA a fait autant que possible pour expliquer l’usage des différentes interfaces dans le mode d’emploi de son produit.

En plus du premier slot relié aux 16 lignes PCIe du processeur (8+8 pour être précis) et des quatre autres reliés aux 8 lignes distribuées via le pont (dès lors qu’une carte occupe l’un d’entre eux), la Z170 Classified propose un sixième port PCIe 3.0 4x, lequel est relié au PCH du chipset Z170. Naturellement, il partage sa bande passante avec tout ce qui est relié au PCH, ce qui dissuade d’y installer une autre carte graphique d’autant plus que son positionnement tout en bas du PCB rendra l’opération difficile voire impossible.

L’agencement de la carte mère est assez satisfaisant dans l’ensemble. Les deux ports PCIe recommandés pour un SLI à deux cartes sont à quatre slots de distance, ce qui permet d’optimiser le refroidissement. Un quad SLI nécessite un boitier proposant au minimum huit équerres PCI, sachant que la plupart des cartes graphiques compatibles quad-SLI occupent l’équivalent de deux ports PCIe. Les deux points susceptibles d’engendrer des difficultés sont l’orientation vers le bas des prises USB 3.0 ainsi que le format E-ATX de la carte mère. Si l’orientation des prises USB ne devrait pas poser de problèmes sachant que l’alimentation se monte au fond de la plupart des boitiers récents, il faut par contre bien s’assurer d’avoir un modèle capable d’accueillir la Z170 Classified, cette dernière mesurant 26,5 cm de large contre 24,4 cm pour le format ATX.

Les boutons situés dans le coin supérieur droit (alimentation, reset et CLR-CMOS) offrent la possibilité d’effectuer des tests sans boitier, tandis qu’une série d’interrupteurs que l’on voit dans le coin inférieur gauche de l’image ci-dessus permettent de désactiver une carte graphique qui aurait planté en cas d’overclocking excessif. Un peu plus à droite, on distingue un interrupteur à trois positions qui représentent autant de circuits intégrés (dont un remplaçable) embarquant chacun un firmware, un affichage à deux caractères pour les codes POST ainsi qu’une série de broches dédiées à la surveillance de diverses tensions E/S.

Bien que la Z170 Classified soit taillée pour le tri-/quad-SLI, nous avons été surpris du fait qu’EVGA ne fournisse qu’une seule nappe. La marque américaine cherche manifestement à nous vendre des ponts SLI à LED au prix fort sachant qu’à défaut, il faudra recycler ce qui reste d’une précédente configuration. Pire encore, la nappe fournie permet de connecter non pas quatre ou trois cartes graphiques, mais seulement deux.

L’équerre PCI relayant deux ports USB 3.0 à l’arrière du boitier est compatible avec la prise USB 3.1 sur la carte mère et au vu de son câblage court et blindé, elle fonctionnera probablement à plein débit avec de nombreux périphériques USB 3.1 filaires.

Logiciels et pilotes

La Z170 Classified embarque un processeur audio Creative Core3D, lequel est exploité via l’application Sound Blaster Pro Studio. Parmi les possibilités offertes, signalons le Scout Mode qui consiste à amplifier au sein des jeux le bruit émis par les ennemis à l’approche.

L’utilitaire de paramétrage EVGA E-LEET est le seul programme parmi ceux que nous avons testés qui a pu afficher des valeurs correctes pour les tensions. Les coefficients multiplicateurs se sont par ailleurs montrés fonctionnels, contrairement au réglage du BLCK (précisons que la firme américaine met régulièrement son utilitaire à jour).

Naturellement, les réglages d’overclocking proposés au sein de l’UEFI sont beaucoup plus riches et permettent d’aller beaucoup plus loin, mais il y a quelques points à souligner pour éviter les déconvenues. Tout d’abord, le réglage « CPU Vdroop Disabled » a pour effet d’augmenter une tension trop base lorsque le processeur est en charge : de 1,250 V, un processeur est ainsi capable de passer à 1,307 V lorsqu’il est fortement sollicité. A contrario, le fait d’activer le Vdroop a pour effet d’abaisser la tension au repos dans des proportions similaires.

L’augmentation de la tension à pleine charge n’est pas une mauvaise chose tant que l’on sait à quoi s’attendre. En effet, les processeurs overclockés sont moins stables lorsqu’ils sont fortement sollicités, de même qu’une tension revue à la baisse au repos permet d’atteindre un meilleur rendement.

Autre surprise, le fait d’activer le profil XMP 1,35 Volt de nos barrettes mémoire nous a gratifiés d’une tension de 1 ,42 V réel ! Afin de maintenir une équité entre la Z170 Classified et les autres cartes mères de ce comparatif, il nous a fallu choisir une valeur de 1,29 V qui s’est traduite par 1,35 V réel sur notre multimètre. En clair, la tension réelle est sous-évaluée d’environ 0,065 V par l’UEFI.

Les timings primaires, secondaires et tertiaires sont tous ajustables indépendamment, y compris lorsqu’on laisse le firmware de la carte mère ajuster automatiquement ceux que l’on ne souhaite pas modifier. Mieux encore, on peut charger le profil XMP de ses propres barrettes comme base de départ avant d’ajuster ce que l’on veut.

Le test, consommation, performances

Pour cet article, notre habituelle configuration LGA 2011 est quelque peu modifiée : outre l’EVGA Z170 Classified ainsi que quatre rivales sur socket LGA 1151, nous avons utilisé un Core i7-6700K ainsi que des barrettes G.Skill Ripjaws DDR4-3600 à l’aise en overclocking.

Pilotes

Benchmarks

Tests synthétiques

La Z170 Classified se place dans le haut du tableau sur la plupart des tests synthétiques, un résultat positif en ce qui nous concerne sachant qu’un produit largement supérieur ou inférieur aux autres sur ces benchmarks nécessite des recherches approfondies. En clair, il n’est plus possible de tricher sur les performances d’un processeur ou d’une carte graphique sans overclocking, or le fait de jouer sur les fréquences d’un produit sans en faire autant pour ses concurrents biaiserait la comparaison.

Jeux

La carte mère d’EVGA est un peu en retrait sur Grid 2 en profil élevé, lequel est dépendant des ressources mémoire. A contrario, la Z170 Classified est légèrement au-dessus du lot sur Far Cry 3 avec réglages élevés. Les boucles de test successives n’ont pas fait apparaitre d’anomalies : l’ensemble des jeux nous montrent que cette carte mère procure des performances dans la moyenne lorsque l’on utilise une seule carte graphique sur le port PCIe le plus proche du socket.

Productivité

Deux des concurrentes de la Z170 Classified font un peu mieux que cette dernière sous Adobe Premiere, mais la carte mère d’EVGA est si proche de la première place sur tant d’autres benchmarks qu’elle finit par atteindre 99,9 % des performances moyennes de l’ensemble des produits testés.

Consommation, dissipation thermique et rendement

La Z170 Classified nécessite quelques Watts de plus que la concurrence au repos, ce qui s’explique très probablement par les quelques composants supplémentaires qui font d’elle un produit très haut de gamme. Ceci étant dit, sa consommation en charge reste raisonnable. Son rendement supérieur de 1,6 % à la moyenne vient du résultat de la Z170 Claymore qui plombe un peu le groupe.

Overclocking et conclusion

Il n’y a pas si longtemps, les fabricants de carte mère avaient tendance à légèrement gonfler la tension envoyée à la DRAM afin de résoudre les problèmes rencontrés avec une certaine marque, laquelle vendait des barrettes mémoire dites « Gold ». Plus récemment, certains acteurs sont devenus très agressifs sur la surtension afin de se détacher du lot dans les benchmarks d’overclocking. Les fabricants de DRAM ont bien entendu surveillé cette évolution de près et certains d’entre eux jouent désormais sur la surtension pour vendre des barrettes « plus rapides » qui ne sont pas vraiment meilleures dans l’absolu.

La Z170 Classified est la plus tricheuse du lot : 1,42 V réel pour une tension supposée être à 1,35 V. Etait-ce vraiment nécessaire d’en faire autant ? Absolument pas puisqu’à 1,29 V dans l’UEFI, on obtient une tension réelle de 1,35 V qui nous a permis d’atteindre le meilleur overclocking à ce jour sur quatre barrettes avec nos G.Skill Ripjaws DDR4-3600.

Le fait de retirer deux des quatre barrettes pour aller encore plus loin n’a pas marché, mais les 3434 MHz atteints constituent tout de même un bon résultat. Pour couronner le tout, la Z170 Classified fait partie des trois cartes mères nous ayant permis de repousser notre Core i7-6700K au maximum (4,6 GHz) et n’a pas d’égal en matière d’overclocking du BLCK. Nous avons eu quelques problèmes mineurs en l’absence de mode récupération après overclocking excessif, mais le bouton CLR_CMOS nous a tirés d’affaire dans ce cas.

On aurait pu s’attendre à ce qu’une carte mère aussi douée en overclocking mémoire affiche des timings en retrait, sachant que bon nombre d’entre elles sont programmées pour atteindre des débits plus élevés au détriment des latences. Toutefois, la Z170 Classified s’est tout simplement montrée excellente sur ce test. Peut-être qu’EVGA a conçu un bus mémoire plus stable au lieu de bidouiller les latences pour atteindre des fréquences élevées : l’agencement des circuits ainsi que la régulation de la tension jouent énormément à ce niveau.

Quid du gros pont PCIe offrant la compatibilité quad-SLI ? Quel effet a-t-il sur les performances ?

Tout d’abord, rappelons que le premier slot PCIe de la Z170 Classified est alimenté par les seize lignes PCIe 3.0 du processeur, mais seules huit d’entre elles sont redirigées vers le PEX 8747 lorsque l’on branche deux cartes graphiques (ou plus). Il en va de même pour une carte mère sans pont PCI-Express, à la différence que les logiciels rapporteront toujours à tort une connexion PCIe 16x pour la deuxième carte graphique dans le cas de la Z170 Classified. Par ailleurs, le PEX 8747 entraine une latence. Sachant cela, la seule manière d’évaluer les conséquences de cette latence est d’opposer la solution d’EVGA à un SLI 8x/8x en liaison directe avec le processeur.

Notre benchmark montre qu’avec une GTX 970, il faut s’attendre à une perte de performances d’environ 2 à 3 % entre PCIe 3.0 16x et PCIe 3.0 8x. Le PEX 8747 ne parvient pas à combler ce déficit quand bien même il double le nombre de connexions entre lui et la carte graphique : on constate un déficit d’environ 5 % par rapport à une liaison PCIe 3.0 16x native. Autrement dit, le pont PCIe engendre lui aussi une perte de performances de 2 à 3 %. Cet inconvénient est un mal nécessaire lorsque l’on montre un tri- ou quad-SLI avec un processeur Skylake.

Comment se situe l’EVGA Z170 Classified par rapport à la concurrence ? La question est d’autant plus difficile que nous n’avons pas encore testé d’autre carte mère Z170 sur le même segment tarifaire. Ceci étant dit, la carte mère de la marque américaine propose un très bon potentiel d’overclocking, de même que l’onéreux pont PEX 8747 ouvre les portes du tri-/quad-SLI. Nous sommes curieux de voir comment EVGA pourrait l’exploiter en utilisant quarante de ses quarante-huit lignes par rapport aux configurations proposées par la concurrence.

Le problème, c’est qu’EVGA n’a pas de concurrence à prix équivalent. Nous avons bien vu quelques marques dévoiler des prototypes de cartes mères compatibles tri-/quad-SLI lors des salons professionnels ou dans le cadre de communiqués de presse, mais aucun n’est actuellement disponible dans le commerce. La seule carte mère offrant des prestations comparables est la Gigabyte GA-Z170X-Gaming G1, laquelle coûte quasiment 600 euros.

En conséquence, la carte mère d’EVGA vient s’intercaler entre les modèles Z170 haut de gamme (300 à 350 euros) et la Gigabyte GA-Z170X-Gaming G1. La Z170 Classified n’offre pas tous les extras proposés par certaines cartes mères Z170 haut de gamme, mais ces dernières sont incompatibles avec un tri-/quad-SLI. Ce dernier point est finalement la raison d’être de la Z170 Classified, laquelle est un produit suffisamment abouti pour être recommandé.

On aime : Excellent potentiel d’overclocking BLCK et DRAM (avec quatre barrettes mémoire), compatible tri-/quad-SLI, triple BIOS.

On n’aime pas : Pas de mode récupération après un overclocking excessif, prix salé, pont PEX 8747 limité à une bande passante de huit lignes PCIe (bien qu’une liaison 16x soit rapportée par les logiciels de surveillance).

Verdict : Douée pour l’overclocking, la moins chère des cartes mères compatible tri-/quad-SLI pour les processeurs Skylake comble un vide sur un marché de niche.