Test : la MSI Radeon RX 480 GAMING X 8G torturée sous overclocking

Présentation de la carte

Il y a quelques jours nous vous proposions un test centré sur l’overclocking d’une GeForce GTX 1080 haut de gamme. Il était donc temps de réserver le même traitement à la concurrence : voyons donc ce qu’il en est chez les rouges ! Pour cela nous allons décortiquer une MSI RX 480 GAMING X, une version haut de gamme qui semble assez souple pour l’overclocking.

La série GAMING de MSI n’a pas vocation à être utilisée pour de l’overclocking extrême, le PCB de la carte n’est pas prévu pour. Cela étant dit, la carte dispose d’un très bon système de refroidissement et de composants assez solides pour un overclocking sérieux. Nous allons donc monter ses fréquences avec un refroidissement à air et un watercooling, mais pas sous azote.

On ne change pas une équipe qui gagne

En prenant cette carte en mains, et à moins d’être un expert, vous aurez du mal à identifier le GPU caché sous l’imposant bloc de refroidissement. 980, 980 Ti, 1080, 390 ? Toutes les cartes en version GAMING de MSI se ressemblent beaucoup. Le fabricant semble avoir ressorti une fois de plus son célèbre dissipateur noir et rouge !

Une fois montée, la carte occupera deux slots.  Les dimensions de la carte sont les suivantes : 27,6 x 14,0 x 4,2 centimètres.

Le PCB est protégé par une plaque arrière de couleur noire. Elle ne participe pas à la dissipation thermique de la carte… Plutôt à sa décoration.

Connectique

Contrairement au modèle de base, cette RX 480 est équipée d’un connecteur 8 broches. Espérons que le passage de 6 à 8 broches permettra plus de flexibilité pour l’overclocking !

En plus de la technologie AMD FreeSync™, et de la compatibilité avec la réalité virtuelle, vous disposerez d’une large connectique :

• 2 x DisplayPort 1.4
• 2 x HDMI 2.0b
• 1 x DVI-D Dual Link

Dissipateur massif

Le dissipateur recouvre l’intégralité de la carte. Il est surmonté de deux ventilateurs de 10 cm utilisant la technologie « TORX 2.0 ». L’air chaud sera en très grande partie refoulé à l’intérieur du boîtier et seule une très faible proportion sera évacuée à travers la grille de l’équerre PCI. Bonne ventilation boîtier exigée !

Le dissipateur est composé de trois gros caloducs en cuivre. Pour rappel, ces heatpipes servent à capter la chaleur du GPU et à l’évacuer de façon très rapide vers l’intégralité du système de refroidissement. C’est une sorte d’autoroute pour les calories. Contrairement à d’autres marques, MSI à fait le choix de mettre une plaque entre le processeur graphique est les caludocs. Un choix judicieux vu la très petite taille des GPU Polaris.

L’étage d’alimentation et les puces mémoires seront refroidis par l’intermédiaire d’une plaque de dissipation.

PCB

Une fois la carte nue, nous découvrons le PCB. La base y est, mais point de fioriture ou de gadget, MSI est allé à l’essentiel.

Polaris 10

Le Polaris 10 d’AMD, nom de code Ellesmere, est gravé en 14 nm FinFET. Ces 5,7 milliards de transistors occupent 232 mm² et possèdent un TDP de 150 W. Le DIE de ce GPU est entouré par un bouclier en métal. Celui-ci rigidifie le PCB du processeur graphique et réduit le risque d’arracher les petits composants qui pullulent un peu partout. 

Mémoire

La RX 480 est disponible en version 4 et 8 Go. C’est la version disposant de 8 Go de GDDR5 qui est aujourd’hui en test. La RAM est interfacée sur un bus de 256 bit.

Étage d’alimentation

Le rôle et le fonctionnement de l’étage d’alimentation ont été détaillés lors d’un précédent test.

La RX 480 GAMING X dispose de 6 phases dédiées au GPU. Deux phases supplémentaires alimentent la mémoire. Elles sont invisibles sur cette photo, car de l’autre côté du GPU, sont utilisées.

La carte semble bien armée, mais le constructeur nous a déconseillé un overclocking sous azote liquide. L’overclocking extrême entraîne une consommation très importante au niveau du GPU. A cause de cette consommation, l’étage d’alimentation est très sollicité et risque d’être endommagé. Nous nous contenterons donc de pousser les fréquences en air et sous watercooling.

Protocole de test et logiciels

Configuration de test

• Intel Core i7 6950X @4.2 GHz
• ASUS ROG RAMPAGE V EDITION 10
• Corsair Vengeance LPX
• Cooler Master MasterWatt Maker

Méthode de test

Afin de comparer la RX 480 GAMING X, nous allons lui opposer trois adversaires :

• Strix GTX 1080 : le haut de gamme Nvidia
• Matrix GTX 980 Ti : le haut de gamme Nvidia de la génération précédente
• Strix R9 Fury : le haut de gamme de AMD

La RX 480 sera testée dans de nombreuses configurations. Nous utiliserons tout d’abord les modes proposés par MSI à savoir (GPU / RAM) :

• Mode OC : 1316 MHz / 8100 MHz
• Mode Gaming : 1303 MHz / 8000 MHz
• Mode Silent : 1266 MHz / 8000 MHz

Nous appliquerons ensuite des overclockings manuels appelés « OC Wiz ». Pour chaque tension testée, la fréquence stable la plus haute est retenue. 

• OC Wiz +0 mV : 1363 MHz / 9000 MHz
• OC Wiz +50 mV : 1393 MHz / 9000 MHz
• OC Wiz +100 mV : 1423 MHz / 9000 MHz

Un profil d’overclocking manuel sera également utilisé après avoir remplacé le radiateur par un watercooling custom EKWB.

• OC Wiz WC +100 mV : 1473 MHz / 9000 MHz

Benchmark

Les cartes seront testées sur :

• 3DMark Fire Strike Ultra (score graphique).
• 3DMark Time Spy (score graphique).
• Ashes of the Singularity DirectX 12 (nombre d’IPS moyen).

Mesures

• Les températures et les fréquences seront relevées grâce au logiciel GPU-Z.
• Pour les nuisances sonores, un sonomètre a été placé à un mètre de la source de bruit.  La pièce vide a été mesurée à 31 dB. Lors des mesures toutes les autres sources de bruit sont naturellement coupées (on est loin d’une salle sourde, mais le bruit n’est pas le premier souci d’un overclocker !)
• La consommation des cartes graphiques sera mesurée à l’aide d’une pince ampèremétrique (consommation sur les connecteurs PCI-E)

• Elle sera également évaluée à l’aide de l’application Cooler Master Connect. Cette dernière permet de surveiller la puissance délivrée par l’alimentation MasterWattMaker (consommation de la configuration complète).

GAMING APP

C’est par l’intermédiaire de ce logiciel que vous allez pouvoir choisir entre les différents modes de fonctionnement, et bien d’autres choses.

• La page principale vous permet de passer d’un mode à l’autre. Le mode Gaming est celui utilisé par défaut, c’est donc lui qui nous servira de base dans la suite de cet article.
• Le menu pour personnaliser le type et la couleur de l’éclairage des LED est situé en haut à gauche.
• L’icône au milieu de la barre de menu supérieur donne accès au paramètre de l’OSD. Il vous suffira de cocher les informations qui vous semblent importantes. Une fois fait, celle-ci apparaîtrons en surimpression sur votre écran.
• Le mode Zero Frozr vous permet de choisir si les ventilateurs doivent tourner au ralenti ou s’arrêter complètement lorsque la température du GPU ne dépasse pas 60°C (58°C sur notre exemplaire).
• L’Eye Rest propose différents réglages pour la luminosité et la correction des couleurs de votre écran.  

AFTERBURNER

Depuis la nuit des temps, enfin presque, MSI propose son logiciel d’overclocking maison AFTERBURNER. Les possibilités offertes par celui-ci sont immenses. Il dispose également de nombreux thèmes, mais nous resterons pour notre part sur les anciens, certes moins « futuristes », mais bien plus clairs.  

Lors de ce test les fonctions Coreclock, MemoryClock ainsi que CoreVoltage et PowerLimit ont été utilisées. Le fonctionnement est on ne peut plus simple, faites glisser les curseurs, cliquer sur Apply et le tour est joué. Si vous voulez gagner un peu de temps pensez à utiliser les profils.

WattMan

Bien que non fourni par MSI, mais par AMD dans ces drivers, il nous semble opportun de parler, même brièvement, de WattMan.

Si la nouveauté ne vous fait pas peur, et que vous souhaitez installer le moins de logiciels possibles sur votre système d’exploitation, WattMan est fait pour vous. Grâce à son interface, vous pourrez au choix overclocker, modifier le comportement des ventilateurs ou améliorer la performance énergétique de votre carte AMD. Point intéressant, vous pouvez faire des profils différents en fonction des jeux ! 

Overclocking et benchmarks

Dans les graphs qui suivent, la RX 480 GAMING X est toujours représentée en rouge alors que ses concurrentes sont en bleu. Pour rappel, voici les différentes fréquences en jeu :

• WC OC Wiz +170 MHz : 1473 MHz / 9000 MHz
• OC Wiz +120 MHz : 1423 MHz / 9000 MHz
• OC Wiz +90MHz : 1393 MHz / 9000 MHz
• OC Wiz +60 MHz : 1363 MHz / 9000 MHz
• OCMode : 1316 MHz / 8100 MHz
• Gaming : 1303 MHz / 8000 MHz

3DMark TimeSpy

Nous allons débuter cette série de tests avec le dernier benchmark de Futuremark, TimeSpy.

La RX 480 ne joue clairement pas dans la même division : ses performances sont en retrait de 70%, mais son prix est plus de deux fois inférieur. Il n’y a donc rien de surprenant dans ces écarts. La bataille AMD vs AMD est remportée par la Fury avec une différence de 12%. Une fois overclockée au maximum, cet écart se réduit et la RX 480 refroidit par un système de refroidissement liquide fais jeu égal avec la Fury !

Le passage du mode Gaming au mode OC offre un timide gain de 1,4%. Non représenté sur ce graphique, l’overclocking de la mémoire seul, sans modifier la fréquence du GPU, permet un gain de 2 à 3%. Overclocker la mémoire de la RX 480 semble donc très profitable !

3DMark FireStrike Ultra

Sur ce test, malgré l’overclocking maximum appliqué à la RX 480, celle-ci ne parvient pas à accrocher la Fury. En passant du mode Gaming à un overclocking manuel de +60 MHz sur le GPU et +1000 MHz à la RAM, le gain est d’environ 7 %. Pas de quoi sauter au plafond, mais 7% de perf en plus, et gratuitement, ça ne se refuse pas. D’autant plus que la tension n’a pas été modifiée pour stabiliser la carte à +60 !

Le passage au watercooling permet de grappiller 13% par rapport au profil Gaming et 2% par rapport à l’overclocking maximum obtenu avec le dissipateur de base.

Ashes of the Singularity

Plus long que les deux benchmarks précédents, Ashes of the Singularity semble aussi plus lourd. En effet, les profils d’overclocking établis sur TimeSpy et vérifiés sur FireStrike Ultra n’étaient pas stables sur ce jeu ! Un écart de 10 à 20 MHz a été constaté, tous les profils ont donc été refaits en se basant sur le max stable de ce titre.

En regardant attentivement l’évolution du nombre d’IPS nous pouvons établir que la montée en fréquence du GPU de la RX 480 n’a pas une influence très importante. Passer de +60 MHz à +170 MHz offre un gain de moins d’une image. Dans le même temps, passer du mode gaming au mode OC Wiz +60 booste le résultat de trois images soit un gain de 11 %. Sur ce jeu la RAM semble donc être LE paramètre à ne pas négliger. Une fois sous watercooling, la RX 480 accuse un retard de seulement 25% comparé à la 980 Ti.

Overclocking bonus

Avant de se quitter, et vu que la séance d’overclocking extrême est tombée à l’eau, nous avons poussé un peu plus cette RX 480 GAMING X.
AFTERBURNER étant limité à +100 mV nous nous sommes orientés vers le logiciel Trixx de Sapphire. Moins commode à utiliser, il permet de monter la tension d’alimentation jusqu’à +200 mV.

• +200 mV : Malheureusement la carte se coupe dès l’application du voltage.
• +170 mV : Le voltage peut être appliqué mais dès le passage en mode 3D la carte se coupe.
• +150 mV : Nous pouvons exécuter TimeSpy, mais Ashes of the Singularity déclenche les protections de la carte.
• +100 mV : Aucun problème sur tous les jeux testés. 

Avec +150 mV nous sommes parvenus à stabiliser la carte à 1513 MHz soit +210 MHz. Le score graphique ainsi obtenu sur TimeSpy était de 4707 points.

Pour le fun nous avons coupé la tesselation dans les pilotes et relancé le test et le score s’envole à 5255 points. Alors certes, pour un gamer, couper la tesselation n’est pas logique, et c’est pour cela que nous avons fait cette partie overclocking bonus. De plus, au delà de la barre des +100 mV, la carte devient très difficile à maîtriser et nous avons essuyé coupure sur coupure.

Petite astuce pour vous aider à différencier une carte instable d’une mise en protection.

• Carte instable : Si vous montez trop la fréquence, ou que vous ne poussez pas assez la tension, la carte ne sera pas stable et va planter. Lorsque cela se produit vous avez souvent droit à un retour Windows ou à un BSOD. Un simple reboot suffit.
• Protection : Si la carte chauffe trop, ou que vous avez mis trop de tension… la carte va se mettre en protection. Dans ce cas l’écran devient noir et très souvent un appui sur Reset ne résout pas le problème. Les protections restent enclenchées et il faut couper l’alimentation du PC pour que la carte redémarre.

Ce n’est pas infaillible, mais avec un peu d’entraînement nous parvenons plus facilement à trouver l’origine des plantages !

Températures et consommation

Quand on se lance dans l’overclocking, il faut être conscient des répercutions sur le matériel. Augmenter la fréquence est peu, voir pas du tout risqué, mais bien souvent, pour parvenir à ses fins, il nous faut monter les tensions d’alimentation. Et là, tout augmente avec : consommation, facture d’électricité, températures, bruit. La durée de vie de la carte peut, par ailleurs, diminuer.

Comme pour toute chose, il faut donc pratiquer l’OC avec intelligence et ne pas en abuser. Ajouter +100 mV à votre carte ne va pas faire fondre sa durée de vie, ni exploser votre facture. Il suffit d’y aller avec doigté, si une augmentation de 10% de la tension d’alimentation vous apporte 7% de performance en plus, alors le gain peut être justifié. Si en revanche vous poussez les volts et que le gain en performance n’est pas perceptible, alors revenez en arrière.

Afin d’illustrer l’évolution de la consommation et de la température voici le même jeu, exécuté dans trois configurations différentes.

Les tracés bleus représentent le mode Gaming. C’est la façon dont la carte se comporte si vous n’y touchez pas. En vert, nous avons undervolté la carte graphique, c’est-à-dire que nous avons baissé la tension d’alimentation le plus possible tout en s’assurant de la stabilité de la carte. La fréquence de 1303 MHz a donc été conservée, mais la tension est passée de 1,12 V à seulement 1,05 V. L’effet de cette optimisation est très visible. Nous notons un gain de 15 % sur la consommation et ce, sans impacter les performances. Et la température baisse de 6°C !

En rouge, nous avons effectué un overclocking de +120 MHz. Pour stabiliser la carte à cette fréquence nous avons poussé la tension d’alimentation à 1,22 V, soit +100 mV. Le prix à payer pour cette modification ne tarde pas à se faire sentir, +32 % sur la consommation. Si la température semble peu affectée, c’est uniquement parce que les ventilateurs accélèrent pour contrer la chauffe de la carte. Ceux-ci passent de  880 à 1400 tr/min.

Power Target et consommation

Lors de nos tests avec les profils Gaming et Mode OC, la carte s’est montrée très stable, à aucun moment celle-ci n’a abaissé sa fréquence. Lors de l’overclocking manuel, le Power Target a été poussé à +50%, la carte n’a donc pas non plus réduit ses fréquences.

En revanche lors d’un stresstest très lourd, les résultats obtenus étaient pour le moins étranges : 330 W pour le profil Gaming et les mêmes 330 W une fois undervolté. Après vérification, le fautif a été trouvé : la consommation dépasse le seuil fixé par AMD et la carte réduit ses fréquences. Nous avons donc poussé le Power Target à +50% et la différence est maintenant nettement marquée : 340 W contre 370 W.

Nuisance sonore :

C’est indéniablement l’un des points fort de cette RX 480 GAMING X.

Lorsqu’elle n’est pas sollicitée, les ventilateurs de la carte se coupent, nous avons donc un silence parfait et retrouvons les 31 dB de la pièce vide.
Une fois undervoltés, ou en mode Gaming, les ventilateurs démarrent et se stabilisent à 18 %. La vitesse de rotation est si faible que le sonomètre ne parvient pas à le remarquer.

Une fois overclockée au maximum, +120 MHz et +100 mV, la carte chauffe assurément plus et les ventilateurs montent à 35 %, soit 34 dB. A cette vitesse la carte reste silencieuse, mais si nous y prêtons attention, nous parvenons à l’entendre. Chose assez surprenante, le watercooling custom est plus bruyant que la carte, la faute incombant à la pompe qui vibre.

Conclusion

Le test de cette carte aura été une expérience plutôt sympathique. D’abord parce que les fréquences fixées sont bien celles que l’on obtient en pratique, avec une bonne stabilité. Côté nuisances sonores et températures le TWIN FROZR VI fait des merveilles. La carte est maintenue à des températures très faibles et le niveau sonore est extrêmement bas.

Une carte obéissante

Niveau overclocking la carte s’est montrée coopérative. La montée en fréquence n’est pas difficile et le comportement est assez prévisible. Nous avons pu stabiliser la carte à 1366 MHz sans toucher aux tensions d’alimentation.

Si vous voulez pousser d’avantage le GPU, AFTERBURNER vous permet d’ajuster la tension d’alimentation jusqu’à +100 mV. La fréquence peut alors être poussé à 1423 MHz sur notre exemplaire. D’autres logiciels vous permettront de dépasser la limite de +100 mV, mais la carte aura alors tendance à se mettre en protection rapidement. Notez que l’overclocking de la mémoire est très important pour les performances de la carte, il est vivement conseillé.

Le passage à un système de refroidissement liquide nous à permis de grappiller 50 MHz de plus que le dissipateur air. Au vu du prix de ces solutions, du tarif de la carte et des performances remarquables du dissipateur d’origine, il nous semble difficile de conseiller le passage à une solution type watercooling.

Et l’undervolting ?

Si vous possédez une RX 480, GAMING X ou autre, et que vous ne souhaitez pas l’overclocker, jetez un œil à la tension d’alimentation du GPU. AMD semble proposer un ratio tensions/fréquences trop élevé. Il serait donc dommage de passer à côté de ce petit réglage qui vous fera économiser quelques euros et abaissera la température du GPU. Notre undervolting fut très efficace, sans perte de performances.

Il y a donc clairement de quoi s’amuser avec les Radeon RX 480 haut de gamme pour l’overclocking. Nous l’avions déjà constaté avec le modèle Sapphire Nitro+ de notre PC Gaming Tom’s Hardware by Grosbill, overclocké sans difficulté à 1430 MHz.