Test : MSI RTX 2060 Gaming Z, une carte graphique sous stéroïdes !

Intro et caractéristiques

La dernière carte de MSI est plutôt du genre à rouler des mécaniques, avec un look agressif et une fréquence élevée. Pour garantir la fréquence, le Power Limit a aussi été relevé, de sorte qu’on frôle les 2 GHz en pleine charge. Est-ce que ce tempérament explosif se fait aux dépends des températures ou des nuisances sonores ? C’est ce que nous verrons dans ce test détaillé de la MSI RTX 2060 Gaming Z.   

Il me semble important de souligner que la carte testée est un modèle issu du commerce et qu’il comporte quelques changements par rapport au modèle de préproduction envoyé en amont du lancement aux journalistes testeurs, de sorte que les résultats présentés ici diffèrent en partie de ceux que l’on peut lire ici et là sur la toile, au niveau du refroidissement notamment surtout…

Caractéristiques

Une copie d’écran de GPU-Z nous renseigne sur le reste des caractéristiques techniques de la carte :

Méthode et système 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.

La carte en détail

La carte pèse 954 grammes pour une longueur de 24,8 cm, une hauteur 12,5 cm et une épaisseur de 4,1 cm (auxquels s’ajoutent encore 0,5 cm pour la plaque arrière en métal brossé). La coque du système de refroidissement est constituée de plastique noir mat et de fines bandes translucides rétroéclairées une fois la carte allumée. Bien évidemment, le logiciel fourni permet de gérer les effets RVB à loisir. Le logo “MSI TwinFrozr 7” sur le dessus est lui aussi rétroéclairé. Le système de refroidissement dépasse du PCB, long de seulement 21 cm.

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Côté sorties, on retrouve les mêmes que sur la carte de référence : une sortie HDMI 2.0 et trois DisplayPort 1.4, mais pas d’USB-C. Contrairement à la GeForce RTX 2070 Ti Gaming Z, ce modèle doit se contenter d’un seul connecteur d’alimentation au lieu de deux, ce qui devrait être juste pour alimenter la carte au Power Limit de 200 W et au Power Target de 190 W. 

Démontage : PCB et dissipateur

Analyse du PCB

Le PCB maison imaginé par MSI se décline dans sa quatrième révision. Cela signifie qu’il ne s’inspire pas du design de référence PG161 à six couches recommandé par Nvidia pour la RTX 2060, mais qu’il reprend le design plus ancien du PG160 à huit couches, lequel aurait permis par exemple d’ajouter un convertisseur de tension supplémentaire pour l’alimentation du GPU, mais auquel on a renoncé pour des raisons de coût. L’unique entrée d’alimentation ATX à huit broches est classique dans cette gamme de prix. 

L’entrée d’alimentation externe et celle de la fente de la carte mère sont équipées d’une bobine (de 330mH et 1μH respectivement) pour lisser les pics de courant, de points de mesure et d’un fusible. 

Le contrôleur PWM est un NCP81610 de On Semiconductor, un modèle récent capable de fournir de manière très précise les tensions nécessaires aux GPU de dernière génération. Il contrôle les cinq phases réservées au GPU, mais celles-ci sont doublées grâce à un driver NCP81158.

Les deux phases pour la mémoire sont, elles, gérées par un contrôleur uP1660Qde UPI Semiconductor. Dans l’ensemble, on voit que le PCB est un peu trop sophistiqué pour une GeForce RTX 2060, et qu’on a donc veillé à contenir les dépenses au niveau des composants, par exemple en limitant le nombre de phases à cinq au lieu des six possibles. 

Dissipateur et plaque arrière

Sur l’image ci-dessous, on observe deux cadres de stabilisation et maintien, placés en dessous des radiateurs. Le premier entoure le GPU et refroidit les modules mémoire, le second recouvre la surface des VRM. Ces deux cadres sont vissés à la plaque arrière et protègent le PCB d’éventuelles torsions.  

À la différence des exemplaires de préproduction envoyés à la presse, le pad thermique recouvrant les VRM a été élargi et on estime à 50 % le gain de conductivité à attendre à ce niveau. Les autres pads ne réservent pas de surprise. 

Les quatre caloducs de 6 mm de diamètre transmettent la chaleur jusqu’aux extrémités des radiateurs. La carte est équipée de deux ventilateurs de 8,5 cm positionnés juste au-dessus des deux radiateurs. Le bloc de refroidissement en métal léger attache le système de refroidissement au reste de la carte via quatre douilles filetées. 

Autre nouveauté des modèles du commerce : un pad thermique a été ajouté à l’arrière des MOSFET pour que la plaque arrière les refroidisse. 

Benchmarks Full HD / QHD

Tests en jeu FHD (1920 x 1080 pixels)

Par rapport à la GeForce RTX 2060 Founders Edition, la carte se montre 5 à 7 % plus rapide. Overclockée, on gagne encore 3 à 4 %. On n’observera donc à l’œil nu pas de différence notable de fluidité, mais on se consolera peut-être par un meilleur score dans les benchmarks pour peu que les nuisances sonores accrues ne soient pas un problème. Selon nous, la carte est déjà suffisamment overclockée, mais à la demande des lecteurs, nous incluons les résultats d’OC.

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Tests en jeu QHD (2560 x 1440 pixels)

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Consommation

La consommation au repos de 9 W est similaire à celle de la Founders Edition. En jeu et en test de torture, la carte consomme presque 200 W, soit plus que le Power Limit par défaut fixé dans le BIOS. En poussant la carte dans ses derniers retranchements, on obtient au maximum 210 W, malgré le Power Limit fixé à 200 W. Ce modèle est donc l’un des rares à consommer au final plus que le Power Limit, de l’ordre de 5 %.

L’image suivante montre les limites de consommation fixées par MSI dans le logiciel propriétaire : 

Les tensions sont tout à fait normales, et en overclocking, c’est la consommation maximale qui limite la carte, pas sa tension. Certains déploreront que Nvidia ne laisse pas de marge de manœuvre supplémentaire, d’autres se féliciteront qu’il est ainsi presque impossible d’endommager le GPU. 

La répartition de la charge entre les différentes entrées d’alimentation est bien gérée, puisque le slot de la carte mère n’est jamais sollicité à plus de 5,5 A, la limite préconisée. Comme la carte ne possède qu’un connecteur d’alimentation ATX externe, la fente de la carte mère est néanmoins plus sollicitée que sur d’autres modèles.

Mesure des pics de consommation

Comme nous l’expliquions dans l’article “Carte graphique vs. boitier d’alimentation – les pics de consommation sont-ils dangereux ?”,lorsque l’on mesure la consommation d’une carte au millième de seconde, on observe des pics bien plus importants qu’annoncés, et ceux-ci peuvent dans certains cas mener à l’arrêt impromptu du boitier d’alimentation. En effet, la consommation moyenne relevée sur plusieurs secondes (la TBP pour “Typical Board Power”), communiquée par le fabricant ou mesurée par la plupart des testeurs, ne permet pas de déduire automatiquement qu’un boitier d’alimentation est capable de soutenir la charge d’une carte graphique actuelle.

Des pics de consommation d’une durée allant de 1 à 10 ms peuvent en effet enclencher le mécanisme d’arrêt d’urgence (OPP, OCP), en particulier sur les alimentations multi-rails, et ce, alors que la consommation moyenne est bien en dessous de la norme. Pour la MSI RTX 2060 Gaming Z, je conseille donc une alimentation capable de fournir au moins 250 W au GPU. Le graphique suivant montre l’évolution de la consommation avec une mesure toutes les 20 ms, un intervalle qui sert aussi aux mesures :

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Graphiques détaillés de la consommation et de l’intensité

Comme de coutume, nous incluons les graphiques détaillés de la consommation et de l’intensité électrique obtenus grâce à notre oscillographe. Ils montrent comment la carte réagit sur une période donnée.

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Températures, fréquences et overclocking

Overclocking

Par défaut, la carte atteint 2010 MHz en début de charge, avant de baisser légèrement à 1950 MHz. Ces très bons résultats obtenus boitier fermé s’expliquent par le Power Target relevé à 190 W. En le poussant à 200 W, le Power Limit de la carte, on parvient à maintenir une fréquence de 2130 MHz après 30 min de charge. Bien sûr, ce n’est possible qu’en poussant les ventilateurs au maximum ; il serait même possible d’atteindre 2175 MHz en maintenant la température GPU sous les 41°C, avec une plaque de watercooling par exemple. La mémoire se laisse aussi overclocker, mais je ne le conseille pas, les modules mémoire Micron pouvant être facilement endommagés.

Températures

Le système de refroidissement rafraîchit efficacement les composants. On mesure à peine 65°C sur banc de test et 66°C boitier fermé. Ces basses températures accompagnées du relèvement du Power Target permettent à la fréquence de se maintenir à un niveau élevé. Par rapport à la Founders Edition de Nvidia, la carte est nettement plus rapide et mieux refroidie.

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Pour récapituler, voici les résultats obtenus sous forme de tableau :

Images infrarouges de la répartition des températures sur le PCB

Les images suivantes montrent la répartition des températures sur le PCB en jeu et test de torture, sur banc de test et boitier fermé. Les différences sont sensibles, mais dans l’ensemble, le refroidisseur n’a aucun mal à refroidir les composants et on n’observe aucun point chaud. Rappelons que cela n’était pas le cas sur les exemplaires de préproduction envoyés aux journalistes testeurs et qui souffraient d’un gros problème de surchauffe au niveau des VRM. Celui-ci a donc été facilement résolu par l’application de pads thermiques plus larges à l’avant et l’arrière des composants. 

Les modules de mémoire sont bien refroidis et on dispose de réserves confortables pour la prochaine canicule, voire un léger overclocking de la mémoire. 

Boitier fermé, les températures n’augmentent que très modérément, et les VRM qui posaient problème sur la carte de préproduction restent ici bien en dessous des 95°C, limite préconisée. 

En test de torture, les VRM commencent à chauffer plus que nécessaire, mais n’oublions pas que les images suivantes sont prises sans plaque arrière, et que remise en place, les températures baissent drastiquement.

Même chose en test de torture boitier fermé, en rappelant aussi que faire tourner Furmark pendant une demi-heure ne fait surement pas partie de la routine matinale du joueur lambda. 

Le pad thermique positionné entre les VRM et la plaque arrière fait des miracles et on observe une différence de presque 15 degrés au niveau des VRM ! 

Ventilation et bruit

La fonction d’arrêt des ventilateurs au repos est bien réalisée avec un démarrage progressif. Comme sur la Founders Edition, les ventilateurs sont gérés de manière individuelle (c’est d’ailleurs l’une des caractéristiques du design de référence Nvidia).

Le ventilateur situé au-dessus du GPU tourne en moyenne à 1460 tpm et maintient le GPU à 65°C, tandis que le second ventilateur, sous lequel les VRM sont placés, tourne un peu plus vite à 1840 tpm, ce qui permet un meilleur refroidissement de ces derniers. 

Les nuisances sonores sont bien présentes, mais boitier fermé en test de torture, ce serait difficile de dissiper les 200 W émis par la carte sans faire aucun bruit. C’est ce dernier cas de figure, plus proche de la réalité d’un boitier de joueur que le test sur banc de test, que nous présentons ici, en différenciant bien chacun des deux ventilateurs :

Observons comment se comportent les ventilateurs dans différents cas de figure :

Spectre sonore

On mesure 37 dB avec des ventilateurs tournant entre 1460 et 1840 tpm, leur vitesse quand la carte est placée dans un boitier (notre mesure est faite sur banc de test, mais en fixant manuellement la vitesse des ventilateurs pour répliquer ce scénario). Le résultat est excellent et la Founders Edition est beaucoup plus chaude et bruyante.

Le bruit émis est très discret. On discerne de légers bruits de moteurs si on tend l’oreille et ceux-ci sont corroborés par l’analyse spectrale. Le souffle des ventilateurs est aussi présent, mais en gardant à l’esprit que la carte dégage plus de 200 W de chaleur, elle s’en sort avec bravoure. 

Résumé et conclusion

Résumé

Après un faux départ (les exemplaires de préproduction envoyés aux journalistes informatiques) la MSI RTX 2060 Gaming Z s’avère une carte convaincante : la fréquence Boost élevée grâce aux températures modérées permet de jouer dans d’excellentes conditions, et la fréquence d’overclocking de presque 2,2 GHz avec un refroidisseur conséquent ne peut qu’impressionner.   

Le système de refroidissement avec gestion indépendante des ventilateurs s’avère utile pour mieux refroidir les composants qui en ont le plus besoin, tout en contenant les nuisances sonores au minimum nécessaire. Le système d’illuminations RVB est réussi, pour peu qu’on s’y intéresse. 

Conclusion