Test : la Gigabyte GTX 1070 Ti G1 Gaming et son astucieux PCB

Introduction et présentation

Nvidia ayant décrété qu’il fallait combler le vide entre la GTX 1070 et la GTX 1080, Gigabyte s’exécute avec une GeForce GTX 1070 Ti G1 Gaming non overclockée. Exit la version haut de gamme Aorus, il faudra donc faire avec cette carte plus abordable.

Contrairement à la plupart des autres constructeurs qui ont recyclé les PCB et les systèmes de refroidissement conçus pour la GeForce GTX 1080, Gigabyte reprend pour base de travail la GeForce GTX 1070 G1 Gaming. Au niveau du PCB, cela ne pose pas de problème, mais il faudra voir ce que cela donne au niveau du système de refroidissement. Et si la concurrence a tenté d’augmenter la valeur ajoutée en déclinant des variantes haut de gamme sur la GeForce GTX 1070 Ti et en contournant l’interdit Nvidia par un overclocking logiciel facilité, Gigabyte, laisse de côté sa variante Aorus. Pas d’overclocking, pas de chocolat, et donc pas d’Aorus, en ont conclu les équipes Gigabyte.

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Pourtant, Gigabyte avait déjà lancé la production d’une version overclockée du BIOS qui avait reçu le feu vert de Nvidia. Environ 25 000 cartes ont été ainsi produites avec le label OC avant que Nvidia ne se ravise ! Les deux images suivantes montrent la version originale et la version actuelle. Les plus chanceux qui recevront une des premières cartes produites pourront donc se réjouir d’une carte à la fréquence plus élevée par défaut.

Image 2 : Test : la Gigabyte GTX 1070 Ti G1 Gaming et son astucieux PCBImage 3 : Test : la Gigabyte GTX 1070 Ti G1 Gaming et son astucieux PCB

Mais comme Nvidia a entre-temps non seulement interdit la première version de la carte, mais aussi l’utilisation ou la publication du BIOS original, nous nous limitons dans ce test à la version finale du BIOS fournie par Gigabyte. 

Comme la performance des cartes partenaires GeForce GTX 1070 Ti est quasiment identique à cause de fréquences de base et de Boost imposées, les différences de résultat dépendent en premier lieu de la fréquence de Boost effective, laquelle dépend de l’efficacité du refroidissement, mais surtout de la qualité du chip embarqué, et qui peut varier de manière significative.

Chacun des tests représentés sous forme de graphique à barres ne montre donc que le résultat d’un exemplaire à un moment donné. C’est pourquoi nous mettons l’accent dans nos tests sur la qualité de la réalisation de chaque modèle, que nous évaluons à l’aide d’un protocole de tests précis et standardisé réalisé avec un équipement professionnel. 

Il n’est donc PAS possible à l’aide de ces tests de définir un modèle plus rapide que les autres, puisque tous les résultats sont compris dans la marge d’erreur inhérente à la différence de qualité du chip. Pour cette raison, nous avons omis de mentionner le nom du fabricant de la carte dans les benchmarks, puisque pour deux cartes de même modèle, l’une peut se trouver en tête et l’autre en queue de peloton, à cause d’une qualité de fabrication du chip différente. 

Déballage, dimensions et connectique

Dans la boite, on retrouve les accessoires classiques comme DVD et notice d’utilisation. Nous reviendrons plus tard sur les spécificités du PCB et du système de refroidissement. Commençons tout d’abord par un tableau récapitulatif des caractéristiques principales de la carte : 

Dimensions, connectique, type de refroidissement    
Longueur    
28,7 cm (de l’équerre PCI à l’extrémité de la coque)    
Hauteur10,8 cm (de la fente PCI au sommet de la coque)    
Épaisseur   
3,5 cm (2 slot)
0,5 cm (dépassement)    
Poids    
757 grammes    
Plaque arrière    
Oui, participe au refroidissement    
Refroidissement    
Par air
Ailettes orientées à la verticale    
Ventilateurs    

3 ventilateurs de 8 cm (pales de 7,7 cm)
11 pales par ventilateur
Arrêt des ventilateurs au repos

Sorties    
3 DisplayPort 1.4
1 HDMI 2.0
1 Dual-Link DVI-I    
Autres connecteurs    
2 connecteurs SLI    
Connecteurs d’alimentation    
1 connecteur à 8 broches PCI-Express    

La carte sous tous les angles

La coque du système de refroidissement est en plastique mat anthracite orné d’applications orange. La G1 Gaming pèse seulement 757 grammes et son montage devrait être aisé dans la plupart des boitiers. Trois petits ventilateurs de 80 mm de diamètre sont censés garantir une ventilation adéquate. On ne remarque pas tout de suite la petite taille des ventilateurs en raison de l’apparence allongée de la carte.

Image 4 : Test : la Gigabyte GTX 1070 Ti G1 Gaming et son astucieux PCBImage 5 : Test : la Gigabyte GTX 1070 Ti G1 Gaming et son astucieux PCB

La face arrière du PCB est recouverte d’une plaque arrière protectrice en aluminium noir sur laquelle ressort le logo Gigabyte blanc non rétroéclairé.

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Comme sur la plupart des cartes avec plaque arrière, il faut prendre en compte le dépassement de 5 mm de cette plaque arrière par rapport au PCB, ce qui dans une configuration en SLI peut avoir son importance. Comme la carte devient très instable lorsqu’on retire cette protection, il vaut mieux envisager une autre carte si la place vient à manquer dans votre boitier.

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Le dessus de la carte arbore le logo Gigabyte rétroéclairé, l’indicateur d’arrêt des ventilateurs et un connecteur d’alimentation PCIe à huit broches, placé à l’extrémité du PCB.

L’extrémité de la carte tout comme son dessous laissent entrevoir les lamelles du radiateur orientées à la verticale et qui dirigent donc le flux d’air chaud vers la carte mère au lieu de l’évacuer par les extrémités.

Image 8 : Test : la Gigabyte GTX 1070 Ti G1 Gaming et son astucieux PCBImage 9 : Test : la Gigabyte GTX 1070 Ti G1 Gaming et son astucieux PCB

L’équerre PCI propose les cinq sorties habituelles, dont quatre au maximum peuvent être utilisées simultanément. A côté d’une sortie DVI dual Link, on retrouve aussi une sortie HDMI 2.0 et trois DisplayPort 1.4. Le reste de l’équerre est percé de trous d’aération, mais sans réelle utilité en raison de l’orientation des lamelles du radiateur.

Caractéristiques techniques

Comme toutes les GeForce GTX 1070 Ti ont les mêmes fréquences par défaut, le tableau suivant est valable pour l’ensemble les cartes constructeurs : 

GPU
GeForce GTX 1080 (GP104)
GeForce GTX 1070 Ti (GP104)
GeForce GTX 1070 (GP104)
SM
20
19
15
Coeurs CUDA
2560
2432
1920
Fréquence de base
1607 MHz
1607 MHz
1506 MHz
Fréquence de Boost
1733 MHz
1683 MHz
1683 MHz
Nb de GFLOPs (à fréquence de base)
8228
7816
5783
Unités de texture
160
152
120
Texel Fill Rate
277.3 GT/s
244.3 GT/s
201.9 GT/s
Débit mémoire
10 Gb/s
8 Gb/s
8 Gb/s
Bande passante mémoire
320 Go/s
256 Go/s
256 Go/s
ROP
64
64
64
Cache L2 
2 Mo
2 Mo
2 Mo
TDP
180 W
180 W
150 W
Transistors
7.2 Mrd.
7.2 Mrd.
7.2 Mrd.
Taille du die
314 mm²314 mm²314 mm²
Finesse de gravure16 nm
16 nm16 nm

Système de test

Le tout nouveau système de test et la méthodologie employée ont déjà été décrits en détail. Vous pouvez tout savoir en consultant notre article sur notre protocole de test standardisé des cartes graphiques.

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Système
Intel Core i7-6900K @4.3 GHz
MSI X99S XPower Gaming Titanium
Corsair Vengeance DDR4-3200
1x 1 TB Toshiba OCZ RD400
2x 960 GB Toshiba OCZ TR150
Be Quiet Dark Power Pro 11, 850W
Windows 10 Pro à jour
Refroidissement
Alphacool Eiszeit 2000 Chiller
Alphacool Eisblock XPX
Thermal Grizzly Kryonaut
Moniteur
Eizo EV3237-BK
Boîtier
Lian Li PC-T70 modifié (ouvert et fermé)
Mesures électriques
Point de mesure sans contact sur le slot PCIe, via un riser PCIe
Point de mesure sans contact sur les connecteurs PCIe d’alimentation
Mesure directe au niveau de l’alimentation
4x oscilloscopes Rohde & Schwarz HMO 3054 multicanaux, 500 MHz avec fonction mémoire
4x pinces ampèremétriques Rohde & Schwarz HZO50 (de 1 mA à 30 A, 100 KHz, courant continu)
4x sondes de test Rohde & Schwarz HZ355 (10:1, 500 MHz)
1x multimètre numérique Rohde & Schwarz HMC 8012, avec fonction mémoire
Imagerie thermique
Caméra infrarouge Optris PI640
Logiciel PI Connect
Mesures sonores
Micro NTI Audio M2211 (avec fichier de calibration)
Interface Steinberg UR12 (avec alimentation fantôme pour les microphones)
Creative X7
Logiciel Smaart v.7
Chambre anéchoïque, 3,5 x 1,8 x 2,2 m (LxlxH) 
Mesures axiales, à la perpendiculaire du centre de(s) la source(s) sonore(s), distance de 50 cm
Nuisances sonores exprimées en dBA (lent), analyse en temps réel (RTA)
Spectre de fréquence représenté sous forme de graphique

PCB et alimentation

Gigabyte reprend la deuxième révision du PCB de la GTX 1070 Ti G1. Cette révision a la particularité d’incliner le GPU à 90°, de regrouper les convertisseurs de tension GPU à gauche et les modules mémoire à droite. L’intérêt de ce chambardement vient du fait qu’aucun module mémoire ne se trouve en sandwich entre les VRM et le GPU. Cela permet aux modules de moins souffrir de la chaleur des autres composants, comme on va le voir plus tard.

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Le contrôleur PWM des six phases GPU est un µP9511P de chez uPI Semiconductor Corp. Les deux phases mémoire sont gérées par un contrôleur à double canal, lequel dirige sur chaque phase une puce NTMFD4901NF de ON Semiconductor, qui regroupe high side et low side ainsi que diode de Schottky.

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Le BIOS et le contrôleur PWM ont été relégués sur la face arrière du PCB, tout comme les drivers des phases GPU. Sur ces derniers, un épais pad thermique transmet la chaleur à la plaque arrière.    

Alimentation du GPU    

Contrôleur PWMuP9511
UPI Semiconductor
Contrôleur PWM 8 phases    
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Drivers    
58603A
Driver    
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VRM High Side
AON6414
Alpha & Omega
MOSFET à canal N    
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VRM Low SideAON6508
Alpha & Omega
MOSFET à canal N    
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Bobines    
Magic Coils
Foxconn
Bobines encapsulées à noyau ferrite
15 nH    
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Mémoire    

ModuleMT51J256M32HF-80
Micron
GDDR5, 8.0 Gb/s
8 Go (32 x 256 Mo)
8 modules 
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Contrôleur PWM    
2 phases
Contrôleur buck OEM 
Image 19 : Test : la Gigabyte GTX 1070 Ti G1 Gaming et son astucieux PCB
VRM
NTMFD4901NF
ON Semiconductor
MOSFET à double canal N
high side et low side    
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BobinesMagic Coils
Foxconn
Bobines encapsulées à noyau ferrite
22nH    
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Autres composants    


Monitoring    
INA3221
Monitoring Chip
Intensité du courant, tension    
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BIOS
Winbond 25Q40
Kynix Semiconductor BIOS EEPROM    
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Contrôleur RVB    
HT32F52241
Holtek
ARM Cortex M0+ 32 bits    
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Entrée d’alimentation   
Bobine (lissage) et shunt sur connecteur d’alimentation PCIe     
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Divers    

Autres caractéristiques    

– 1 connecteur d’alimentation PCIe à 8 broches 

– Bobine de lissage du courant
– Processeur ARM pour la gestion de l’éclairage RVB 

Performance en jeu en QHD (2560 x 1440 pixels)

Remarque importante

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 grandement 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 s’avérait être par hasard particulièrement performant. 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.

Nous effectuons nos benchmarks seulement dans une résolution QHD (2560×1440 pixels) afin de tester principalement 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.  

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Consommation

Consommation dans différents scénarios

La consommation en jeu se situe exactement au niveau du Power Target fixé par Nvidia à 180 W. En test de torture, la consommation reste identique. Lorsqu’on relève le Power Target au maximum, c’est à dire à 122 %, la carte consomme un peu moins de 215 W, mais se situe donc nettement en dessous de la limite de 240 W autorisée par Nvidia.

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

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Respect des normes

Avec 5,6 A au maximum en test de torture, la carte respecte relativement scrupuleusement 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 plutôt à 5,1 A, même overclockée. Le petit dépassement dans Furmark est dû à l’utilisation intensive de la mémoire, mais n’est pas vraiment préoccupant. 

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Graphiques détaillés de la consommation et de l’intensité du courant

Pour les plus curieux, voici les graphiques d’évolution de la consommation et de l’intensité du courant, à partir de la mesure desquelles nous nous basons pour les graphiques à barres synthétiques : 

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Températures, overclocking et images infrarouges

Overclocking

Les limites de cette carte sont identiques à la concurrence au Power Target similaire. Avec un Power Target relevé à 122 %, la carte consommait un peu moins de 215 W et était à la fois limitée par la tension et la limite de consommation. Nous avons pu augmenter la fréquence GPU de 200 MHz et la mémoire de 150 MHz de manière stable.

Températures et fréquences

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


Valeur de départ    
Valeur finale    
Sur table de benchmark    
Température GPU    
29 °C
67 °C
Fréquence GPU    
1873 MHz
1784 MHz
Température ambiante    
22 °C
22 °C
Boitier fermé    
Température GPU    
30 °C
69 °C
Fréquence GPU    
1873 MHz
1759 MHz
Température au sein du boitier    
22°C
40°C
OC (sur table de benchmark)    
Température GPU (à 2530 tpm)
29 °C
54 °C
Fréquence GPU    
2101 MHz
2063 MHz
Température ambiante    
22°C
22°C

Graphiques d’évolution de la température et de la fréquence

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

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Analyse infrarouge de la répartition des températures sur le PCB

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

En jeu et overclockée

En jeu sur la table de benchmark, rien à signaler, tous les composants sont correctement refroidis grâce à un flux d’air bien géré. On voit que la carte essaye de maintenir la température sous les 70°C afin de ne pas perdre trop en fréquence de Boost. 

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Même chose une fois placée dans le boitier fermé, la température n’augmente que de trois degrés en moyenne.

Image 46 : Test : la Gigabyte GTX 1070 Ti G1 Gaming et son astucieux PCB

Si on overclocke la carte au maximum, laisse les ventilateurs par défaut et la place dans un boitier fermé correctement ventilé, le flux d’air engendré par les ventilateurs est toujours suffisant pour dissiper les 215 W générés tout en gardant le GPU sous les 75°C. Les convertisseurs de tension montent à 80°C, mais ce n’est pas préoccupant, d’autant plus que leur température baisse de trois à quatre degrés lorsqu’on remet la plaque arrière en place.

Ce qui saute par contre aux yeux, c’est la température de la mémoire, agréablement basse. Le placement des modules mémoire loin des convertisseurs de tension est donc un choix judicieux de la part de Gigabyte.

Image 47 : Test : la Gigabyte GTX 1070 Ti G1 Gaming et son astucieux PCB

En test de torture

En test de torture, la charge et donc les températures se déportent sur la mémoire et les convertisseurs de tension, mais la carte reste au final presque aussi tempérée qu’en jeu.

Image 48 : Test : la Gigabyte GTX 1070 Ti G1 Gaming et son astucieux PCB

Boitier fermé, la température monte tout au plus de deux degrés aux points de mesure choisis. N’oublions pas qu’avec la plaque arrière montée, ces températures devraient être encore plus basses.

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Système de refroidissement et nuisances sonores

Système de refroidissement et plaque arrière

Ici la plaque arrière participe au refroidissement et pas seulement à la stabilité de l’ensemble. On a appliqué de gros pads thermiques au niveau des convertisseurs de tension afin de soulager le radiateur à l’avant de la carte. Le reste de la plaque est recouvert d’un film plastique protecteur.

Image 50 : Test : la Gigabyte GTX 1070 Ti G1 Gaming et son astucieux PCB

Le système de refroidissement en détails
Type de refroidissementPar air
Bloc de refroidissementEn aluminium pour le GPU avec des caloducs en contact direct
Modules et VRM mémoire via cadre de maintien 
AilettesEn aluminium, à la verticale
Peu espacées
Caloducs
2 x 8 mm, en cuivre et matériaux composites    
Refroidissement des VRMVRM GPU : via le cadre de maintien
VRM mémoire : via la plaque arrière    
Refroidissement mémoireVia le cadre de maintien et indirectement le bloc de refroidissement GPU
Ventilateurs3 ventilateurs de 8 cm (pales de 7,7 cm)
11 pales par ventilateur
Mode semi-passif    
Plaque arrièreEn aluminium
Participe au refroidissement, film protecteur à l’arrière
Éclairage RVB    

Au milieu de la carte, le bloc de refroidissement GPU est surmonté d’un radiateur en aluminium. Ce bloc en aluminium est transpercé par les deux caloducs de 8 mm en contact direct avec le GPU (système DHT). Ces caloducs ne recouvrent pas complètement la surface du GPU et on voit bien que ce système devait rester peu onéreux.

Image 51 : Test : la Gigabyte GTX 1070 Ti G1 Gaming et son astucieux PCB

Nuisances sonores

Les graphiques suivants montrent que Gigabyte a compensé la surface de refroidissement relativement restreinte des radiateurs en accélérant un peu les ventilateurs. Car si l’aluminium a un coût pour le fabricant, le surplus de courant nécessaire pour accélérer les ventilateurs est lui payé par l’acheteur, nuisances sonores comprises. Nuançons tout de même en disant que si le nombre de tours par minute semble très élevé, à l’oreille, ce n’est pas non plus catastrophique. 

Image 52 : Test : la Gigabyte GTX 1070 Ti G1 Gaming et son astucieux PCB

En test de torture, le comportement de la carte reste très semblable. On peut donc en conclure que les trois petits ventilateurs savent se faire entendre, sans que cela soit pour autant particulièrement gênant.    

Image 53 : Test : la Gigabyte GTX 1070 Ti G1 Gaming et son astucieux PCB

La carte ne possède en tout cas que très peu de réserves pour faire face à une canicule ou un boitier mal aéré. Dans de tels cas, c’est la fréquence de Boost qui en pâtirait.

Ventilateurs et nuisances sonores
Vitesse maximale sur table de benchmark
1825 tpm    
Vitesse moyenne sur table de benchmark1802 tpm    
Vitesse maximale boitier fermé2001 tpm    
Vitesse moyenne boitier fermé1992 tpm    
Nuisances sonores maximales40,8 dB(A)    
Nuisances sonores moyennes40.2 dB(A)    
Nuisances sonores au repos0 dB(A)    
Impressions subjectivesPeu de bruits de roulement
Bruits du moteur aux environs de 1 KHz
Bruit du brassage d’air
Léger crissement des bobines

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

Image 54 : Test : la Gigabyte GTX 1070 Ti G1 Gaming et son astucieux PCB

La carte émet presque 41 dB, ce qui n’en fait pas une carte particulièrement silencieuse. Mais si on prend en compte le fait que les températures restent contenues malgré la modestie du radiateur, on peut dire que c’est un bon résultat, même si cela se fait au prix d’un accroissement des nuisances sonores. 

Résumé et verdict

Résumé

Image 55 : Test : la Gigabyte GTX 1070 Ti G1 Gaming et son astucieux PCB

On ne peut pas dire que Gigabyte ait cherché midi à quatorze heures avec cette carte GeForce GTX 1070 Ti G1 Gaming. On a affaire à une carte moyennement performante, mais qui reste à un prix contenu. C’est semble-t-il la marche qu’a pris le constructeur et qui révèle une fois de plus le peu d’enthousiasme de la part des constructeurs pour cette carte dont l’overclocking est interdit par défaut. Ça semble en tout cas avoir refroidi les ardeurs de pas mal de fabricants.

Cela dit, la carte ne commet aucun faux pas et conviendra aux acheteurs à la recherche d’une carte légère facile à installer. Elle pèse en effet à peine plus de la moitié de la Zotac GTX 1070 Ti Amp! Extreme, tout en restant modérément bruyante et aussi performante. De plus, elle possède le mode semi-passif qui la rend complètement silencieuse au repos, une fonction qui manque à la Zotac.

Verdict

Image 56 : Test : la Gigabyte GTX 1070 Ti G1 Gaming et son astucieux PCB

Gigabyte GeForce GTX 1070 Ti G1 Gaming

On aime
  • Poids et dimensions raisonnables
  • Peu de bruit électronique
  • Plaque arrière active pour la dissipation
  • Layout du PCB astucieux
On n’aime pas
  • Overclocking modéré (Power Target)
  • Un peu bruyante en jeu
Verdict :

Encore une fois, cette carte retrouve la même limitation de performances que tous les autres modèles concurrents, et seule la qualité du GPU permettra de grappiller une poignée d’images par seconde. Reste que ce modèle affiche une disposition astucieuse de ses composants sur le PCB, qui permet des températures bien modérées pour des dimensions qui restent très raisonnables. Seul défaut réel : ses ventilateurs sont un peu bruyants en jeu.

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