Test : GeForce RTX 2080 Ti Amp! Extreme, la carte la plus folle de Zotac

Intro et caractéristiques

Pousser le Power Limit jusqu’à 380 W, rester très conservateur ou adopter le juste milieu à la recherche d’un compromis entre performance et refroidissement ? Les cartes RTX 2080 Ti laissent une grande marge de manœuvre aux constructeurs. La GeForce RTX 2080 Ti Amp! Extreme de Zotac que nous testons aujourd’hui est plutôt du genre expansive, comme nous allons le voir.

Les cartes Amp! Extreme de Zotac sont le top du top de la marque et ne reçoivent ce label qu’après montage et vérification du potentiel d’overclocking du chip embarqué. Nous contrôlerons si notre exemplaire mérite vraiment cette distinction. Sans en dire trop, on verra qu’elle n’exploite pas tout son potentiel de consommation en raison du couple tension-fréquence imposé par Nvidia.

Caractéristiques techniques

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

La carte est overclockée et peut donc dépasser les 15 TFLOPS en pic de puissance FP32. La RAM reste toutefois à sa fréquence de référence.

On peut voir ici que le Power Target, assimable au TDP de la carte, passe de 260 W de référence à 300 W sur ce modèle Zotac, avec une limite de puissance de 336 W, une limite que l’on pourra atteindre en augmentant le power limit à 112 %.

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

Cette foudre de guerre pèse la bagatelle de 1480 grammes. Du coup, une béquille de soutien n’aurait pas été de trop pour soulager la fente de la carte mère. Longue de 32,5 cm, large de 13 cm et épaisse de 5,5 cm (auxquels il faut encore ajouter 0,5 cm pour la plaque arrière), il faudra bien vérifier avant l’achat que son boitier est suffisamment spacieux pour accueillir ce monstre.

Le système de ventilation à trois ventilateurs de 9 cm d’envergure n’a pas que des avantages, comme nous le verrons plus loin. Contrairement à la Founders Edition, dont la vitesse des deux ventilateurs peut être ajustée indépendamment, ces trois turbines tournent à la même vitesse.

Ce sont les illuminations RVB qui donnent à la carte son caractère, en commençant par les deux barres blanches en forme d’éclair qui s’éclairent une fois la carte branchée.

Côté sorties, on retrouve les mêmes que sur la Founders Edition de Nvidia : une sortie HDMI 2.0, trois DisplayPort 1.4 et une USB-C.

La carte possède deux connecteurs d’alimentation ATX à 8 broches. Comme elle est livrée par défaut avec un Power Limit de 336 W (à ne pas confondre avec le Power Target, qui est lui fixé à 300 W), ces deux connecteurs ne sont pas superflus. On verra que selon la qualité du chip embarqué, la carte n’exploite pas toujours ce potentiel et se voit plutôt limitée par la tension.

Démontage : PCB et dissipateur

Analyse du PCB

Le PCB a été spécialement conçu par Zotac. Sur la gauche, les trois phases de la mémoire sont régies par un contrôleur PWM uP9512P, placé en dessous. Sur la droite, on dénombre pas moins de 16 circuits de conversion du courant. Évidemment, cela ne correspond pas à 16 phases dédiées, il n’existe de toute façon pas de contrôleur PWM capable d’en gérer autant.

En fait, chacune des huit phases est dédoublée (ou plutôt parallélisée avec des Smart Power Stage, comme nous l’expliquons dans ce dossier) , ce qui permet de répartir la chaleur dégagée sur une plus large surface et éviter ainsi les points chauds. Le contrôleur PWM à la manœuvre est un uP9512P. Techniquement, on a donc huit phases, et le discours marketing affirmant que la carte possède 16 phases GPU est une exagération. Pour autant, c’est une solution astucieuse.

Le fameux système Power Boost à l’arrière de la carte est coutumier chez Zotac, mais il est très marketing, sans réel avantage par rapport à la concurrence. Il s’agit de plusieurs condensateurs SMD regroupés sur un petit PCB, le tout sous une petite capsule de métal. L’idée serait d’améliorer la qualité du courant fourni au GPU, mais rien de vraiment significatif, ni vraiment de quoi justifier le nom “power boost” à proprement parler. Notez toutefois que l’ensemble des composants du PCB sont haut de gamme et soigneusement choisis.

Dissipateur et plaque arrière

Zotac a opté pour un refroidissement des composants secondaires via une plaque de maintien et de refroidissement placée entre les composants et les radiateurs. Cette plaque placée en sandwich doit donc se contenter de l’air des ventilateurs à sa surface pour se refroidir. Cela ne marche pas de manière optimale, comme on le verra par la suite. Une modification de notre part a permis de nettement améliorer les températures de la carte.

Les ailettes du radiateur sont peu espacées, ce qui permet une plus importante surface de dissipation. Le bloc de refroidissement en cuivre pour le GPU est entouré d’un bloc en métal léger qui refroidit aussi la mémoire via l’application de pads thermiques. Nous verrons si cela suffit pour refroidir la mémoire de manière appropriée.

La plaque arrière en aluminium noire ne participe pas au refroidissement, elle ne possède même pas de trous d’aération. Elle n’est donc là que pour des raisons esthétiques et contribue marginalement à la stabilité de la carte.

Benchmarks QHD et 4K

Par rapport à la GeForce RTX 2080 Ti Founders Edition, on observe un gain de 3,5 à 4 %. Overclockée, on gagne encore 1 à 2 % supplémentaires. La carte se montre alors nettement plus bruyante. Cela dit, à la demande des lecteurs, nous incluons dans nos graphiques comparatifs les résultats d’OC.

Tests en jeu QHD (2560 x 1440 pixels)

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Tests en jeu UHD (3840 x 2160 pixels)

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Consommation

La consommation de cette carte atteint 280 W, c’est à dire 20 W de moins que ce que permet son Power Target. C’est seulement en test de torture que la consommation atteint son maximum. La raison de cette retenue est à chercher du côté du chip embarqué : de très bonne facture, il n’a pas besoin d’autant d’énergie pour maintenir sa fréquence, et se voit ensuite limité par la tension maximale autorisée. La morale de cette histoire, c’est que même avec un GPU de première qualité, il est difficile d’augmenter la fréquence de Boost à cause de la limitation de la tension imposée par Nvidia ! Au final, une puce de premier choix ne permet que d’économiser quelques Watts.

Les tensions sont typiques des cartes RTX, et on constate une fois de plus que c’est la tension qui limite la carte. On voit aussi à la baisse progressive de tension en début de test que la température joue aussi un rôle important.

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.

Mesure des pics de consommation

Les pics de consommation sont-ils dangereux ? Lorsque l’on mesure la consommation d’une carte au millième de seconde, on observe des pics de consommation 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”) 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 entrainer 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 Zotac RTX 2080 Ti Amp Extreme, je conseille donc une alimentation capable de fournir au moins 325 à 350 W via les connecteurs d’alimentation ATX.

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 en détail comment la carte réagit sur une période donnée.

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Températures, fréquences et overclocking

Overclocking

Une fois stabilisée à chaud, la Zotac se maintient à 1935 MHz en faisant tourner les ventilateurs au maximum, à 3460 tpm. La température est alors de 54°C et le Power Limit de 336 W est atteint via le relèvement du Power Target à 112 %. C’est la manière forte, et c’est aussi la seule façon de maintenir cette fréquence.

C’est un problème que partagent toutes les RTX 2080 Ti. La température de la mémoire étant par défaut déjà limite, je ne me suis pas aventuré à tester dans quelles proportions elle se laissait overclocker.

Températures et fréquences

Le système de refroidissement est suffisamment dimensionné pour refroidir correctement la carte. On mesure 69 – 70°C sur banc de test et 71°C au maximum boitier fermé. Ce modèle est donc nettement mieux refroidi que la Founders Edition de Nvidia, mais aussi plus rapide.

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

Images infrarouges

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 le GPU. La zone posant problème est plutôt la mémoire, plus sensible aux hautes températures que les VRM.

Observons maintenant comment la carte réagit en test de torture, avec une consommation avoisinant les 300 W :

Boîtier fermé, on mesure 92°C, ce qui est beaucoup trop à notre goût pour les modules de mémoire, d’autant plus…

… qu’en appliquant au bon endroit des pads thermiques, il est possible de baisser leur température de 5°C !

Ventilation et bruit

La fonction d’arrêt des ventilateurs au repos fonctionne, mais l’hystérèse est mal maîtrisée et on observe plusieurs démarrages avant que la carte ne trouve son équilibre. Les ventilateurs démarrent lorsque la température atteint 59°C et tournent alors à un peu moins de 1000 tpm. Comme ce processus se répète plusieurs fois, les nuisances sonores engendrées sont plus perceptibles.

En charge, boitier fermé, les ventilateurs tournent à 1800 tpm. La carte dispose des réserves nécessaires pour faire tourner les ventilateurs un peu moins rapidement (à 1600-1700 tpm), pour peu que le boitier soit suffisamment ventilé. Sur notre modèle, nous entendons cependant un cliquetis des ventilateurs…

Enfin, le tableau ci-dessous documente le comportement des ventilateurs dans différents cas de figure avec pour référence, les résultats de la Founders Edition :

Spectre sonore

On mesure 38,6 dB avec des ventilateurs tournant à 1770 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). C’est nettement moins que la Founders Edition, tout garantissant un refroidissement plus efficace.

Le bruit émis par la carte est dû principalement aux ronronnements du moteur (visible sous forme de pic sur l’analyse spectrale) et au brassage de l’air. La carte est donc relativement discrète, mais le résultat final est un peu gâché par le cliquetis des ventilateurs en charge, du moins sur notre modèle de test…

Conclusion

Résumé

La Zotac GeForce RTX 2080 Ti Amp! Extreme est une carte correcte, mais avec un problème au niveau du démarrage des ventilateurs et des modules mémoire qui pourraient être mieux refroidis. Le chip de première qualité lui permet un overclocking d’usine respectable et garanti, mais qu’il sera très difficile de dépasser.

Ainsi, en jeu, elle consomme un moins que ses concurrentes dont le GPU n’a pas été trié sur le volet, et c’est seulement en test de torture qu’elle atteint son Power Target. En jeu, c’est la tension qui limite. On a donc une carte relativement économe et rapide au sortir de la boite.

Quant à l’éclairage RVB, Zotac s’en est donné à cœur joie et fera passer nombre de cartes concurrentes pour de tristes trouble-fête monochromes.

Conclusion