Comparatif : neuf GeForce GTX 1070 Ti en test

Colorful iGame GTX 1070 Ti VulkanX Top

Les cartes Colorful ne sont plus distribuées sur le marché européen depuis quelques années, mais il est encore possible de les acheter via les sites de commerce chinois, en n'oubliant pas bien sûr les taxes à la douane. Cependant, il faut y réfléchir à deux fois, car renvoyer la carte est, la plupart du temps, (presque) impossible. On renonce ainsi à la garantie, et si la belle tombe en panne, l'idylle se terminera dans la benne à ordures.  

Seuls les plus aventuriers se lanceront dans une telle entreprise, séduits par son look singulier inconnu dans nos contrées et ses fonctions astucieuses. Voyons si cet exotisme si alléchant sur le papier vaut vraiment le risque et passe avec succès notre test approfondi.

Bundle

La boite contient un bon nombre de babioles : un outil de bricolage multifonction ressemblant vaguement à un couteau suisse et de qualité correcte, un jeu d'embouts de vissage (en acier non trempé et donc plutôt inutile), et une paire de gants blancs, malheureusement dimensionnés pour des mains asiatiques. En essayant de les enfiler, nos mains d'européen ne réussirent qu'à faire sauter les coutures. Ils resteront donc la plupart du temps dans la boite, et nous avons enfilé nos propres gants pour manipuler la carte. 

Logiciel

Le fabricant propose un logiciel nommé iGameZone qui permet d'overclocker la carte en un clic, afin de contourner l'interdiction faite par Nvidia. Nous aurions plutôt tendance à privilégier un overclocking manuel. Mais dans tous les cas, il faudra compter avec des nuisances sonores plus importantes, comme nous le verrons plus tard. 

Le logiciel permet aussi de configurer le panneau d'affichage de la carte et de choisir quelles mesures sont affichées et sous quelle forme. Enfin, on peut paramétrer l'éclairage RVB selon son gout (les LED sont partout sur cette carte).

Déballage, dimensions et connectique

Nous reviendrons plus tard sur les caractéristiques du PCB et les composants employés. Commençons par un tableau récapitulatif des dimensions et caractéristiques générales :

Dimensions, connectique, spécificités
Longueur
31 cm (de l'équerre à l'extrémité de la coque)
Hauteur
12,5 cm (de la fente à l'extrémité de la coque)
Épaisseur
4,8 cm (format 2,5 slot)
Plaque arrière dépassant de 5 mm
Poids
1327 grammes
Plaque arrière
Oui, participe au refroidissement
RefroidissementPar air
Ailettes à la verticale
Ventilateurs
2 ventilateurs de 9 cm + 1 ventilateur de 8 cm
9 pales par ventilateur
Mode semi-passif
Connectique
3 sorties DisplayPort 1.4
1 sortie HDMI 2.0
1 sortie Dual-Link DVI-I
Autres connecteurs
2x SLI Connector
Alimentation électrique
2 connecteurs à 8 broches 

La carte sous tous les angles

La coque du système de refroidissement est en métal léger laqué. Au premier coup d'œil, on peut voir que l'apparence a pris le pas sur la fonction et que le look particulier se fait au prix de concessions au niveau de l'aérodynamisme et de la thermodynamique.

Les deux larges ventilateurs de 9 cm et le ventilateur du milieu de 8 cm sont en effet tellement recouverts par la coque que des tourbillons se forment entrainant des nuisances sonores. Les designers ont donc songé à tout sauf à la fonction quand ils ont conçu cette coque. 

La carte est vraiment lourde : elle pèse 1327 grammes. Si sa hauteur reste contenue à 12,5 cm, son épaisseur de 4,8 cm occupe presque 3 slots sur la carte mère et en fait une carte particulièrement encombrante. 

L'arrière du PCB est recouvert d'une plaque arrière en aluminium noir laqué, ornée de diverses applications de couleurs, et percée de trous d'aération. Elle dépasse d’environ 5 mm à l’arrière, ce qui pourrait avoir son importance dans des configurations multi-GPU.

Le dessus de la carte arbore le logo GeForce GTX imprimé sur la coque, mais surtout d'un panneau d'affichage LED en couleurs qui affiche les informations désirées et paramétrable avec le logiciel fourni (voir plus haut). À l'extrémité de la carte, on retrouve enfin deux entrées d'alimentation PCIe à huit broches.  

L'extrémité et le dessous de la carte révèlent les lamelles du radiateur orientées à la verticale. Le flux d'air n'est donc pas guidé vers les extrémités, mais pour moitié soufflé en direction de la carte mère, ce qui n'est pas idéal pour cette dernière. Cependant, si on avait orienté les lamelles à l'horizontale, il aurait fallu tordre les caloducs, ce qui diminue leur efficacité. Il n'y a pas de solution miracle. 

L’équerre PCI propose les cinq sorties habituelles, dont quatre au maximum sont utilisables simultanément. Outre un Dual Link DVI-D, on retrouve une sortie HDMI 2.0 et trois DisplayPort 1.4. Le reste de l’équerre est parsemé d’ouvertures d’aérations à caractère plutôt décoratif vue l’orientation des lamelles du radiateur.

Un bouton permet de changer de BIOS. En raison des restrictions imposées par Nvidia, le second BIOS ne fait que relever le Power Target sans toucher aux fréquences. On obtient ainsi quelques MHz supplémentaires de fréquence de Boost, mais au prix de nuisances sonores supérieures.

PCB et alimentation

Les composants sont bien ordonnés sur le PCB. Le problème, c'est qu'on a l'impression que PCB et refroidisseur n'ont pas été conçus l'un pour l'autre (nous y reviendrons). Les convertisseurs de tension ne se situent en effet pas au même niveau que la plaque de refroidissement pour VRM prévue sur le ventirad. Sous cette plaque ne se trouve en effet aucun composant. 

On remarque à gauche le bouton permettant de changer de BIOS. Au départ, il était prévu d'activer de la sorte un mode Turbo avec overclocking conséquent. Mais entre-temps, Nvidia a revu ses plans et interdit l'overclocking par défaut de toutes les 1070 Ti. On se retrouve donc avec un bouton dont la seule fonction est de relever la limite de consommation au maximum à 240 W, sans pour autant toucher aux autres réglages, ce qui rend ce bouton plutôt anecdotique. 

L'alimentation du GPU se base sur un design à 6+2 phases, les phases GPU étant doublées. On utilise pour cela un uP1961 de UPI Semiconductor qui fait office de driver pour le high side et de Phase Extension Module (PEM). Ce PEM divise le signal du contrôleur PWM et contrôle ainsi deux convertisseurs de tension. Le contrôleur PWM à 6+2 phases est un uP9511 de UPI Semiconductor. La combinaison de ces deux composants permet grâce au DCR un interleaving et current-balancing optimal des deux circuits de conversion du courant. L'étage d'alimentation possède donc six phases, mais douze circuits de conversion du courant. 

Grâce à cette technique, on peut gérer directement les douze chips power stage. Colorful utilise des AOE6930 produits par Alpha & Omega. Il s'agit de MOSFET bon marché à double canal N asymétrique avec diode Schottky intégrée, lesquels réalisent la high side et la low side. 

L'alimentation de la mémoire est gérée par un uP1666 de uPI Semiconductor, un contrôleur Buck pour deux phases. La conversion est assurée ici aussi par des AOE6930 de Alpha & Omega. Les drivers sont intégrés au contrôleur uP1666, on n'a donc pas besoin de IC. Ils sont positionnés sous le connecteur d'alimentation PCIe gauche. 

L'arrière du PCB est dépourvu de composants importants, à part quelques MOSFET pour la périphérie. L'étage d'alimentation est bien ordonné et on en a profité pour appliquer à son niveau un pad thermique permettant son refroidissement via la plaque arrière.

Consommation dans différents scénarios

En test de torture, la consommation dépasse à 182 W très légèrement la limite de consommation fixée par Nvidia à 180 W. En jeu, la carte consomme presque exactement le Power Target. Si on augmente le Power Target au maximum, c'est à dire 240 W, la carte consomme alors 213 W et tourne à 2088 MHz dans The Witcher 3 en 4 K, ce qui reste très raisonnable. Les autres valeurs ne réservent pas de surprise. 

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

Respect des normes

Avec 3,9 A au maximum en test de torture, la carte respecte la norme PCI SIG qui préconise de ne pas tirer plus de 5 A (66W) sur la ligne 12 V du slot de la carte mère. En jeu, on se situe à 3,7 A, même après overclocking. La répartition de la charge entre les différentes entrées de la carte est donc exemplaire. 

Overclocking

Les limites de la carte sont identiques à celles de la concurrence au Power Target équivalent. Ce dernier se laisse augmenter jusque 240 W (avec le BIOS Turbo activé) ; la carte consomme alors environ 213 W et est principalement limitée par la tension.

En faisant tourner les ventilateurs au maximum, nous avons atteint une fréquence GPU stable de 2088 MHz et avons pu augmenter la fréquence de la mémoire de 200 Mhz. Ces résultats placent le chip dans le haut du panier. Les ventilateurs poussés au maximum, la température du GPU s'élevait à 57°C, ce qui permettait de ne sacrifier aucun palier de Boost, même dans Witcher 3 en 4K. 

Rappelons tout de même que la coque du système de refroidissement est mal placée pour la ventilation et que la performance boîtier fermé baisse. La carte est en effet trois degrés plus chaude, et les ventilateurs doivent tourner beaucoup plus vite, ce qui augmente les nuisances sonores. Il faut donc particulièrement veiller à ce que le flux d'air au sein du boîtier soit bien réalisé, sous peine de températures et de nuisances sonores élevées. 

Températures et fréquences

Voici le tableau récapitulatif de la température et de la fréquence de Boost du GPU en début et en fin de test ; il faut garder ces valeurs à l'esprit pour mieux comprendre l'analyse du système de refroidissement et des nuisances sonores : 


Début
Fin
Sur banc de test
Temp. GPU
39 °C
66 °C
Fréquence GPU
1911 MHz
1848-1860 MHz
Temp. ambiante
22 °C
22 °C
Boitier fermé
Temp. GPU
42 °C
68-69 °C
Fréquence GPU 
1898 MHz
1810-1822 MHz
Temp. dans boitier
27°C
40°C
OC (Sur banc de test)
Temp. GPU (ca. 2300 U/min)
25 °C
56-57 °C
Fréquence GPU
2101 MHz
2088 MHz
Temp. ambiante22°C
22°C

Pour mieux cerner le rapport entre ces deux paramètres, voici le tableau de l’évolution de la température et de la fréquence en jeu et en test de torture pendant les 15 premières minutes d’échauffement. On voit que la diminution de la fréquence de Boost boitier fermé est nettement plus prononcée que sur d'autres cartes, ce qui tend à confirmer que la coque de refroidissement a un effet négatif sur la performance.

Evolution de la température et de la fréquence

En test de torture, la fréquence baisse moins, mais les ventilateurs tournent à une vitesse élevée. 

Analyse infrarouge de la répartition des températures sur le PCB

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

En jeu et overclockée

En jeu, on observe des températures très correctes à la surface du PCB, puisqu'on ne dépasse que de peu les 70°C.

Boitier fermé, les températures augmentent de trois à quatre degrés, mais c'est surtout grâce au ventilateur qui monte rapidement dans les tours pour limiter la casse. 

Test de torture

En test de torture, la charge se déplace du GPU vers les convertisseurs de tension GPU et la mémoire, même si la consommation totale reste à peu près identique. Pourtant, on observe des températures jusqu'à sept degrés supérieures par rapport aux températures en jeu. 

Boitier fermé, les températures augmentent encore de trois degrés aux points névralgiques. Les températures restent acceptables puisque la barre des 80°C n'est que partiellement atteinte. Cependant, la carte ne possède pas vraiment de réserves. 

Système de refroidissement et plaque arrière

Ce que la carte consomme de courant, produit son équivalent en chaleur, et c’est au système de refroidissement de la dissiper pour éviter la surchauffe. Le système de refroidissement de facture classique se compose d'un radiateur à lamelles et d'une plaque de stabilisation noire en métal léger qui sert aussi au refroidissement de certains composants via le flux d'air des ventilateurs.  


Les convertisseurs de tension pour le GPU et la mémoire sont donc refroidis par cette plaque placée en sandwich entre le PCB et le radiateur. Ce concept, que l'on retrouve aussi sur les cartes MSI ou EVGA est tout à fait acceptable à ce niveau de dégagement thermique, même s'il a ses limites. Cette plaque est vraiment fine pour une plaque de stabilisation, et il ne faudra pas s'amuser à tordre exprès sa carte pour vérifier sa rigidité...


La plaque arrière participe au refroidissement via l'ajout de pads thermiques assurant le contact entre l'arrière du PCB et la plaque. Les vis du refroidissement à l'avant viennent se loger dans la plaque pour assurer la stabilité de l'ensemble. 

Le bloc de refroidissement est surmonté de six caloducs de 8 mm en métaux composites nickelés qui transportent la chaleur émise par le GPU jusqu'aux extrémités du radiateur. Le bloc de refroidissement pour les VRM est par contre complètement inutile, comme on avait pu le constater dans la partie examinant le PCB.
Le système de refroidissement
Type de refroidissement
Refroidissement par air
Bloc de refroidissement
Bloc de refroidissement en cuivre pour le GPU
Lamelles du radiateur
En aluminium, orientées à la verticale
Caloducs
6 de 8 mm d'épaisseur, cuivre et matériaux composites, nickelés
Refroidissement des VRM
Via cadre de maintien
Refroidissement de la mémoire
Via cadre de maintien 
Ventilateurs2 ventilateurs de 9 cm + 1 ventilateur de 8 cm
9 pales par ventilateur
mode semi passif
Plaque arrière
En aluminium
Participe au refroidissement via pads thermiques


En effet, la plaque est surélevée d'environ 2,8 mm par rapport aux VRM, de sorte que ceux-ci ne sont refroidis que par le passage de l'air. Nous avons ajouté un pad thermique de 3 mm d´épaisseur et, miracle (!), la température autour des VRM baissait alors de deux degrés pendant un test de torture avec Furmark et boitier fermé !

Les trois ventilateurs possèdent chacun neuf pales courbées de manière à optimiser le débit d'air sur la pression statique. Nous allons voir tout de suite que ces ventilateurs ne sont malheureusement pas très discrets. 

Nuisances sonores

La carte Colorful est équipée d'un mode semi-passif qui permet l'arrêt des ventilateurs quand on ne sollicite pas le GPU. En charge, la courbe d'évolution de la vitesse des ventilateurs se stabilise aux environs de 2000 tpm (soit 50% de la puissance), ce qui est beaucoup. Mais c'est peut-être au gout de certains pour qui les pétarades de moteurs impliquent la puissance et imposent le respect. 

Les choses ne s'améliorent pas en test de torture. On peut donc dire que les trois ventilateurs font forte impression, mais pas dans le bon sens. 

La carte ne possède donc pas de réserves pour être moins bruyante. Au contraire, on ne pourrait que la rendre plus bruyante encore pour améliorer les températures. Mais est-ce bien raisonnable ?

Voici le graphique détaillé du spectre sonore de la carte réalisé dans notre laboratoire et qui vient compléter nos impressions subjectives : 
Vitesse des ventilateurs et nuisances sonores
Vitesse max. des ventilateurs sur banc de benchmark
1835 tpm
Vitesse moy. des ventilateurs sur banc de benchmark
1822 tpm
Vitesse max. des ventilateurs boitier fermé2006 tpm
Vitesse moy. des ventilateurs boitier fermé1998 tpm
Nuisances sonores maximales
40,3 dB(A)
Nuisances sonores moyennes
39.6 dB(A)
Nuisances sonores au repos
0 dB(A)
Impressions subjectives / Caractéristiques du son

- bruits de roulements
- bruits de moteur aux alentours de 1 KHz
- bruits d'air modérés
- infime crissement des convertisseurs de tension


On mesure en moyenne 40,3 dB sur cette carte, ce qui est bien trop si on garde à l'esprit sa taille et son poids. C'est le prix à payer pour une coque de refroidissement ne laissant pas passer suffisamment d'air et des ventilateurs de qualité très moyenne. Ici, on a probablement recyclé un ventilateur destiné à une autre carte et caché le tout sous une coque criarde... difficile de faire plus absurde.

Conclusion

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2 commentaires
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  • doyvince
    Bonsoir, question bête mais pourquoi pas de Asus dans ce comparatif comme pour celui des 1080 d'ailleurs ? Seulement la 1070 rog strix. Pas de sarcasmes ici, c'est une vraie question.
  • Basturbe
    La réponse est dans la question : "Asus GTX 1070 Ti Strix Gaming ROG".
    Après je pense qu'ils sont déjà content d'avoir reçu 9 cartes de la part des constructeurs . Concrètement les cartes ne permettant pas l'oc (car bloquée par nvidia sur ce modèle) c'est sans doute le test le plus chiant qu'ils aient eu à faire depuis longtemps. En gros tu ne fais que constater les différences de températures et de nuisance sonore..