Test : Alphacool Eiswolf GPX-Pro, watercooling d’élite pour GTX 1080 et 1070

Présentation, accessoires et brevets

Les systèmes tout-en-un de watercooling pour carte graphique sont pratiques et faciles à installer, mais ils présentent en général des inconvénients par rapport à un système en boucle ouverte. Alphacool tente de réconcilier les deux mondes avec des produits extensibles et préremplis à destination des débutants.

Watercooling tout-en-un, mais ouvert !

Le Alphacool Eiswolf GPX-Pro, c’est quoi ? C’est un radiateur de dissipation destiné aux GeForce GTX 1080 et 1070 de référence, avec un waterblock qui intègre une pompe. Y sont reliés deux tuyaux ouverts, avec des embouts de fixation très faciles à assembler, et le tout est prérempli de liquide de refroidissement. C’est une solution pour les débutants, ou ceux qui ne souhaitent plus trop bricoler. La version AiO ajoute l’autre partie de la boucle : un radiateur et son ventilateur.

Comme nous souhaitons tester le plus vite possible comment un tel système se comporte par rapport à une solution de watercooling fermée, nous avons décidé de reproduire ce que propose le système tout-en-un Alphacool Eiswolf GPX-Pro 120 AiO en assemblant nous même les différents composants disponibles au détail pour la GeForce GTX 1080. La seule différence étant que nous utilisons un radiateur de 24 cm plutôt que de 12 cm. Qui sait, peut-être qu’un Alphacool Eiswolf GPX-Pro 240 AiO débarquera plus tard sur le marché !

Nous combinons donc un bloc de refroidissement NexXxoS GPX-N 1080Pro-M01, prérempli et qui intègre une pompe, ainsi que deux tuyaux avec embouts de connexion, avec un radiateur NexXxos ST30 de 24 cm lui aussi prérempli, avec tuyaux et embouts intégrés.

Ce bloc de refroidissement est adapté aux PCB de référence de NVIDIA pour les GeForce GTX 1080 et GTX 1070. Lorsqu’on ouvre la boite, on constate que tout est déjà en place : le radiateur et la pompe sont montés ensemble, et la pompe est reliée aux tuyaux préremplis. Comme la pompe n’est que vissée au radiateur, il est possible de la réutiliser lorsqu’on achète une nouvelle carte graphique. Il suffit de changer la plaque de dissipation, et pas tout le système.

Le guide de montage est accompagné pads thermiques, vis, lamelles, écrous, un mini-tournevis, une clé hexagonale, un tube de pâte thermique et bien sûr une plaque arrière. Cette dernière ne sert pas seulement à faire joli, elle joue aussi un rôle actif dans la dissipation, comme nous allons le voir.

Comparaison avec le système AiO de Corsair sur la Sea Hawk

Pour avoir un point de comparaison pertinent, nous avons décidé de monter ce système sur la carte MSI GeForce GTX 1080 Sea Hawk que nous avons testée il y a peu, afin de voir si notre système avec un radiateur plus imposant offre un réel avantage par rapport à la solution hybride air-eau présente sur la carte originale.

Entre les deux modèles, il y a cependant une différence de taille, puisque le refroidissement Corsair sur la Sea Hawk utilise un radiateur de 12 cm, alors que nous recourrons à un radiateur de 24 cm. Nous utilisons un tel radiateur, car c’est celui que la grande majorité des acheteurs acquerra, si on en croit les chiffres de vente et les listes de best-sellers des revendeurs. Nous faisons donc d’une pierre deux coups puisque nous allons d’une part, étudier dans quelle mesure un plus gros radiateur impacte les performances, et d’autre part, vérifier que l’absence d’un refroidissement à air actif ne pose pas de problème.

“Le donneur d’organes”: GeForce GTX 1080 Sea Hawk de MSI.

En ce qui concerne les nuisances sonores, on oppose d’un côté les deux ventilateurs de la Sea Hawk (un ventilateur radiateur de 12 cm tournant à 1200 tr/min et un ventilateur radial de 9 cm tournant à 1100 tr/min et plus), face à deux ventilateurs de radiateurs Alphacool tournant à 1000 tr/min. En fait, les ventilateurs fournis par Alphacool sont des Bionic eLoop de chez Noiseblocker dont on a changé la couleur et le nom.

Ces ventilateurs sont donc à la base prévus pour un tout autre usage que le refroidissement sur radiateur. Ils manquent donc de pression statique, mais comme on l’a bien souvent vu, ce n’est pas un gros handicap sur les radiateurs de moins de 4,5 cm d’épaisseur et dont l’espace entre les lamelles n’est pas trop étroit.

Pompe inversée, une histoire de brevet

Avant de passer à la description de la pompe, nous devons faire une digression pour mieux comprendre l’approche d’Alphacool. Vous avez surement entendu les échos de guerres des brevets menées au pays des breveteurs patentés, les USA ? En tant que fabricant, il est donc primordial de se démarquer pour ne pas être accusé de violer des brevets.

Ces derniers temps, Asetek, pionnier des solutions All-in-One sur les systèmes de watercooling, et fournisseur de nombreuses autres marques, se montre très pointilleux sur le respect des brevets qu’il possède, ce qui pose de nombreux problèmes aux autres fabricants sur ce marché.

Pour éviter les embrouilles, Alphacool a donc tout simplement décidé de construire une pompe qui fonctionne à l’envers ! Le rotor du moteur est donc inversé et on a affaire à une pompe en « reverse-flow », qu’on pourrait donc aussi appeler « aspirateur », si ça ne prêtait pas à confusion. La pompe, au lieu de pousser l’eau froide vers les microcanaux, aspire l’eau réchauffée et l’expulse direction du radiateur. Observons ci-dessous comment Alphacool explique pourquoi son système est différent dans son brevet.

Le dessin droit montre assez clairement comment ce système de pompe-aspiration fonctionne. L’avantage de ce système est qu’il cause bien moins de turbulences dans l’eau, et donc moins de bruit. De plus, cela permet de diminuer la formation de minuscules bulles qui peuvent faire glouglouter le système, pour encore moins de bruit.

L’inconvénient, c’est une moindre efficacité. On va donc voir comment Alphacool a géré le compromis entre refroidissement et nuisances sonores.

Montage et protocole de test


Design minutieux

Alphacool fournit une notice de montage dépliable qui explique à l’aide de textes et de graphiques comment faire pas à pas. Le problème, c’est que si cette notice est valable pour tous les modèles GPX-Pro, il se cache une petite erreur que nous expliquons plus loin.

Le bloc de refroidissement n’est pas fait d’une seule pièce, mais de deux : la pompe est vissée au reste du cadre, ce qui permet de changer uniquement la plaque de refroidissement lors d’un changement de carte graphique, et pas l’ensemble du système. La plaque de refroidissement en aluminium pressé épouse les protubérances et renfoncements de la surface du PCB, ce qui permet à la plaque d’être très proche des composants à refroidir, pour s’adapter à des pads thermiques très fins.

Pads thermiques à discipliner

Ces pads n’ont en effet qu’une épaisseur de 0,5 mm. Ils adhèrent très mal, glissent de leur place très facilement, et vous devrez vous y reprendre à plusieurs fois pour obtenir un résultat adéquat. La pâte thermique assez liquide vient de chez Gelid et n’est pas seulement réservée au GPU, comme nous l’avions d’abord cru en faisant un gros pâté sur ce dernier.

On peut en effet appliquer une très fine couche de pâte thermique sur les pads thermiques puis “coller” ceux-ci directement sur les composants à refroidir. Ça tient plutôt bien et n’affecte pas le refroidissement. On peut aussi coller les pads directement sur la plaque de refroidissement aux emplacements prévus.

Montage facile, mais mal expliqué

Ensuite, il faut retourner la carte graphique et la poser avec délicatesse sur la plaque de refroidissement, de sorte que les trous réservés au vissage soient face à face. Contrairement à ce que préconise le manuel, il faut visser tout de suite les quatre vis courtes, puisque celles-ci ne sont ensuite plus accessibles. On visse donc, et fermement !

Attention cependant ! Comme l’espace entre la plaque de refroidissement et le GPU est très réduit, il faut veiller à répartir la pression exercée sur l’ensemble de la carte, afin que la pâte thermique soit uniformément répartie. Il faut donc visser légèrement une vis, puis passer à la suivante, et ainsi de suite. À notre avis, il aurait été plus logique de fixer la plaque au niveau du socket GPU, quitte à ménager quatre trous sur la plaque arrière pour resserrer les vis plus tard. Nous avons fait part de nos remarques au constructeur.

On peut maintenant appliquer les pads thermiques épais sur la face arrière de la platine aux endroits stratégiques, comme indiqué dans le guide de montage. Ici aussi, on ne peut que conseiller de les coller afin d’éviter qu’ils ne glissent lors du montage ou lors d’un démontage futur.

Refroidissement arrière

Alphacool ne refroidit pas seulement les convertisseurs de tension (MOSFET), mais aussi les drivers et la puce de monitoring du courant, ainsi que d’autres composants électroniques mineurs, ce qui n’a pas grand intérêt, vu qu’ils ne chauffent que très peu.

En découpant les pads réservés aux composants qui chauffent peu de manière un peu chiche, on peut se garder un rectangle assez grand pour recouvrir le contrôleur PWM, qui, lui, chauffe vraiment, mais a été malheureusement oublié dans la notice d’Alphacool. Pour éviter les courts-circuits, on conseille cependant de placer un pad sur tous les emplacements prescrits dans la notice.

Sur la face arrière du GPU, sous laquelle se logent deux condensateurs assez épais,  il faut appliquer un pad plus fin. Comme le montre la photo ci-dessous, au démontage de la plaque arrière, le pad est complètement déchiré, ce qui témoigne de la forte pression exercée à cet endroit lorsqu’on visse la plaque sur le socket GPU.

À ceux que cela préoccupe ou qui souhaitent tout simplement une solution plus élégante, nous conseillons la solution ci-dessous que nous avons proposée à Gigabyte et qui équipe maintenant ses GeForce GTX 1060.

On prend donc un pad d’épaisseur similaire, mais plus large que l’original, dans la mesure où le point chaud du GPU est bien plus large que le pad original, et à l’aide de ciseaux ou d’un cutter, on ménage deux ouvertures pour les condensateurs. Au niveau industriel, une machine effectue cette tâche en un instant ; quant à nous, il nous faut faire avec les moyens du bord.

Ensuite il faut visser la plaque arrière. On commence par les quatre vis autour du GPU, toujours pour répartir de manière uniforme la pâte thermique. Ensuite on passe aux vis au-dessus des convertisseurs de tension, puis les autres vis.

Vissage terminé ! Nous conseillons cependant de vérifier que tout est bien en place après quelques heures d’utilisation.

Comme Alphacool offre un système prérempli avec embouts à montage rapide, pas besoin de remplir soi-même les tuyaux et le radiateur, on peut tout de suite monter les composants ensemble. Une très bonne chose pour les novices en la matière.

Qui veut s’essayer au watercooling devrait donc commencer par une version Eiswolf avec radiateur prérempli, disponible en différentes tailles. Il faut mieux éviter le bricolage lorsque l’on débute, cela vient ensuite tout seul. 

Températures et analyse infrarouge

Relevés de températures via la diode GPU

Nous mesurons tout d’abord l’évolution de la température du GPU lors de trois tests d’une heure chacun. Dans un premier temps, on fait tourner Metro Last Light en 4K pendant une heure, puis le même jeu, mais avec un overclocking à 2,1 GHz. Notre exemplaire n’était pas capable de faire mieux, malgré une limite de consommation relevée et une courbe d’évolution de la tension optimisée. Pour conclure, nous faisons tourner Furmark pendant une heure.

Le graphique nous indique que les températures au sein du GPU après une heure de test restent en dessous de 45°C. Un très bon résultat que l’on comparera tout à l’heure avec ceux de la MSI GeForce GTX 1080 Sea Hawk. Pour l’instant, nous voulons étudier quels composants ont tendance à chauffer, et dans quelle mesure.

Mesures infrarouges avec la caméra thermique

Comme la plaque arrière recouvre la platine, on voit mal comment une mesure serait possible. Notre test n’aurait cependant pas de sens si nous nous bornions à des mesures externes et des extrapolations hasardeuses sur les températures internes. Nous nous sommes donc résolus, le cœur gros, à sortir la perceuse. Comme nous connaissons la distance requise entre la caméra thermique et la carte, nous avons pu en déduire le diamètre minimum nécessaire pour prendre nos mesures tout en réduisant le plus possible l’influence de ceux-ci sur le refroidissement.

Deux trous de 5 mm de diamètre sont ici suffisants, l’un placé sur un point chaud juste à côté des convertisseurs de tension, et un autre juste à côté du module mémoire le plus chaud. Pour faciliter nos mesures, nous avons appliqué une laque de mesure sur les points concernés. Comme on va le voir, les températures du bloc de refroidissement et de la plaque arrière diffèrent grandement de nos mesures, ce qui nous confirme dans la nécessité de percer.

Nous mesurons aussi la température du liquide avant et après la pompe, la température de la plaque de refroidissement, de la pompe et du dessus de la carte. Nous avons aussi placé un capteur à l’intérieur même du tuyau et relevé une température au repos de 23,6°C quand la température ambiante était de 22°C. Le GPU indique pour sa part une température de 25 à 26°C au repos, ce qui constitue une différence tout à fait acceptable de 2°C entre l’eau et la puce.

Températures en jeu

Tandis que la température GPU monte à seulement 44°C, on relève 73°C au niveau des convertisseurs de tension et 70°C pour le module mémoire le plus chaud. La température maximale relevée sur la plaque arrière s’élève à 60°C, quand la température sous le GPU descend à 54°C. Cela veut donc dire que c’est le GPU qui refroidit la plaque et pas l’inverse !

Après une heure de test, la température de l’eau est de 34°C à l’entrée du bloc de refroidissement et 37°C à sa sortie ; ce sont d’excellents résultats. La plaque avant de dissipation se décharge également vers le bloc de refroidissement, puisque sa température n’excède pas 50°C. Aussi bons que soient ces résultats, ils sont en dessous de ce qu’une plaque entièrement refroidie à eau serait en mesure de donner, particulièrement au niveau des convertisseurs de tension.

On aurait pu ajouter un caloduc pour transporter encore plus de chaleur vers la partie refroidie par eau. Ici, au moins 50% de la dissipation thermique des modules mémoires et des convertisseurs de tension est assurée par air, et réchauffe donc le boîtier.

La consommation totale de ces composants s’élève grosso modo à 50-60 Watts, on peut donc estimer que 30 Watts de chaleur sont dégagés au sein du boitier. Ce n’est pas dramatique, mais dans le cas d’une solution SLI, cela représenterait tout de même 60 Watts à évacuer.

Overclocking GPU à 2,1 GHz

Notre overclocking confirme l’excellente performance du refroidissement. La température des convertisseurs de tension monte de seulement deux degrés par rapport à notre mesure sans overclocking et l’eau est à peine plus chaude. Cela nous indique que le système de refroidissement est ici surdimensionné par rapport au dégagement de chaleur de la carte. Il pourrait encaisser un dégagement de chaleur nettement plus important.

Torture avec Furmark

Ce test sollicite traditionnellement plus les convertisseurs de tension. Comme le GPU est ralenti par la limite de consommation, l’eau est même légèrement moins chaude. La plaque de refroidissement en contact avec les convertisseurs de tension est, elle, plus chaude, ce qui dégage plus d’air chaud dans le boitier. Les résultats mesurés sont encore tout à fait acceptables puisque même après deux heures de test, les températures restent constantes.

Comparatif de température

Comme nous avons réalisé ces mesures sur la carte graphique MSI GTX 1080 Sea Hawk, une comparaison s’impose avec le système de refroidissement d’origine de la carte (watercooling Corsair avec ventilateur radial sur la carte). Le système Eiswolf s’impose sur tous les plans, et pas seulement grâce à son radiateur plus important. La différence de température au niveau du GPU monte à 7°C, ce qui, dans la galaxie des overclockers, représente pas mal d’années-lumière d’avance.

Au niveau des convertisseurs de tension, on atteint même une différence de 12°C, due principalement au très mauvais refroidissement de la solution Corsair, qui souffle à pleins poumons sur une surface lisse dépourvue d’ailettes de dissipation qui n’offre donc pas suffisamment de surface de contact.

Résultats similaires au niveau de la mémoire avec 7°C entre les deux systèmes, qui placent la solution Eiswolf clairement en tête.

Température de l’eau

Comparons pour finir la température de l’eau. Avec jusqu’à 16°C de différence, la faiblesse du système Corsair se révèle dans toute son ampleur : il n’a y pas assez d’eau et trop d’air dans la boucle fermée. Rappelons aussi que le radiateur de la Sea Hawk ne refroidit même pas les autres composants.

On voit donc une fois de plus qu’il ne suffit pas de refroidir le GPU pour obtenir une carte bien refroidie. Eiswolf n’est pas exempt de reproches puisque lui non plus ne refroidit pas les convertisseurs de tension par eau ; la chaleur doit donc tout d’abord transiter lentement vers le bloc à eau via la plaque de refroidissement. Installer un caloduc permettrait d’accélérer ce transfert et diminuer les températures. Certes, c’est une solution non conventionnelle, mais messieurs les constructeurs, parfois il faut laisser ses grands principes de côté et penser pragmatique !

Nuisances sonores et conclusion

Nuisances sonores

Pour mesurer les nuisances sonores induites par ce système, il nous faut une pièce conçue à cet égard ainsi qu’un microphone à large bande passante précalibré aux spécificités de ladite pièce. Avec ce matériel, on peut mesurer le bruit engendré, mais aussi réaliser l’analyse du spectre sonore, qui permet de confirmer l’impression subjective que la carte produit à l’oreille.

Nous plaçons le microphone à 30 cm de la pompe du radiateur et à 50 cm du ventilateur radiateur. Comme ce microphone est omnidirectionnel, les angles de mesure n’ont pas d’importance. Le spectre enregistré montre que la pompe travaille à un peu plus de 2000 tours par minute, mais sans sifflement ni ronronnement dans les basses fréquences. Le pic relevé dans les basses est dû aux deux ventilateurs de 12 cm qui entrent en résonance avec le radiateur.  

Alphacool n’a pas prévu d’embouts en caoutchouc pour découpler les ventilateurs du radiateur au niveau des vis. C’est dommage, car la solution originale de Noiseblocker les prévoit, ce qui aide nettement à la réduction du bruit. Comme les 34 dB relevés ne sont donc pas ce que le client final pourrait attendre, nous reprenons la valeur initiale de 34,7 dB mesurée sans embouts. Un résultat qui reste très acceptable.

Conclusion

Le montage est on ne peut plus simple, si on suit nos indications et la notice. Alphacool propose une solution prête à l’emploi avec un radiateur de 12 cm prémonté pour 150 euros, ce qui peut sembler beaucoup, mais demeure toujours bien moins cher que les solutions à boucle ouverte disponibles dans le commerce.

Le principal avantage de ce système, c’est son extensibilité, pour peu que l’on ait fait le choix du radiateur de 24 cm si on veut aussi refroidir le CPU. Un tel radiateur n’est pas à 80 Watts près. Pour être tout à fait sûr, on peut aussi voir plus large avec un radiateur de 36 cm ou même de 48 cm. N’importe quel CPU, même un Core i7 6950X overclocké, serait alors bien refroidi.

Si considère maintenant le coût de notre système de test, il faut tout d’abord rappeler qu’il n’existe pour l’instant pas de déclinaison tout-en-un avec un radiateur de 24 cm. Cette différence faite, il faut compter 120 euros pour le système Eiswolf avec pompe, plaque de dissipation et tuyaux, auxquels on ajoute 63 euros pour le radiateur avec tuyaux, ce qui fait monter l’addition à 183 euros, sans les ventilateurs !

On arrive presque au niveau de prix des solutions classiques, malheureusement. Il faut toutefois nuancer puisque ce système est bien plus facile à monter et que sa pompe est d’excellente facture et très discrète.

Quant à sa performance de refroidissement, il n’y a rien à dire, elle assure. Même si une plaque de refroidissement intégralement refroidie à eau permettrait de meilleurs résultats au niveau des convertisseurs de tension, cette solution prend l’avantage en termes de facilité d’installation, de pérennité (il suffit de changer la plaque de refroidissement lors d’un changement de carte graphique) et aussi de possibilités d’extension futures. Si on prend en compte tous ces paramètres, le ticket d’entrée dans le monde du watercooling n’est pas aussi cher qu’on pourrait le penser.