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Test : comment améliorer le refroidissement de sa carte graphique

1 : Introduction et règles de base 2 : Démonter et réassembler sa carte graphique 4 : Adhésifs thermiques, refroidissement de la backplate et conclusion

Résultats des tests et remarques

Afin d’assurer des conditions de test comparables (au niveau de la température ambiante par exemple), nous avons mis en place un léger flux d’air indirect faisant le tour de la pièce, lequel contribue à faire disparaitre l’excès de chaleur. Un ventilateur à l’opposé de la pièce dirige donc le flux d’air et le fait circuler au long des murs, nous permettant donc de garantir une température ambiante constante autour de notre carte graphique puisque celle-ci ne se retrouve pas entourée d’une bulle d’air chaud.

Les mesures ont été réalisées avec des températures ambiantes allant de 18 à 24°C : le fait de faire évoluer cette dernière par pallier de 2°C permet de vérifier son influence sur les températures de la carte graphique, y compris les composants montés en surface. Si le GPU est l’une des cibles pour obtenir un bon refroidissement, ce n’est pas la seule : des composants comme les puces mémoire ou l’étage d’alimentation sont presque toujours occultés par différents tests, au détriment de leur longévité.

Bien entendu, il est également nécessaire de relever la fréquence du GPU, le régime de ses ventilateurs et (si possible) la consommation afin d’avoir un résultat vraiment objectif.

Note #8:

  • Les écarts de températures ne peuvent être considérés comme exacts qu’à condition de réaliser les mesures dans des conditions identiques
  • Tous les composants doivent faire l’objet de mesures, pas seulement le GPU
  • Tous les capteurs doivent être surveillés et leurs valeurs enregistrées (vitesse des ventilateurs, fréquences …)

Attention aux températures cible !

Imaginons que nous laissons la carte fonctionner sans rien toucher : au premier coup d’œil, les températures du GPU constituent une déception vu qu’il n’y a pas d’écart apparent. On pourrait donc en conclure un match nul entre la pâte thermique OEM disposée à la va-vite et notre pâte thermique haut de gamme.

Image 1 : Test : comment améliorer le refroidissement de sa carte graphique

Observons maintenant nos relevés, tout particulièrement la vitesse des ventilateurs. Les conséquences des modifications qui nous avaient échappées il y a un instant nous sautent maintenant aux yeux : on relève un écart d’environ 300 tr/min. Nos oreilles sont ravies !

Image 2 : Test : comment améliorer le refroidissement de sa carte graphique

Il ne faut pas crier victoire pour autant : cette amélioration s’accompagne d’une régression. De manière générale, les fabricants tendent à jouer sur la courbe de ventilation pour remédier aux températures élevées. En conséquence, la diminution du flux d’air de la carte graphique fait grimper sa température par endroits.

Ceci constitue une preuve supplémentaire du fait que la courbe de ventilation ne s’appuie pas uniquement sur les températures GPU correspondantes. En effet, la vitesse de ventilation dépend de nombreux facteurs supplémentaires, comme des profils de température cible, lesquels prennent le pas sur la courbe de ventilation, car les températures cibles ont la priorité.

Image 3 : Test : comment améliorer le refroidissement de sa carte graphique

Si la température de l’étage d’alimentation et du socket GPU sont à peu près demeurées constantes, les puces de mémoire souffrent étant donné que leur refroidissement passif s’appuie sur le seul flux d’air. Il en résulte une température de fonctionnement supérieure de deux degrés au-dessus du seuil maximum auquel elles sont certifiées.

Image 4 : Test : comment améliorer le refroidissement de sa carte graphique

Profitons-en pour mettre les choses au clair sur les températures que certains utilitaires attribuent à l’étage d’alimentation ou VRM (parfois décliné en VRM1, VRM2 etc.) : ce n’est que pure fiction dans la mesure où aucune des cartes graphiques actuellement disponibles n’embarque de MOSFET avec sondes thermiques ! Dans le meilleur des cas, ces mesures illustrent une « température auxiliaire » mesurée par la puce du contrôleur PWM dans son propre intérêt. Le fait est que cette même puce chauffe déjà assez significativement d’elle-même et surtout, elle est généralement très éloignée de ce qui constitue l’étage d’alimentation à proprement parler.

Nous ajustons donc la courbe de ventilation pour forcer la carte à faire tourner ses ventilateurs au même régime qu’à l’origine. L’augmentation du flux d’air qui en résulte diminue considérablement les températures, nous permettant ainsi de ne pas avoir d’inquiétudes pour l’ensemble des composants.

Image 5 : Test : comment améliorer le refroidissement de sa carte graphique

Note #9 :

  • Les températures cibles dans le BIOS peuvent largement influencer le résultat des mesures
  • Une trop faible vitesse de ventilation peut engendrer une surchauffe de certains composants
  • Il n’existe pas de logiciel capable de rapporter les véritables températures de l’étage d’alimentation

Aller jusqu’aux limites de la température cible

Avec ce réglage, la courbe de ventilation garde la main sur la majorité de la plage de températures, permettant ainsi de voir facilement s’il est opportun d’investir son argent (ou pas). De plus, nous constatons qu’au fur et à mesure que la température ambiante augmente, les écarts se réduisent. Enfin, on peut conclure que le travail d’assemblage en usine est suffisamment médiocre pour que la carte finisse par atteindre ses limites à seulement 90°C.

Si la plus chère des pâtes thermiques de cet article permet d’obtenir les meilleurs résultats, on remarque également que l’écart ne s’étend jamais au-delà d’un degré par rapport à la Gelid GC Extreme. En revanche, l’écart entre la pâte thermique d’origine et l’Arctic MX-2 peut atteindre 4 degrés : aussi surprenant que cela puisse être, la MX-2 est un produit inférieur à la pâte thermique utilisée en usine par XFX. La MX-2 est donc à considérer comme appartenant au passé : si elle pourrait encore faire l’affaire pour un processeur dont la surface d’échange est plus importante et avec un TDP inférieur ou égal à 100 Watts, elle n’a rien à faire entre un GPU moderne et son radiateur.

On peut donc en conclure que le changement de pâte thermique peut en valoir la peine, y compris pour une carte modeste comme la Radeon RX 470, et ce, quand bien même son TDP maximal de 150 Watts en conditions extrêmes est loin d’être conséquent (NVIDIA annonce par exemple 250 Watts pour la GTX 980 Ti).

Image 6 : Test : comment améliorer le refroidissement de sa carte graphique

Plus le TDP diminue et l’écart entre température superficielle de la carte et surface d’échange augmente (radiateur ou waterblock), plus les performances de refroidissement tendent à s’améliorer du fait d’une résistance thermique en baisse. Toutefois, les écarts susmentionnés de 7 degrés ou plus entre pâte thermique d’origine et pâte thermique achetée séparément sont le résultat de plusieurs facteurs et non pas l’indication que l’on est tombé sur le produit miracle.

A ce stade, nous évitons une longue liste de formules pour s’en tenir à des faits très simples : les produits miracles n’existent pas, de même que les lois de la physique ne font pas d’exceptions. En revanche, le fait d’assembler les composants avec précision et d’appliquer proprement une pâte thermique légèrement supérieure à celle d’origine est susceptible d’améliorer la situation, sans pour autant résoudre les problèmes éventuels. Autrement dit, une pâte thermique supérieure à la moyenne ne va pas transformer un dissipateur médiocre en produit haut de gamme.

Note #10 :

  • Les températures cibles peuvent être gérées avec une plus grande liberté lorsque l’on utilise une bonne pâte thermique
  • Les gains de performance dépendent des écarts thermiques entre la surface du GPU et celle du radiateur/waterblock
  • Plus la quantité de chaleur excessive est importante, plus le choix d’une bonne pâte thermique est susceptible de se ressentir

Comme nous allons le voir, le GPU n’est pas le seul élément qui nécessite une optimisation : le fait de gérer les autres zones à forte émission calorifique permet d’améliorer les performances de refroidissement globales d’une carte graphique.

Sommaire :

  1. Introduction et règles de base
  2. Démonter et réassembler sa carte graphique
  3. Résultats des tests et remarques
  4. Adhésifs thermiques, refroidissement de la backplate et conclusion