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Test : overclocking du Ryzen 7 2700X sous azote liquide !

1 : Intro et config de test 3 : Préparation du matériel 4 : Réglage du BIOS en overclocking 5 : Scaling de fréquence à 20°C 6 : Scaling de fréquence sous azote liquide 7 : Ponçage du CPU 8 : Bonus photos 9 : Conclusion

Carte mère de test, et étage d’alimentation

Comme son nom l’indique, la MSI X470 GAMING M7 AC possède le chipset le plus haut de la gamme, le X470. Elle est équipée d’un socket AM4 compatible avec les Ryzen de première et seconde génération.   

Image 1 : Test : overclocking du Ryzen 7 2700X sous azote liquide !

Voici ce à quoi elle ressemblait avant que nous commencions nos tests. Plutôt jolie, mais ne vous y attachez pas trop, cela ne va pas durer.

Image 2 : Test : overclocking du Ryzen 7 2700X sous azote liquide !

Elle est pourvue de quelques fonctions, assez basiques de nos jours sur les cartes haut de gamme, telle que des boutons power et reset, ainsi qu’un debug led

Une zone dédiée à la surveillance des tensions est également disponible, nous reviendrons dessus dans la partie préparation de la carte mère.

Image 3 : Test : overclocking du Ryzen 7 2700X sous azote liquide !

En cas d’overclcoking trop poussé, MSI a dressé une liste des codes les plus courants.

Image 4 : Test : overclocking du Ryzen 7 2700X sous azote liquide !

Étage d’alimentation : nos explications

Lorsque nous parlons overclocking, la première image qui nous vient en tête est celle de la fréquence et des scores qui augmentent, mais pour parvenir à cela, il faut tout un tas d’autres paramètres. Toutes les cartes disposent d’étages d’alimentation, mais ceux-ci ne sont pas tous de la même qualité. Voilà ce qu’il faut savoir pour comprendre cette composante cruciale :
  • Rôle : les étages d’alimentation de la carte mère servent à adapter la tension délivrée aux différentes parties du processeur et à la RAM. Dans votre PC, vous disposez d’un bloc d’alimentation. Celui-ci alimente la carte graphique, vos SSD… ainsi que la carte mère par l’intermédiaire des port(s) 4 ou 8-pins EPS. Il délivre principalement du 12 V. Votre CPU n’a pas besoin de 12 V, mais de 1,35 V par exemple. C’est donc les étages d’alimentation de la carte mère qui vont « transformer » ces 12 V en tension utilisée par le CPU.
  • En moyenne, la consommation des processeurs non overclockés ne dépasse pas les 100 W. Nous ne parlons bien sûr pas des monstres à plusieurs dizaines de cœurs. Une fois overclockée sous azote liquide, et bien que le froid réduit grandement la consommation, celle-ci peut avoisiner les 400 W pour un Ryzen. Ce chiffre peut sembler faible, mais 400 W avec une tension d’alimentation de 1,7 V, cela fait tout de même 235 ampères.
  • Que se passe-t-il en cas d’étages d’alimentation trop faibles ? Dans le meilleur des cas, la carte est instable et plante. Dans le pire des cas, vous demandez plus de puissance qu’ils ne peuvent en fournir et ils prennent littéralement feu. Rassurez vous, de nos jours les protections sont quasi systématiques (pour peu qu’on ne les désactive pas volontairement…)
  • Qualité : nous prenons souvent le raccourci un peu simpliste de dire « plus de phases = meilleur design ». Ceci est vrai si les composants sont identiques. Deux phases fournissant 20 A chacune seront mieux qu’une seule à 20 A, mais une seule à 50 A sera plus puissante. Il faut aussi prendre en compte les besoins de la carte : 100 A pour un Ryzen 3 en air et vous êtes le roi du monde, 200 A pour un Threadripper 32 coeurs et elle prend feu au premier boot.
  • Le refroidissement des MOSFET : il est aussi très important de prendre en compte la température de fonctionnement des MOSFET. Plus celle-ci augmente, plus le rendement diminue, et moins ils peuvent fournir de puissance.

L’étage de la MSI X470 GAMING M7 AC en détail

Afin de faciliter la compréhension, nous avons divisé l’étage d’alimentation en trois zones :
  • Zone verte -> Puce de gestion, contrôler PWM
  • Zone bleue -> MOSFET du SoC
  • Zone rouge -> MOSFET du Vcore
L’étage d’alimentation de la RAM n’est pas pris en compte ici, il est indépendant et se situe près du connecteur 24-pins de la carte mère. Sur cette carte, MSI a choisi de mettre 2 connecteurs 8 broches. Une chose est sûre, cela sera plus que suffisant. Si votre alimentation ne possède qu’un 8-pins, la carte mère fonctionnera tout de même. Assurez vous juste que l’alimentation soit suffisamment puissante.  

Image 5 : Test : overclocking du Ryzen 7 2700X sous azote liquide !

  • C’est la puce verte, IR 35201 visible sur la photo de gauche qui va piloter les MOSFET, autoriser ou pas ceux-ci à fonctionner, en désactiver certains pour économiser de l’énergie, les couper en cas de surchauffe, gérer le LLC… en gros, le cerveau du système.
  • Combien de phases d’alimentation sur cette carte ? Si vous savez compter, nous n’en doutons pas, vous répondrez sans doute 12+2. Vous n’êtes pas loin de la vérité, il s’agit plutôt de 6 doubles phases + 2. En effet la puce de gestion, en vert, et capable de piloter un étage de 6+2 ou 7+1 ou 8+0. MSI ayant jugé que 6 phases seraient trop faibles, chacune des 6 sorties destinées au Vcore est dirigée vers un composant qui dédouble le signal. Cela permet de mettre l’équivalent de 2 phases par sortie, augmentant ainsi la puissance maximum disponible. Le petit composant qui permet ce tour de passe passe est l’IR 3598 visible sur la photo du milieu. Il y en a 6, tous situés à l’arrière du PCB. 
  • Pour finir, les MOSFET eux-mêmes, petites puces noires plates visibles sur la photo de gauche. Ils peuvent être séparés, comme dans notre cas où 2 à 3 composants sont utilisés pour créer une phase d’alimentation, ou parfois  regroupés en une seule et unique puce. Dans notre cas, nous avons affaire à des 4C024N sur la partie « Low-side » et 4C029N sur la partie « high-side ». Ce sont eux qui chauffent et qui vont moduler sur commande la puissance fournie au CPU. 
Image 6 : Test : overclocking du Ryzen 7 2700X sous azote liquide !
Si vous voulez terminer l’étage d’alimentation il vous faudra ajouter également :
  • Les bobines, petits pavés gris qui vont ensuite lisser le courant. Elles créent un pont entre les étages d’alimentation et le processeur.
  • Les condensateurs, petits cylindres noirs, qui vont lisser le tension afin que les oscillations soient réduites au maximum. En effet, les cœurs aiment avoir une alimentation aussi stable que possible. Sur le dessus du condensateur vous trouvez l’inscription 6,3 V, cela signifie qu’ils pourront travailler sans soucis sur un CPU alimenté de 1 à 2 V, nous avons de la marge. Ne jamais dépasser la valeur inscrite !

Sommaire :

  1. Intro et config de test
  2. Carte mère de test, et étage d'alimentation
  3. Préparation du matériel
  4. Réglage du BIOS en overclocking
  5. Scaling de fréquence à 20°C
  6. Scaling de fréquence sous azote liquide
  7. Ponçage du CPU
  8. Bonus photos
  9. Conclusion