XFX Radeon HD 7970 et overclocking

XFX nous a fait parvenir sa première Radeon HD 7970 personnalisée, la variante Double Dissipation. Fait-elle mieux que le modèle de référence ? C'est ce que nous allons vérifier. L'occasion également de nous pencher plus en détail sur les capacités d'overclocking plutôt élevées de la Radeon HD 7970 et sur les gains de performances qu'il est ainsi possible d'obtenir dans les jeux.

 

XFX Radeon HD 7970 Double Dissipation Edtion

Pour le lancement de la Radeon HD 7970, XFX propose pas moins de 4 déclinaisons différentes :

Radeon HD 7970 Core Edition : 925/1375 MHz, 500€ (FX-797A-TNFC)
Radeon HD 7970 Black Edition : 1000/1375 MHz, 520€ (FX-797A-TNBC)
Radeon HD 7970 Double Dissipation Edition : 925/1375 MHz, 510€ (FX-797A-TDFC)
Radeon HD 7970 Black Edition featuring Double Dissipation : 1000/1375 MHz, 530€ (FX-797A-TDBC)

Toutes reprennent le PCB de référence, tout du moins dans l'immédiat mais les modèles Double Dissipation sont équipés d'un ventirad différent. Les meilleurs échantillons sont triés pour devenir des variantes Black Edition dont le GPU est overclocké d'usine à 1000 MHz. XFX nous a fourni pour ce test la version Double Dissipation qui est donc cadencée aux fréquences de référence. Vous pourrez retrouver un large aperçu de ses performances pratiques et techniques dans notre test original de la Radeon HD 7970.

Le PCB de la Radeon HD 7970 Double Dissipation Edition de XFX est identique à celui de de la carte de référence. Il propose une sortie DVI Dual Link, une sortie HDMI et 2 sorties mini-DisplayPort. Son étage d'alimentation repose sur des composants de qualités et intègre 5 phases dédiés à l'alimentation du GPU.

C'est le système de refroidissement qui a été entièrement revu par XFX. Exit la turbine qui est remplacée par deux ventilateurs axiaux. Ceux-ci sont chargés de refroidir un imposant radiateur fixé sur une large chambre à vapeur, similaire à celle employée par AMD sur le design de référence. Une plaque métallique se charge d'assurer la rigidité du PCB et est en contact avec les composants sensibles de l'étage d'alimentation, ainsi qu'avec les modules mémoire.

XFX explique que ce design Double Dissipation permet un meilleur refroidissement du PCB et de ses composants puisque l'air peut traverser le radiateur en opposition au système de référence qui enfermerait ces composants. Comme vous pouvez le voir sur la photo du système de refroidissement, les ailettes sont repliées et condensées les unes contre les autres à la base du radiateur. L'air ne peut donc pas le traverser… et l'étage d'alimentation se retrouve en pratique plus isolé de tout flux d'air que sur le design de référence.

Enfin, XFX a remplacé la grille d'extraction de l'air par sa variante maison qui propose des ouvertures plus large. Un détail qui n'est pas très important pour ce modèle puisqu'il n'est pas destiné à expulser tout l'air chaud en dehors du boîtier.

La finition de l'ensemble est irréprochable et la combinaison d'aluminium brossé gris et rouge apporte une esthétique très réussie à cette carte.

Elle est livrée avec un CD qui contient les pilotes, un petit guide de montage et un adaptateur HDMI vers DVI Dual Link.

 

Overclocking

Comme nous l'avions noté dans le test de la Radeon HD 7970, le GPU Tahiti dispose d'une marge d'overclocking relativement conséquente pour un nouveau GPU haut de gamme. Alors que sa fréquence de référence est de 925 MHz, nous avions pu le stabiliser à 1075 MHz, sans modification de sa tension, pour un gain de 16%. La seconde carte de référence qui est passée entre nos mains a également pu être stabilisée à 1075 MHz. Quant à la Radeon HD 7970 Double Dissipation Edition de XFX, elle a accepté que son GPU passe à 1100 MHz, toujours sans modification de sa tension, soit une augmentation plus que sympathique de 19%. Toutes ces cartes affichent une tension GPU identique de 1.17V.

Notez que nous parlons ici d'overclockings stables validés dans Crysis Warhead sur 15 runs de notre scène de test mais également dans 3DMark 11 sur une session de 45 minutes dans un boîtier fermé. Il s'agit par ailleurs d'overclockings qui ne sont pas limités par PowerTune qui est fixé à +20% dans les pilotes. Cette technologie empêche pour rappel d'utiliser des stress tests tels que Furmark (ou le test Pixel Shader de 3DMark 06 que nous utilisions précédemment) pour valider un overclocking puisque la consommation trop importante va entraîner une baisse des fréquences instantanée. Ainsi, si le système pourra paraître stable, les fréquences seront en réalité nettement réduites.

Pour aller au-delà de 1075/1100 MHz il faudra pousser la tension GPU, ce qui augmentera sensiblement sa consommation… de quoi toucher bien plus souvent la limite de PowerTune ce qui a un impact très important sur les performances. Autrement dit, cela devra être accompagné d'une désactivation de PowerTune, avec le risque d'endommager la carte, ce qui n'est donc pas conseillé. Il sera intéressant d'observer dans les semaines et les mois à venir ce que les partenaires d'AMD pourront proposer pour leurs PCB personnalisés avec des étages d'alimentation plus costauds, prévus pour des overclocking massifs.

Après avoir observé l'overclocking du GPU, nous nous sommes penchés sur la mémoire GDDR5. Par défaut elle est cadencée à 1375 MHz, soit 2750 MHz pour l'envoi des données sur le bus. Les modules Hynix utilisés ici sont certifiés à 1500 MHz. Comme nous l'avons déjà expliqué à plusieurs reprises, la GDDR5 dispose de nombreux mécanismes de correction d'erreurs et de recalibrage, ce qui lui permet de supporter de gros overclockings. Malheureusement ces mécanismes ont un impact sur les performances qui peuvent au final baisser. Il convient donc de mettre en parallèle l'overclocking de cette mémoire avec les performances de manière à s'assurer que l'overclocking n'est pas contreproductif. Pour cela, nous avons overclocké la mémoire par pas de 50 MHz en vérifiant que les performances progressaient à chaque étape et avons finalisé par 25 MHz.

De toute évidence, AMD a prévu son contrôleur mémoire pour monter très haut en fréquence. Les 2 cartes de références ont ainsi accepté de passer à 1650 MHz, avec un crash au-delà. Plus surprenant, la mémoire de la carte XFX a accepté de monter à 1900 MHz ! Un gain impressionnant de près de 40%, que nous avons du mal à expliquer puisqu'il s'agit exactement du même PCB, des mêmes modules mémoire et que rien au niveau refroidissement ne laisse penser que cette carte dispose d'un avantage. XFX nous a assuré ne pas avoir modifié la tension mémoire par rapport à la carte de référence. Nous supposons donc qu'il s'agit d'un coup de chance ou d'un tri plutôt sélectif pour les versions Double Dissipation voire pour les échantillons destinés à la presse.

 

Consommation

Nous avons mesuré la consommation des cartes seules en charge dans Anno 2070 (1080p, niveau de détails maximal). Nous avons également observé la consommation de la carte XFX Double Dissipation Edition (DDE) lorsque son GPU et overclocké et lorsque GPU et mémoire sont overclockés :

Aux fréquences de base, la Radeon HD 7970 DDE de XFX affiche une consommation supérieure de 15W à celle de la carte de référence, ce qui peut être dû à une variation entre échantillons et également en partie à la présence de 2 ventilateurs. Overclocker le GPU y ajoute une vingtaine de watts (+10%), une augmentation qui est doublée lorsque la mémoire est elle aussi overclockée.

Au repos la consommation de la Radeon HD 7970 DDR de XFX est identique à celle de la carte de référence : 19W sur le bureau de Windows 7 et 2W en veille écran.

 

Nuisances sonores

Nous plaçons les cartes dans un boîtier Cooler Master RC-690 II Advanced et mesurons le bruit d'une part au repos (bureau Windows 7) et d'autre part en charge. Un SSD est utilisé et tous les ventilateurs du boîtier ainsi que celui du CPU sont coupés pour la mesure. Le sonomètre est placé à 60cm du boîtier fermé et le niveau de bruit ambiant se situe +/- à 21 dBA. Nous mesurons également le niveau sonore des Radeon HD 7970 de référence et DDE XFX lorsque leur GPU est overclocké (pas la mémoire) :

Au repos, la Radeon HD 7970 DDE de XFX se fait plus entendre que la Radeon HD 7970 de référence mais la tendance s'inverse en charge et s'accentue à l'avantage de XFX une fois les cartes overclockées.

Notez qu'en veille écran, tout comme pour la carte de référence, les 2 ventilateurs de la Radeon HD 7970 DDE de XFX s'arrêtent complètement. Les nuisances sonores sont alors nulles et tombent à 20.1 dBA, sachant que le bruit de fond est de 20/21 dBA.

 

Températures

Toujours lorsque les cartes sont placées dans le même boîtier, nous avons relevé la température du GPU rapportée par la sonde interne :

La Radeon HD 7970 DDE de XFX reprend visiblement une calibration similaire à celle de la carte de référence, qui maintient la température GPU à 41 °C au repos. Nous préférerions ici que XFX laisse le GPU prendre quelques degrés de plus pour réduire les nuisances sonores.

En charge par contre, la température GPU du modèle XFX est plus élevée, XFX ayant cette fois privilégié une réduction des nuisances sonores.

Voici l'ensemble des relevés de températures que nous avons effectués :


Au repos, le comportement des deux Radeon HD 7970 est similaire. En charge par contre, le modèle DDE de XFX n'éjectant qu'une petite partie de l'air chaud en dehors du boîtiers, les températures internes augmentent, sans que cela ne pose problème cependant.

Voici ce que tout cela donne à travers l'imagerie thermique :

 

Radeon HD 7970 de référence XFX HD 7970 Double Dissipation Edition

[ Repos ]  [ Charge ]  [ OC ]   [ Repos ]  [ Charge ]  [ OC ]

En charge, l'étage d'alimentation de la Radeon HD 7970 DDE de XFX s'échauffe plus que celui de la carte de référence, sans atteindre cependant des températures qui poseraient problème pour la durée de la carte. Cela confirme notre impression initiale selon laquelle ce système de refroidissement isole plus l'étage d'alimentation que celui de la carte de référence, contrairement à ce qu'annonce XFX.

 

Radeon HD 7970 de référence XFX HD 7970 Double Dissipation Edition

[ Repos ]  [ Charge ]   [ Repos ]  [ Charge ]

Pas de problème à signaler ici, même si les températures internes sont légèrement plus élevées avec le modèle DDE de XFX, ce qui est logique compte tenu du fait qu'il n'est pas prévu pour expulser tout l'air chaud en dehors du boîtier.

 

Performances

Nous avons mesuré les performances en 1920x1080 sous Windows 7 64 bits équipé d'un Core i7 980X, avec les pilotes GeForce 290.36 et les Catalyst beta 8.921.2.111215a (la version 19a utilisée dans le Focus sur les performances en CrossFire X ne fait que corriger un bug au niveau de la vitesse du ventilateur). Nous avons opté pour une qualité maximale identique à celle utilisée dans notre test original de la Radeon HD 7970 :

Anno 2070 DX11 : qualité maximale
Batman Arkham City DX11 : qualité très élevée + MSAA 8x
Battlefield 3 DX11 : qualité ultra
Bulletstorm DX9 : qualité élevée + MSAA 8x
Crysis 2 DX11 : qualité ultra mais objets élevés
F1 2011 DX11 : qualité ultra + MSAA 8x
Metro 2033 DX11 : qualité très élevée + tessellation + Depth of Field + MSAA 4x
Total War Shogun 2 DX11 : qualité maximale + MSAA 8x

Nous avons comparé la Radeon HD 7970 de XFX, dont les performances sont identiques à celles de la carte de référence, à la GeForce GTX 580 ainsi qu'aux cartes bi-GPU : la Radeon HD 6900 et la GeForce GTX 590. Bien entendu, nous y avons ajouté des résultats avec overclocking, tout d'abord au niveau du GPU qui passe à 1100 MHz. Ensuite, nous avons également overclocké la mémoire qui passe alors à 1900 MHz.

Maintenez la souris sur le graphe pour afficher les performances relatives à la Radeon HD 7970.

Sur l'ensemble de nos tests, l'overclocking du GPU se traduit dans les jeux par un gain de 6 à 17%. Une fois la mémoire overclockée elle aussi, les gains varient entre 15 et 21%. La Radeon HD 7970 Double Dissipation Edition de XFX cadencée à 1100 MHz pour le GPU et 1900 MHz pour la mémoire se rapproche alors sérieusement de la GeForce GTX 590.

Vous noterez que les gains sont plus proches entre les différents jeux une fois que GPU et mémoire son overclockés que quand le GPU seul est overclocké, ce qui s'explique principalement par le fait que deux jeux testés, Batman Arkham City et Metro 2033, sont très dépendants de la bande passante mémoire.

 

Conclusion

Avec la Radeon HD 7970 Double Dissipation Edition, XFX est parvenu à proposer un modèle personnalisé et à la finition irréprochable dès l'arrivée dans le commerce de cette nouvelle carte graphique haut de gamme. Certes seul le système de refroidissement diffère, mais il faut malgré tout souligner la performance là où nous sommes habitués à ne voir que des cartes de référence décorées de stickers différents.

 

Dans l'absolu, ce système de refroidissement Double Dissipation n'est cependant pas plus efficace que le système de référence. Il l'est un peu moins au repos et similaire en charge. Certes, par défaut il produit alors moins de nuisances sonores mais laisse la température GPU grimper quelque peu. Il faut cependant noter qu'étant donné qu'il n'expulse qu'une petite partie de l'air chaud généré par la carte graphique en dehors du boîtier, son comportement dépend du refroidissement du boîtier qui dans notre cas est ventilé raisonnablement pour un système haut de gamme, ni plus ni moins. Si votre système est mal ventilé, son comportement sera moins bon. Si par contre il est très bien ventilé ou consiste en une table de bench, il pourra être meilleur que celui que nous avons pu constater.

Si nous avons pu observer une capacité d'overclocking du GPU similaire sur la Radeon HD 7970 Double Dissipation Edition de XFX que sur les cartes de référence, la première a autorisé un overclocking inhabituel et nettement plus élevé de la mémoire GDDR5 : près de 40% ! S'il est possible que XFX effectue un tri pour les modèles Double Dissipation, même ceux qui ne sont pas overclockés d'usine, il est impossible cependant de conclure quoi que ce soit sur base du test d'un seul échantillon. L'overclocking reste une loterie à laquelle on ne gagne pas à tous les coups et rien dans nos tests n'a suggéré un avantage de ce modèle au niveau du refroidissement de la mémoire par exemple.

Quoi qu'il en soit, ce test confirme les excellentes capacités d'overclocking de la Radeon HD 7970 dont il serait dommage de se priver tant il est simple d'en profiter, même en se limitant aux possibilités du Catalyst Control Center !