Aujourd’hui dans la Cuisine du Hardware nous allons effectuer un test comparatif assez spécifique. En effet nous avons sous la main quatre cartes mères haut de gamme concurrentes au nouveau chipset Intel Z590. Des cartes mères qui restent dans le haut de gamme sans être les plus chères puisque nous sommes sur un budget allant de 450 à 500 euros. Nous avons donc une carte mère ASUS, MSI, AORUS et enfin ASRock. Dans ce test nous allons nous concentrer sur les températures des VRM (étages d’alimentation) des cartes après un bon gros stress test d’une heure qui va faire chauffer tout ce petit monde.
Températures VRM de quatre cartes mères concurrentes, c’est qui la plus chaude ?
Avant de commencer voyons ce que sont les VRMs, acronyme de « Voltage Regulator Module » ceci représente un ensemble de composants que l’on retrouve autour du socket de la carte mère. Celui-ci est composé d’un MOSFET qui est lui refroidi par les dissipateurs thermiques, des bobines et enfin des condensateurs, un contrôleur joue le rôle du chef d’orchestre. Ce sont eux qui régulent les tensions des processeurs CPU ou même GPU. En effet, nous retrouvons le même principe sur le PCB des cartes graphiques. Les VRM sont essentiels pour ne pas balancer le 12V de votre alimentation EPS directement au CPU qui tourne en général entre 1,1V et 1,5V en charge.
De base, de faibles températures sont à privilégier afin de garantir la durabilité du matériel, ou même simplement permettre un overclocking plus poussé. Notez aussi que plus la tension est élevée plus les composants vont chauffer. C’est pour cela qu’un bon système de refroidissement est très important.
Load Line Calibration
Une petite parenthèse sur le LLC. Ces trois lettres sont en fait l’acronyme de « Load Line Calibration ». Il s’agit d’un paramètre qui impacte directement les tensions appliquées au CPU. Chaque carte mère dispose d’un LLC qui se comporte légèrement différemment et il est donc important pour ce test de trouver le bon compromis pour que la tension soit la plus stable possible. En effet, nous aurons un large choix de niveaux pour ce paramètre.
Sans le LLC, un phénomène appelé le Vdrop apparaît. Un phénomène qui n’est pas vraiment pratique puisque celui-ci baisse la tension définie au CPU selon la charge du processeur, plus le processeur est chargé plus la tension baisse et peut ainsi créer le fameux écran bleu de la mort. Par exemple, nous fixons un Vcore à 1,30 V, en charge, sous Prime95 par exemple, cette tension peut baisser plus ou moins selon les cartes mères.
Le Load Line Calibration vient donc parer ce Vdrop. Celui-ci va augmenter plus ou moins la tension du CPU lorsqu’il est en charge en appliquant une tension supplémentaire selon le niveau choisi. Toutefois, selon la carte mère ces niveaux ne représentent pas les mêmes valeurs. En effet, avoir des « paramètres universels » est simplement impossible, le LLC d’une carte mère haut de gamme pourrait engendrer des anomalies comme des surtensions sur des modèles moins puissants. Les composants formant les étages d’alimentations peuvent différer niveau qualité d’une carte mère à l’autre, ce qui est tout à fait normal. Attention à ne pas en abuser, ceci pourrait fournir trop de tension au processeur selon le couple CPU/CM. Il faut donc chercher quel niveau convient le mieux à son overclocking ou dans notre cas : quel niveau permet de rester le plus stable possible sur chaque carte mère.
Configuration de test
Pour réaliser ces benchmarks, voici la configuration que nous utilisons, bien évidemment seule la carte mère change.
- Processeur Intel Core i9-11900K (en test ici)
- Watercooling be quiet! Silent Loop 240 mm
- Mémoire DDR4 CORSAIR Vengeance RGB PRO 2 x 8 Go 3600 MHz (en test ici)
- SSD Crucial P1 1 To (en test ici)
- Alimentation Be Quiet! Dark Power 12 1000W (en test ici)
Quant aux cartes mères concurrentes, toutes avec le BIOS à la dernière version en date au moment d’écrire ces lignes, voici les références qui passent sur le notre grill :
Protocole de test
Pour commencer, nous fixons un Vcore à notre CPU qui sera identique pour chaque carte mère avec un LLC le plus stable possible. Nous fixons également le ratio, donc la fréquence du CPU. Pour nous assurer que notre tension est bien la même sur toutes les cartes mères, nous allons relever la tension directement à l’arrière de la carte mère à l’aide de notre multimètre. En effet, les réglages reportés par le BIOS peuvent changer selon la marque de la carte mère.
Nous avons donc retenu un Vcore fixé à 1,40 V avec un ratio de 50 soit 5 GHz sur l’ensemble des cœurs du processeur. Sur nos tests la température du CPU maximale a atteint en pic les 93 °C. Notez que pour ces tests ABT (Intel Adaptive Boost Technology) est désactivé. Cette configuration a pour but de faire chauffer l’étage d’alimentation pour voir quelle carte s’en sort bien ou non.
Pour faire chauffer nos VRM, nous lançons un benchmark Prime95 d’une durée d’une heure qui va mettre à rude épreuve le CPU et par conséquent tout ce qui l’alimente. Rien n’est plus efficace pour se faire un petit chauffage d’appoint et une bonne excuse pour éteindre le chauffage quelques heures. Précisons qu’en temps normal, l’étage d’alimentation n’atteindra quasiment jamais de tels niveaux de sollicitation et donc de températures.
Pour relever les températures maximales atteintes par les VRM, nous allons passer par deux méthodes différentes. Premièrement nous relevons les valeurs affichées par le logiciel HWiNFO sur la sonde des VRMs. Une méthode très classique et efficace. Mais ici on ne va pas s’arrêter là. En effet, nous utilisons notre caméra thermique pour chercher le point le plus chaud à la fois à l’avant de la carte mère. La caméra est fixée sur un trépied à une distance de 50 cm de la carte mère. De plus, nous allons comparer les températures relevées à la caméra avec les relevés de notre thermomètre laser. Celui-ci est situé à 15 cm pour viser une surface d’environ 1 cm sur le point le plus chaud. Attention, le thermomètre laser n’est pas aussi précis que la caméra thermique et on notera un certain écart avec les données de cette dernière, mais dans la pratique les données sont assez cohérentes.
Avec cette méthodologie nous aurons ainsi deux sources de mesures de températures différentes pour croiser les données en plus des mesures lues par le logiciel. Notez que la température vue à l’arrière de la carte mère peut être différente entre les cartes en raison du nombre de couches de PCB. Une carte mère à huit couches verra sa température moins haute à l’arrière qu’une carte mère à quatre couches par exemple. C’est pourquoi nous parlons de l’épaisseur des PCB sur les descriptifs rapides des cartes mères plus bas. Notez que nous maintenons la température de la pièce à 22 °C via notre fidèle climatiseur.
Avant de passer aux benchmarks, regardons de plus près les spécificités techniques de chaque carte mère au niveau des VRM et de leurs systèmes de refroidissement.
ASUS ROG MAXIMUS XIII HERO
Sur cette carte ASUS MAXIMUS XIII HERO nous avons 14+2 phases d’alimentations DrMOS SPS TI CSD95410 de 90A avec un contrôleur Renesas ISL69269 configuré en 7+2 phases. Pas de doubleur de phases, mais une configuration « Teamed ». Le refroidissement des VRM est assuré par un gros dissipateur thermique en aluminium comprenant la partie supérieure et la partie de gauche jointe avec le cache de la connectique arrière.
Z590 AORUS MASTER
La carte mère Z590 AORUS MASTER dispose de 18+2 phases Renesas ISL99390B (90A). Nous avons un contrôleur Renesas ISL69269 dans une configuration 9+1 et utilise un doubleur de phase ISL6617A. Elle dispose d’un circuit imprimé à 6 couches. Ici aussi le refroidissement des MOSFET se fait avec des dissipateurs thermiques reliés par un caloduc.
ASRock Z590 Taichi
pour la carte ASRock Z590 Taichi on retrouve comme l’annonce la marque 14 phases d’alimentations Dr. Mos SPS (12+2 en réalité) avec des Renesas ISL99390 de 90A. Le contrôleur est un Renesas ISL69269 configuré en 6+2 et ASRock utilise des doubleurs de phases ISL6617A. L’alimentation du socket se fait en 8+8-pins et le PCB est constitué de huit couches avec 2 oz de cuivre. De base la marque équipe les dissipateurs thermiques d’un ventilateur aidant à refroidir l’étage d’alimentation, mais va jusqu’à en ajouter un second en bundle que l’on pourra placer en supplément.
MSI MEG Z590 ACE
La carte mère MSI MEG Z590 ACE dispose de 16+2 phases Renesas ISL99390B de 90A. Le contrôleur est un Renesas ISL69269 dans une configuration 8+2 et utilise un doubleur de phase ISL6617A. Le PCB possède ici aussi 8 couches. Ici aussi nous avons deux dissipateurs thermiques reliés par un caloduc qui se chargeront du refroidissement des MOSFET.
Si l’on regarde niveau caractéristiques techniques, nous pouvons voir que des quatre cartes mères la mieux armée en termes de VRM est l’AORUS MASTER. Voyons maintenant en pratique ce que cela nous donne en termes de températures.
Températures via la caméra thermique
Commençons les choses sérieuses et regardons les températures maximales obtenues via notre caméra thermique sur la carte mère vue de face. Il y a ici 10 °C de différence entre la meilleure élève qui est ici la MSI MEG Z590 ACE et la Taichi en plus mauvaise élève. Sur cette dernière la caméra thermique relève 72,1 °C et 61,7 °C pour la MSI. En seconde place nous avons la ASUS ROG MAXIMUS XIII HERO. Même la Taichi avec son ventilateur optionnel fait moins bien avec 65 °C. Enfin pour l’AORUS, elle aussi dépasse la barre des 70 avec 71,3 °C pour être exact.
Une petite vue en imagerie thermique pour vous faire une idée de la dissipation de chaleur. On notera que les cartes ASUS et MSI utilisent aussi leurs caches de connectique arrière comme dissipateur thermique. Ce qui veut dire que ces cartes sont plus aptes à profiter d’un bon flux d’air dans un boîtier. Chose que notre test ne met pas en valeur puisque nous sommes hors boîtier et qu’il n’y a donc aucun flux d’air pouvant aider les dissipateurs thermiques. Autre fait intéressant, les cartes utilisant leurs caches de connectique arrière comme dissipateur utilisent un système entièrement passif. En revanche, les ASRock et AORUS qui n’ont pas cette particularité compensent en ayant un système actif. En effet, ces références utilisent un petit ventilateur de base pour aider au refroidissement.
Passons maintenant aux températures au dos de la carte, au niveau du PCB. Ici les différences sont de 10 °C environ. La meilleure carte est la ASRock Z590 Taichi avec le ventilateur supplémentaire. Sans cette petite option de triche entre guillemets, la palme revient à la MAXIMUS XIII HERO où la caméra thermique relève 64,5 °C et le thermomètre laser 64,4 °C. La plus mauvaise élève est cette fois-ci la Z590 AORUS MASTER avec 74,5 °C à la caméra thermique et 76,3 °C au thermomètre laser.
Repassons sur les images thermiques. Première chose à préciser, la ASUS ROG MAXIMUS ne dispose pas de backplate. Celles-ci disposent, sur les trois autres références, de pads thermiques au niveau des MOSFETs dans le but d’aider au refroidissement de celles-ci. Et pourtant, hormis la Taichi et son second ventilateur, la ASUS est bien première dans ce classement.
Sous HWiNFO nous relevons des températures de 64 à 68 °C. Cela ne représente que 4 °C de différence entre les deux extrêmes ce qui est assez négligeable il faut bien l’avouer. La ASRock Z590 Taichi avec son ventilateur supplémentaire descend jusqu’à 62,5 °C. Notez qu’étonnamment la MAXIMUS XIII HERO qui se classait bien jusque-là est désormais en dernière place avec 68 °C relevé, ce qui ne représente tout de même qu’un degré de plus face à l’ASRock et l’AORUS.
Conclusion, les VRM du chipset Intel Z590 au grill, saignant ou à point ?
Notre protocole de test met à rude épreuve les étages d’alimentations de cette sélection de cartes mères, il faut bien l’admettre. Et pourtant, aucune de ces cartes ne s’approche d’un seuil dangereux de températures. La conclusion est simple à ce stade, aucune de ces cartes mères au chipset Intel Z590 n’est réellement mauvaise en termes de refroidissement VRM.
Toutefois, la MSI MEG Z590 ACE et la ASUS ROG MAXIMUS XIII HERO se démarquent légèrement de l’AORUS dans cet exercice. Quant à la ASRock, forcément une fois le ventilateur optionnel ajouté elle est forcément efficace puisqu’elle bénéficie alors de deux ventilateurs dédiés aux VRM.
Rappelons que le maintien de bonnes températures sous charge est un aspect très important qui n’est pas assez considéré lors de l’achat d’une carte mère (rappelez-vous le scandale des températures VRM très mauvaises à l’arrivée du chipset Intel X299 ou la MSI MPG X570 Gaming Edge WiFi qui a été démontrée durant notre test spécial VRM X570). La faute en partie aux marques qui ne communiquent pas assez sur cet aspect qui, il faut bien avouer, est assez compliqué à appréhender pour un non initié.
Les VRM sont en charge de fournir une tension précise et stable. Plus vous voudrez allez loin dans l’overclocking, plus il vous faudra de bons étages d’alimentations pour tenir le coup en termes de puissances (d’où le fait que les MOSFETs supportent parfois 60A et parfois 90A par exemple). En effet il arrive que ce soit simplement les VRM qui bloquent dans un overclocking poussé, que ce soit par la qualité des composants ou par les températures. Dans un usage stock, la plupart des VRM font l’affaire, il faut juste veiller à ce que les températures restent dans de bonnes plages, idéalement sous les 80°C c’est bien, l’important est d’être sous les 90 °C à tout prix.
Avant de partir n’oubliez pas de rejoindre notre serveur Discord et de nous suivre sur Instagram, Facebook et Twitter.
