RTX 5080 : de petites modifs réduisent fortement le hotspot GPU

Vous avez vraisemblablement vu passer l’info quelques jours avant le lancement des GeForce RTX 50 Series : NVIDIA a supprimé les données hotspot pour les GPU Blackwell. Mais au même titre qu’en médecine, casser le thermomètre ne fait pas baisser la fièvre, les RTX de nouvelle génération ont, a priori, toujours un point chaud... Igor Wallossek a mené des expérimentations sur une GeForce RTX 5080 custom pour tenter de le faire baisser. Conclusion : de modestes changements impactent fortement les températures.

Une conception à revoir

En préambule, Igor écarte toute volonté de « sensationnalisme ». En conséquence, il omet volontairement de renseigner la marque de son sujet. Il indique que sa démonstration a principalement une visée expérimentale ; qu'elle met en lumière des ajustements de conception susceptibles d’améliorer la dissipation thermique. Il précise que son cobaye du jour est le parangon de presque « toutes les cartes d'entrée de gamme de tous les fabricants » ; explique que le but de sa démarche est « une incitation » adressée aux fabricants.

Igor Wallossek rappelle qu’en raison de « l'obsession de NVIDIA pour la miniaturisation », le PCB de la RTX 5080 est compact (c’est aussi vrai pour celui de la GeForce RTX 5090). Pour son modèle, il montre que les dix convertisseurs de tensions de l’étage d'alimentation NVVDD sont positionnés très proches les uns à côté des autres. Précisons que le PCB de la carte examinée, « lequel s’inspire fortement du design de référence », possède 17 phases au total : aux 10 phases pour NVVDD, s’ajoutent 4 phases pour MSVDD et 3 phases pour FBVDD (mémoire). Naturellement, une grande partie de la limite de puissance maximale de 400 watts est attribuée aux phases pour NVVDD. Vous trouverez une photo annotée auprès de la source.

Nous allons passer rapidement sur la longue partie théorique consacrée aux choix de conception parfois douteux, voire paresseux, avec en toile de fond le reproche d'une mauvaise exploitation du refroidissement passif que confère la plaque arrière. Pour résumer, Igor Wallossek explique que les pads thermiques de 3 mm d’épaisseur sont les solutions les plus fréquemment utilisées pour transférer la chaleur des VRM et des bobines vers les dissipateurs thermiques. Or, ce choix serait parfois contre-productif.

La source précisue qu'au-delà de la conductivité thermique du matériau, son épaisseur et sa compression ont une incidence. Igor écrit que « les fabricants utilisent souvent de grands espaces entre les composants et les dissipateurs, notamment pour rendre la production moins coûteuse. Ces écarts plus importants permettent aux fabricants, en plus d'une limite de tolérance généreuse, d'opter en toute flexibilité pour d'autres modèles de condensateurs ou de bobines si nécessaire, sans devoir modifier fondamentalement le design. Cela peut certes réduire les coûts de fabrication et augmenter la flexibilité, mais conduit à des conditions thermiques sous-optimales ». En effet, insuffisamment compressés, certains pads n’atteignent pas leurs performances optimales  (c'est au moins deux tiers de leur épaisseur initiale). Pour les raisons évoquées ci-dessus, de telles pressions de contact ne sont pas systématiquement exercées, ce qui nuit considérablement à la capacité de refroidissement, d’après notre confrère.

Dans le cas de la GeForce RTX 5080 examinée, le hotspot s'élève à 80°C. Ce n’est bien sûr pas excessif, mais Igor indique que cette température a été obtenue dans une pièce à 21°C avec un boîtier ouvert. Autant dire des conditions idylliques. La source argue que les températures peuvent facilement atteindre 100 °C dans des boîtiers fermés. En outre, une autre RTX 5080, plus onéreuse, s'avère bien mieux refroidie. Notre confrère constate que « de nombreux fabricants n'ont apparemment pas de véritable plan pour gérer la dissipation » ; ajoute que chez son sujet, « le pad a simplement été placé là où il est collé depuis des années, sans véritable test, sans que personne ne remette cette disposition en question ».

La seconde partie de l’article est plus expérimentale. Elle montre comment une petite modif permet de favoriser le refroidissement passif via la plaque arrière, avec pour conséquence de fortement baisser la température du point chaud. Là encore, nous vous passons les longues explications sur le choix des outils et la manière de façonner un trou à l’arrière de la carte sans endommager celle-ci ou altérer les mesures.

La première image est celle de la carte graphique d’origine, sortie d’usine. Après 15 minutes, Igor relève 79°C, et 50°C sur la plaque arrière.

© Igor's LAB

Notre confrère a façonné un pont thermique entre le PCB et la plaque arrière. Pour cela, il n’a pas eu recours à des pads, pour des raisons purement pratique. Il a privilégié de la pâte thermique, laquelle est davantage flexible pour combler les espaces. Si vous avez bien suivi ce qui précède, elle a l’avantage de prémunir des « risques de cavités ou de pression de contact insuffisante, comme pourraient l’induire des pads mal dimensionnés ».

© Igor's LAB

Les 70,3°C pour le hotspot et 67,2°C pour la backplate attestent d'un meilleur transfert de chaleur.

© Igor's LAB

Igor écrit : « Grâce à cette répartition uniforme de la chaleur, les pics de température locaux sur la carte diminuent, ce qui entraîne une amélioration globale de la stabilité thermique. Comme la plaque arrière possède une surface nettement plus grande que les différents composants, elle peut dissiper plus efficacement la chaleur absorbée dans l'air ambiant. Cela contribue en fin de compte à abaisser durablement les températures de fonctionnement de la carte graphique et à réduire la charge thermique des composants. Alors pourquoi ne pas procéder ainsi et gratuitement dès la sortie d'usine, chers amis de l'industrie manufacturière ? ».

En conclusion, notre confrère insiste sur le fait que « ce rapport n'a définitivement pas pour but de faire du sensationnel, mais d'inciter les fabricants à prêter plus d'attention à la charge thermique […] ». Il rappelle qu’il dissimule volontairement les noms des différents partenaires ayant œuvré sur cette carte, « car ce problème se pose de manière similaire pour presque toutes les cartes d'entrée de gamme ». Selon Igor, « l'objectif est de montrer comment l'efficacité thermique peut être améliorée par de simples adaptations […] ». Il estime néanmoins qu’aux tarifs pratiqués pour de tels GPU, ce serait le minimum syndical, y compris pour des références dites « d’entrée de gamme ».