Test GeForce RTX 4070 Ghost

Après les GeForce RTX 4090, 4080 et 4070Ti, Nvidia dégaine la GeForce RTX 4070. Positionnée sur le haut de gamme, cette carte graphique gaming est annoncée au prix public recommandé de 599 $.

La belle est disponible en version « personnalisée » et Founders Edition. Cette quatrième référence Alda Lovelace s’attaque au gaming en 1440p avec comme arme plusieurs arguments face à ses ainées dont la GeForce RTX 3070 Ti. A l’occasion de ce lancement, nous vous proposons un test complet au travers d’un modèle signé Gainward, la GeForce RTX 4070 Ghost.

Nous retrouvons une solution au format « classique » équipée d’un système de refroidissement à double ventilation. A l’usage permet-elle de jouer avec du confort en 1440p avec des options graphiques au maximum ? Quelles sont ses performances en Ray Tracing ? Quel est l’impact de la technologie DLSS 3.0 sur ses prestations ? Est-elle au niveau de son tarif conseillé ?

Sommaire

• GeForce RTX 4070, présentation
• GeForce RTX 4070 Ghost, présentation.
• Protocole de test,
• GeForce RTX 4070 Ghost, environnement,
  • Performance de refroidissement,
  • Nuisances sonores,
  • Stabilité des fréquences,
  • Consommations électriques,
  • Cout de fonctionnement et empreinte carbone.
• GeForce RTX 4070 Ghost, les performances gaming,
  • Performance en Rasterisation,
  • Performance en Ray Tracing,
  • Performance DLSS 2 et 3.
• GeForce RTX 4070 Ghost, les performances « création »,
• GeForce RTX 4070 Ghost, conclusion.

GeForce RTX 4070, présentation

Après des semaines de rumeurs et de fuites, la GeFoce RTX 4070 est officielle. La belle sera disponible en boutique à partir de 13 avril 2023. Il s’agit de la quatrième référence de la gamme Alda Lovelace de Nvidia.

Sa mécanique profite de toutes les avancées proposées par cette génération.  Cela va de nouveaux multiprocesseurs de streaming (SM) à des cœurs Tensors de 4^ième génération en passant par des cœurs RT de 3^ième génération, la prise en charge matérielle du SER (Shader Execution Reordering (SER) le support de la technologie DLSS 3 ou encore un encodeur de 8e génération (NVENC) compatible AV1.

AV1 – Wikipedia

AV1 est un codec vidéo ouvert et libre de droits1 créé en 2018 et conçu pour la diffusion de flux vidéo sur Internet et réseaux IP comme successeur de VP9. (…) Il peut atteindre un taux de compression supérieur de 30 à 40 % en moyenne à VP9 et H.265/HEVC et supérieur de 50 % à H.264, le codec vidéo le plus répandu pour le streaming en 2019. AV1 permet donc de diviser par deux l’utilisation de la bande passante par rapport au H.264 mais, en contrepartie, l’implémentation de référence (libaom) consomme nettement plus de ressources de calcul que VP9 et H264, tant pour le codage que pour le décodage. Néanmoins, le développement de libaom a privilégié la correction et l’exhaustivité vis-à-vis du standard, au détriment de l’efficacité ; d’autres implémentations améliorent significativement les performances.

Nvidia ne cache pas ses ambitions. Cette GeForce RTX 4070 est censée assurer du gaming en 1440p à 100 images par seconde. Si un tel chiffre se vérifie nous serons selon nos critères face à un gameplay optimal. Le constructeur insiste également beaucoup sur sa compatibilité avec le DLSS 3. Cette technologie est même au cœur de son argumentation car elle permettrait de remplir l’objectif des 100 fps avec du Ray Tracing. Nous ne manquerons pas de vérifier tout ceci.

La technologie DLSS 3 utilise l’IA pour générer des images nouvelles et non de simples pixels. Elle combine des techniques du DLSS actuelles comme les vecteurs de mouvement et les algorithmes d’IA de super résolution avec de nouvelles techniques de génération de trames tirant avantage des OFA.

Ce composant matériel (Optical flow accelerator) apporte son aide à prédire la prochaine image en créant un champ de flux optique (Optical flow-field). Son rôle est de permettre au DLSS 3 de connaitre les objets statiques dans une scène 3D dynamique. Ce processus s’appuie sur le format mathématique FP8 pris en charge par les coeurs Tensor de 4e génération. A noter que pour réduire la latence inhérente à cette avancée, le DLSS 3.0 s’appuie sur Reflex.

Sachant que le DLSS 3 génère une nouvelle image sans impliquer le jeu, il profite aux titres ayant des ressources limitées en CPU, en particulier ceux qui sont lourds en gestion physique du monde ou proposant un monde vaste et détaillé à l’origine de lourds calculs processeur. Le DLSS 3 permet dans ce cas de dépasser les framerates assurés par le processeur. En clair, nous avons un effet CPU limited moins présent.

Le DLSS 3 fonctionne simultanément avec DLSS Super Resolution (alias DLSS 2) afin de booster les performances dans les charges de travail sollicitant un rendu en Ray Tracing exigeant. Les jeux DLSS 3 sont rétro compatibles avec la technologie DLSS 2.

Il est important de comprendre que le DLSS est une solution pour affronter les besoins toujours grandissant des jeux en calcul en particulier si le Ray Tracing est de la partie. Par exemple, sa première implémentation au travers d’un effet de base dans le titre Battlefield V en 2018 a demandé 39 opérations par pixel tandis que nous sommes désormais à 635 opérations par pixels en 2023 avec Cyberpunk 2077. Nous vous laissons faire les calculs avec un rendu en 4k soit  3260 x 1440 pixels.

La GeForce RTX 4070 est commercialisée avec l’espoir de conquérir le cœur de nouveaux joueurs PC et les utilisateurs équipés d’une GTX 1080 ou d’une RTX 2070. Son public ne s’arrête pas là puisque son encodage matériel AV1 est aussi un argument auprès des créateurs et streamers. Face à son ainée la GeForce RTX 3070 Ti, l’architecture GPU Ada Lovelace propose un cache L2 bien plus important (36 Mo Vs 4 Mo) ce qui participe à booster les performances tout en minimisant les besoins énergétiques (dans une certaine mesure).

Son GPU est un AD104 équipé de 5 888 cœurs CUDA. lI assure une puissance de 29 TFLOPs (FP32) pour le rendu graphique classique (rasterisation). A leurs côtés, nous avons 184 cœurs Tensors de 4^ième gen et 46 cœurs RT de 3^ième Gen ainsi que 184 unités de textures et 64 ROPs. Tout ce petit monde est calibré à une fréquence de 1920 MHz de base contre 2475 MHz en mode Boost. Concernant ses moteurs « média » nous avons deux unités, un NVENC de 8^ième gen et un NVDEC de 5iène Gen.

Cette GeForce RTX 4070 est annoncée avec un TGP de 200 Watts et une consommation moyenne en jeu de 186 Watts.

Son équipement comprend 12 Go de GDDR6X à 21 Gbps exploités via un bus 192-bit. La bande passante mémoire atteint les 505 Go/s. Nvidia évoque quatre sorties vidéo avec trois DisplayPort et un HDMI tandis que l’alimentation est confiée soit à deux connecteurs PCIe 8 broches ou un 12VHPWR 300W ou plus. Il est aussi possible que certains constructeurs optent pour un unique PCIe 8 broches

Il est recommandé une alimentation de 650 Watts au minimum pour l’exploiter.

GeForce RTX 4070 Ghost, présentation

Pour ce lancement Nvidia nous a proposé de tester une version personnalisée de la GeForce RTX 4070 au travers de la déclinaison Ghost de Gainward. La carte est annoncée au prix de 659 € soit le tarif conseillé de Nvidia.

Nous retrouvons une carte aux dimensions raisonnables lui permettant de trouver facilement une place dans un boitier moyen tour. Au format double slot, elle affiche une longueur de 27 cm. Gainward opte pour une robe au design « passe partout ». Les deux ventilateurs sont mis en valeur par un rendu « radiateur »  au travers de multiples lignes parallèles. Malheureusement, le carter et la plaque arrière sont en plastique ce qui à la vue du positionnement tarifaire est dommage. Hormis un habillage, il n’y a ici aucune aide au refroidissement.

A l’avant, une grille d’aération à structure en nid d’abeille assure la circulation de l’air avec l’extérieur du boitier. Nous avons trois connectiques vidéo dont trois DisplayPort et un HDMI.

L’alimentation est assurée par une unique connectique PCIe 8 broches placée en latéral et au centre de la carte.

Ce choix n’est pas optimal pour le rangement des cables et le visuel. Il est difficile dans ce contexte de cacher le faisceau si le boitier profite d’un panneau fenêtré ou en verre trempé. Une position en terminaison de carte est bien plus efficace.

Le radiateur est imposant avec des dimensions plus importantes que celles du PCB. Il déborde de 10 cm ce qui permet au deuxième ventilateur de pousser l’air au travers. L’air circule ainsi de part en part.

Cette approche est aujourd’hui de plus en plus utilisée sur le segment des cartes graphiques. Par contre attention, l’air chaud se retrouve directement dans le boitier. La ventilation de ce dernier doit donc être pensée dans ce sens en proposant un focus sur l’extraction de l’air chaud et l’arrivée d’air frais. Enfin, nous avons une petite zone d’éclairage RGB autour de la marque GeForce RTX.

Cette GeForce RTX 4070 Ghost de Gainward est annoncée au prix recommandé par Nvidia de 599 $ soit 659 € après de savants calculs.

Protocole de test.

Nous avons utilisé des jeux, plusieurs définitions, plusieurs benchmarks et des applications GPGPU. Pour chaque titre, tous les paramètres de rendu sont au maximum. Les pilotes graphiques sont les derniers en date à l’heure d’écriture de ce test.

Plateforme de test.

• Carte mère : Asus ROG Maximus Z690 HERO
• Processeur : Intel Core i9-12900K,
• Mémoire vive : Vengeance RGB DDR5 6400 MHz CL38 de Corsair (2×16 Go),
• Stockage: SSD Kioxia Exceria Pro 2 To,
• Alimentation: Dark Power 13 1000 Watts
• Dissipateur : WaterCooling DeepCool LS720

Jeux vidéo

• Metro Exodus,
• Far Cry 6,
• Shadow of Tom Raider,
• Total War : Warhammer,
• Horizon Zero Dawn,
• Watch Dogs Legion,
• Cyberpunk 2077,
• A Plague Tale: Requiem
• Microsoft Flight Simulator.

Benchmarks

• 3DMark Fire Strike (Performance, Extreme, Ultra),
• 3DMark Time Spy Extreme,
• 3DMark Port Royal (1440p, 2160p),
• 3DMark DirectX RayTracing Feature Test,
• 3DMark DLSS Feature Test,
• Blender 3.2.1 ( Scènes Monster, JunkShop et Classroom),
  Puissant outil de développement pour créer des images et animations 3D. Cette version apporte la prise en charge de l’OptiX chez Nvidia soit une accélération matérielle avec une GeForce ou Quadro RTX. Cela concerne le rendu et le viewport. Pour les Radeon RX 6000 Series nous utilisons l’API OpenCL.
• LuxMark 3.1
  Cette application exploite l’API OpenCL pour exécuter des calculs de rendu 3D. Il est possible de travailler uniquement avec le GPU, le CPU ou encore les deux en même temps (idéal pour se rendre compte de la différence de performance qu’il existe entre un processeur et une solution graphique). Mieux encore, ce benchmark existe sur différents environnements comme Linux, OS X et Windows. Il livre un score et des indices de valeurs Samples/sec et Rays/sec.
• OctaneBench 2020.1.5
  Test de rendu 3D avec activation ou non du RTX.
• FAHBench (Pression double / DHFR)

GeForce RTX 4070 Ghost, environnement

Performance de refroidissement.

L’ensemble du monitoring est assuré par GPU-Z. Nous avons torturé cette solution durant 10 minutes en sollicitant au maximum son GPU. Les tests sont faits à l’air libre afin de faire abstraction des performances de refroidissement du boitier. La température de la pièce est de 21°C.

Notre version personnalisée de la RTX 4070 est équipée de deux ventilateurs de 100 mm et d’un imposant dissipateur proposant plusieurs zones d’ailettes en aluminium et équipé de caloducs. La température GPU est bien maitrisée. En burn, elle se stabilise entre 66 et 67°C. Nous sommes donc loin du maximum autorisé par Nvidia (90°C). Chaque ventilateur turbine à 1500 rpm.

Nuisances sonores.

Au repos, la carte propose un mode Fanless c’est-à-dire que ces deux ventilateurs sont à l’arrêt. Dans ce contexte, elle est inaudible tandis que la température GPU se stabilise à 48 °C. Nos tests sont menés à l’air libre via une table de bench. La température de la pièce est à 21°C.

En charge au bout de 10 minutes avec un GPU à 100% de ses capacités, la ventilation se montre discrète. Avec 38.2 dBA à notre sonomètre cette Edition Ghost se montre peu bruyante. Nous avons un léger souffle qui se laisse rapidement oublier. C’est parfait. Nous sommes devant la solution la plus silencieuse de notre comparatif.

Stabilité des fréquences.

Sur ce point, le résultat est bizarre. Bien que la température GPU soit parfaitement maitrisée, sa fréquence ne cesse de fluctuer entre 1550 MHz et 2250 MHz. Nous avons une courbe en dent de scie. En prenant toute la durée du test, nous obtenons une fréquence moyenne de 1842 MHz en burn. De son coté, la VRAM se calibre à 1312 MHz sans aucune variation.

Consommations électriques.

Nous enregistrons des besoins entre 19.8 et 195.8 Watts selon le niveau de sollicitation. Cette RTX 4070 se montre la plus économe de notre comparatif. Elle bat son ainée, la GeForce RTX 3070 Ti capable d’engloutir plus de 300 Watts. Nous sommes également moins énergivores qu’avec la RTX 4070 Ti. Par contre, sa consommation au repos est bien trop élevée face à ses grandes sœurs de génération Ada Lovelace. Nous devrions nous trouver aux alentours de 5 à 6 Watts. Est-ce lié à notre version et son éclairage ?

Remarque.

Cette mesure de consommation correspond aux besoins minimal et maximal de la carte afin de pouvoir faire une évaluation globale de son coût d’exploitation et son empreinte carbone de fonctionnement. Dans le détail, ses besoins énergétiques varient énormément selon le type d’exercice. L’enveloppe thermique ( TGP) déclarée de 200 W est une information intéressante mais elle ne permet pas de détailler la consommation d’énergie en fonction des usages. En clair, son bilan énergétique n’est pas universel. Il varie en fonction des besoins.

Le TGP est la limite de puissance maximale pour la fréquence boost du GPU. Elle sera optimisée en fonction de cette limite mais également d’autres paramètres comme la température. Cette puissance peut être atteinte (c’est notre cas dans ce test) avec des applications très gourmandes.

Coût financier et empreinte carbone de fonctionnement.

Notre base de travail est une utilisation quotidienne de 6 heures par jour, 365 jours par an avec un tarif de 20,62 cts € le kWh facturé (tarifs réglementé métropole au 01/02/2023 d’EDF pour une puissance souscrite de 6 kVA).

A noter l’augmentation du tarif par rapport au 1 aout 2022 où le kWH facturé était vendu 17.40 cts € (+18% !)

L’indicateur EDF, en gramme d’équivalent CO2 pour la production de 1 kWh, est fixé à 27.15 grammes (période décembre 2021 à décembre 2022). Il est synonyme du taux de rejet de gaz à effet de serre induit par la production de l’électricité consommée.

Aucune surprise dans ces deux bilans. Etant étroitement liée à la consommation, la GeForce RTX 4070 Ghost se montre la moins coûteuse et polluante à l’usage. Nous sommes sur un coût d’exploitation à l’année compris entre 9 et 88 € pour une empreinte carbone entre 1.2 et 11.6 kilogrammes d’équivalent CO2.

GeForce RTX 4070 Ghost, performance en gaming

Performance en Rasterisation.

Nous avons pris comme référence les performances proposées par la GeForce RTX 3070 Ti. Cette référence dispose ainsi d’un indice 100. Nous avons fonctionné avec plusieurs définitions dont le 1440p et le 2160p. Dans tous les cas, les options graphiques sont au maximum.

La GeForce RTX 4070 propose une jolie hausse des performances face à son ainée la RTX 3070 Ti (et non la 3070 !). Nous sommes sur un gain de 13% en 1080p, 14% en 1440p et 10% en 2160p. Ce bilan est positif sachant qu’en parallèle nous avons un effondrement de la consommation électrique. La RTX 4070 Ti est de son coté 12% plus rapide en Full HD, 24% en 2160p et 36% en 4K. Face aux dernières nouveautés d’AMD, les Radeon RX 7900 XTX et XT nous sommes en retrait dans les trois définitions.

L’analyse des framerates rassure. Le bilan est parfait en 1080p et 1440p. Cette GeForce RTX 4070 avec ses 12 Go de VRAM est taillée pour le 1440p. Nous avons des valeurs toujours supérieures à 90 fps ce qui est optimal. Pour rappel, chaque titre est executé avec des options graphiques au maximum hors Ray Tracing et DLSS.

Le passage au 4K ne passe pas inaperçu mais la belle arrive à s’en sortir. Ses prestations restent solides mais demandent de revoir à la baisse les paramètres avec certains jeux pour dépasser les 60 images par seconde.

Voici le bilan de sa grande sœur, la GeForce RTX 3070 Ti avec les mêmes titres

Performance en Ray Tracing.

Voici le bilan sous différents jeux avec l’activation du Ray Tracing. Nous travaillons toujours avec des options graphiques au maximum. La technologie DLSS n’est pas activée pour le moment. Nous avons pris comme référence les performances proposées par la GeForce RTX 3070 Ti

Le classement ne change pas et nous retrouvons en gros la même augmentation de performance face à son ainée, la RTX 3070 Ti. Nous sommes sur +14% en 1440p et +12% en 4k. La GeForce RTX 3080 Ti est de son côté plus performante ainsi que la RTX 4070 Ti offrant des gains importants (+39% en 1440p et +38% en 4K).

Le test “DirectX Ray Tracing Feature Test” de 3DMark confirme cette différence mais positionne cette GeForce RTX 4070 devant les deux nouveautés d’AMD, les  Radeon RX 7900 XTX et Radeon RX 7900 XT.

L’analyse du Framerate montre que le Ray Tracing est une technologie gourmande en ressource. En 1440p, nous avons deux situations. Avec certains titres comme Far Cry 6 et Tomb Raider le Framerate reste imposant en dépassant les 90 images par seconde ce qui est parfait. Pour d’autres comme Metro Exodus et Watch_Dogs Legion, la situation est plus délicate avec des framerates entre 55 et 65 images par seconde. Nous travaillons en Full Option et Full RT.

En 4K, la chute est brutale, en particulier sous Watch_Dogs Legion avec cette fois 29 fps et 37.2 fps sous Metro Exodus.  Dans les deux cas, il est nécessaire de se passer du Ray Tracing pour espérer franchir la barre des 60 fps. L’autre possibilité pour ne pas toucher au paramétrage est l’activation de la technologie d’upscaling DLSS. Elle permet de retrouver un gameplay confortable sans toucher au niveau des options graphiques ou du rendu Ray Tracing.

Performance du DLSS 2 et DLSS 3

Le test 3DMark – DLSS Feature permet d’avoir une évaluation du « boost » proposée par le DLSS 2 et 3.

Le résultat est impressionnant. Le DLSS 2 permet de doubler le framerate et le DLSS 3 de l’augmenter d’un facteur 3.6. Nous passons ainsi de 22.4 images par seconde à 82 images par seconde. Le bilan est aussi intéressant avec la RTX 3070 Ti puisque le DLSS 2 permet de booster le framerate d’un facteur 2.7 en 4K.

Ce test permet de mettre en lumière une autre avancée proposée par la RTX 4070 face à la RTX 3070 Ti. L’architecture Ada Lovelave assure le support du DLSS 3.0 là où son ainée est limitée au DLSS 2.0. Si l’écart entre les deux cartes se situe aux alentours des 15% en puissance brute, l’utilisation du DLSS améliore encore le classement. Sous ce test, la RTX 4070 est 12% plus performante sans DLSS et 51,8% avec l’activation du DLSS 3.0 par rapport à la RTX 3070 Ti et du DLSS 2.0.

Nous sommes devant un benchmark théorique. Voici maintenant la même étude avec deux jeux A Plague Tale: Requiem et CyberPunk 2077 en 1440p et 2160p

L’usage du DLSS 3.0 permet à la GeForce RTX 4070 de prendre une confortable avance. Sous A Plague Tale: Requiem, son framerate est 82% plus important en 1440p et 61% en 4K contre +74 et +61% sous Cyberpunks. Sans DLSS, les écarts se situent entre 13 et 32% en faveur de la RTX 4070. A noter également le problème de la quantité de VRAM. Avec 8 Go de disponible, la GeForce RTX 3070 Ti est malmenée sous Cyberpunk 2077 en 4K ! (5 images par seconde).

Zoom sur Cyberpunk en 1440p Full Option et Full Ray Tracing avec et sans technologie DLSS.

Voici d’autre tests avec cette fois l’activation du DLSS 2.0.

La technologie d’Upscaling est une solution pour retrouver un framerate au-dessus des 60 images par seconde avec du Ray Tracing au maximum. Elle booste le framerate de 48% et 62% en 1440p et 2160p sous Watch Dogs Legion (RT) et de 26 et 46% sous Shadow Of Tomb Raider !

Vous trouverez ci-dessous les détails de différents benchmarks que nous avons utilisés.

3DMark – Port Royal.

3DMark – Speed Way

3DMark – Fire Strike

3DMark DirectX Ray Tracing Feature test.

GeForce RTX 4070 Ghost, les performances « création ».

Bien que limité par ses 12Go de VRAM dans un tel contexte, la mécanique de cette GeForce RTX 4070 Ghost peut aussi accélérer les calculs en création et en encodage vidéo. Cette solution peut être utilisée dans certains contextes comme la création vidéo, la retouche photo et la 3D. De nombreuses applications sont capables d’exploiter son GPU afin de profiter d’une accélération matérielle.

Une nouvelle fois, nous avons pris comme référence les performances de la GeForce RTX 3070 Ti. Elle dispose d’un indice de 100 dans notre graphique.

Nous retrouvons notre classement mais avec une différence plus marquée qu’en gaming. L’écart est de 27% face à la RTX 3070 Ti. Le belle se situe à 11% de sa grande sœur la GeForce RTX 3080 Ti Founders Edition tandis que la GeForce RTX 4070 Ti affiche un imposant +59%.

Voici les détails des différents tests que nous avons menés.

OctaneBench

Blender Benchmark Launcher

LuxMark v3.1

V-Ray Benchmark

FAHBench.
FAHBench exécute un exemple de calcul de dynamique moléculaire pour comparer les performances des GPU en ce qui concerne la recherche en biophysique.

GeForce RTX 4070 Ghost, conclusion.