L’évolution des processeurs et le défi de leur refroidissement

« Je vous parle d’un temps que les moins de vingt ans ne peuvent pas connaître ». Un temps où les processeurs comme le 80486 SX25 d’Intel se contentaient d’un dissipateur d’à peine 2,5 centimètres d’épaisseur pour être refroidis. Un temps où des marques comme be quiet! n’existaient même pas.

Un temps révolu donc et que nous ne sommes pas près de revoir de sitôt. Aujourd’hui, et ce, que l’on parle de puces AMD ou Intel, un processeur moderne nécessite un équipement plutôt costaud pour être maintenu à des températures que l’on qualifiera de « clémentes », moins de 95°C quoi.

De la juxtaposition des cœurs

Génération après génération, les processeurs adoptent ce que l’on appelle des processus de gravure de plus en plus évolués. Ils sont mesurés en nanomètres depuis un bon moment maintenant et le principe est simple : plus un processeur est gravé de manière fine, plus il sera possible de réduire son encombrement tout en améliorant sa dissipation thermique et en réduisant sa consommation.

Des progrès bien réels qui ont conduits Intel, Samsung ou TSMC vers l’infiniment petit, mais qui n’ont en réalité pas simplifié le refroidissement des processeurs. En effet, revenons-en à notre 80486 SX25, il ne totalisait que 1,185 million de transistors quand un Ryzen 9 7900X en totalise à peu près 3,5… milliards ! Une métrique qui n’est d’ailleurs plus utilisée par les constructeurs.

Ces derniers se focalisent sur le nombre de cœurs et les chiffres progressent à vive allure. En 2005, Intel a présenté son premier processeur double cœur, on parlait alors de mettre « deux processeurs en un » pour que la chose soit plus parlante. Il y a deux ans, l’Intel Core i9-12900K était doté de 16 cœurs et, à l’automne 2022, ce sont 24 cœurs que l’on trouvait au sein du Core i9-13900K.

Une évolution qui fait exploser les exigences électriques de puces qui peuvent aujourd’hui engloutir plus de 300 watts à pleine charge tandis que leur échauffement est « au niveau ». Forcément, les 2,5 centimètres de métal dont nous parlions en préambule ne sont plus suffisants et les dissipateurs actuels dépassent nettement le kilogramme.

De l’intérêt de l’air cooling.

Face aux besoins croissants des processeurs modernes, de plus en plus d’usagers se tournent vers le refroidissement « à eau » ou watercooling dans la langue de Shakespeare. Une solution qui a le vent en poupe donc, mais qui n’est pas une obligation.

La technique plus « traditionnelle » d’air cooling associe un dissipateur en métal costaud et un ou deux ventilateurs de 80 à 140 millimètres pour évacuer la chaleur du CPU. Baptisée ventirad, elle est plus ancienne que le watercooling, mais n’a pas dit son dernier mot.

« Compacité » de l’air cooling

En premier lieu et s’il n’est pas question de dénigrer le watercooling, le ventirad a souvent l’avantage de la compacité. Malgré la prise de poids des dissipateurs, il ne faut pas oublier que le watercooling est composé de plusieurs éléments : bloc processeur, pompe, radiateur, ventilateurs et des tuyaux pour connecter tout ça.

Un ventirad se contente d’un bloc – plus ou moins gros certes – placé au niveau du processeur. Le PC doit donc avoir l’espace nécessaire à ce niveau, mais c’est tout. S’il faut donc faire attention à ce que le boîtier puisse l’accepter – surtout pour les plus hauts – on peut souvent s’en tirer avec un boîtier un peu moins grand que pour du watercooling.

Installation moins « risquée »

Sur le principe, l’installation d’un ventirad et celle d’un kit de watercooling sont assez similaires puisque les deux disposent d’un bloc à mettre en place au niveau du processeur : il faut positionner une plaque au dos de la carte mère et fixer des entretoises pour que l’ensemble tienne bien.

Du fait de la taille du dissipateur, les ventirads les plus imposants peuvent être un peu plus délicats à fixer, mais de son côté, le watercooling impose de manipuler quelques tuyaux avec un certain soin. Sans que l’on puisse parler de pièces réellement fragiles, ça reste plus sensible qu’un ventirad.

Avantage tarifaire indiscutable

Plus simples, constitués de moins de pièces et reposant sur une technologie maîtrisée depuis bien longtemps, les ventirads ont incontestablement l’avantage du prix. Bien sûr prévus pour des processeurs plutôt « légers », les moins onéreux des ventirads sont à moins de 40 euros.

Un tel niveau de prix n’existe tout simplement pas dans le monde du watercooling et de l’autre côté du spectre, les ventirads les plus chers sont loin, très loin des ensembles de watercooling les plus onéreux : on parle ici de différences du simple au triple.

Maintenance « zéro » et fiabilité

Là encore, il n’est pas question de dénigrer le watercooling et avec les années, les kits dits AiO (all-in-one ou tout-en-un) ont fait d’énormes progrès. Cela dit, le ventirad a pour lui une certaine tranquillité d’esprit du fait de moindres risques de pannes.

Sur un ensemble de watercooling, même si elles sont rarissimes, il peut y avoir des fuites et donc il faut surveiller le bon état des « canalisations ». Plus important, le refroidissement par eau implique une pompe et de multiples ventilateurs.

Qui dit plus de pièces mécaniques dit logiquement plus de risques de pannes tandis qu’un ventirad se limite à deux ventilateurs au maximum. Il y a aussi très peu de chances que les ventilateurs tombent en panne en même temps, limitant les risques de surchauffe. Sur le watercooling, il en va de même pour les ventilateurs bien sûr, mais si c’est la pompe qui rend l’âme, il ne faut pas rigoler.

La question de l’évolutivité

À ce niveau en réalité, nous n’opposons clairement pas l’air cooling et le watercooling tant la chose dépend plutôt des fabricants. Reste que nous avons pu constater – et constatons encore – un suivi plus rigoureux au niveau de l’air cooling. Qu’entendons-nous par-là ?

Certaines générations de processeurs entraînent la mise en place d’un nouveau support rendant incompatible les Ventirads et Watercoolings plus anciens. Certains fabricants comme be quiet! font leur maximum pour proposer de petits kits qui viendront apporter cette compatibilité avec le nouveau support : cela passe souvent par quelques entretoises et une backplate.

Dark Rock Pro 5 et Dark Rock Elite

Chez be quiet!, pas de jaloux, on trouve des solutions pour toutes et tous : du plus petit ventirad en air cooling aux plus imposants kits AiO de watercooling, la marque allemande dispose d’un catalogue parmi les plus riches du monde du refroidissement.

Deux petits nouveaux nous font aujourd’hui de l’œil. Enfin, « petits » n’est sans doute pas le mot le plus juste puisque Dark Rock Pro 5 et Dark Rock Elite ont pour mission de venir flirter avec les sommets et taquiner ce qui se fait de mieux en air cooling. Clairement, on vise les processeurs les plus énergivores.

Ainsi, clairement mise en évidence sur son carton d’emballage, le Dark Rock Pro 5 est prévu pour la dissipation d’au maximum 270 watts quand le Dark Rock Elite va encore un peu plus loin : il est conçu pour 10 watts de plus, au maximum 280 watts.

Un surcroît de capacité qui constitue la première des distinctions entre deux ventirads évidemment très proches. L’autre distinction majeure se situe au niveau des ventilateurs : dans un cas comme dans l’autre, on profite de deux excellents Silent Wings, mais quand le Dark Rock Pro 5 associe un 135 mm en son cœur et un 120 mm (optionnel) à l’extérieur, le Dark Rock Elite opte pour deux 135 mm.

Pour le reste, les deux ventirads sont très proches. Ils reposent sur la même base de fixation avec une backplate – métallique, merci be quiet! d’avoir évité le plastique – particulièrement robuste et des entretoises pour maintenir le tout. Pratique. Faites cependant attention au tournevis livré par be quiet! : sa longueur est nécessaire pour atteindre les vis de serrage.

Efficacité du refroidissement

Pour nos tests, nous avons cherché à mettre en avant les différences qui résultent des optimisations apportées au Dark Rock Elite. C’est pourquoi nous avons jeté notre dévolu sur un processeur Intel Core i9-12900K lequel vient flirter avec la limite de puissance du Dark Rock Pro 5.

Voici le détail de la configuration utilisée :

• Carte mère ASUS ROG Strix Z790-E Gaming WiFi II
• Processeur Intel Core i9-12900K
• Mémoire vive G.Skill Ripjaws S5 DDR5-5600 CL28 (2x 16 Go)
• Carte graphique MSI GeForce RTX 4080 Gaming Trio X
• SSD Kingston KC3000 2 To
• Alimentation be quiet! Straight Power 11 (1000 watts)

Sur nos tests, nous avons décidé de laisser la gestion des ventilateurs au système PWM de la carte mère puisque nous avions préalablement branché le tout sur les connecteurs idoines de l’ASUS ROG Strix Z790-E Gaming WiFi II.

Afin de garder un échauffement « délicat » de notre processeur, nous avons poussé le Core i9-12900K sur son état PL2 à 241 watts et négligé l’état PL1 à 125 watts. Même sur les jeux les plus récents, le CPU ne grimpe pas très haut (jusqu’à 150 watts). En revanche, des outils tel Cinebench R23 viennent le stresser davantage (260 à 270 watts, voire plus).

Dans une pièce où la température moyenne est d’environ 22°C, un décalage notable apparaît entre les deux modèle de ventirads be quiet!. Rien de surprenant compte tenu des différences évoquées précédemment et de l’écart de prix qui existe entre les deux.

En revanche, notons que le Dark Rock Pro 5 est capable de satisfaire les exigences du Core i9-12900K, et ce, même lorsqu’il est configuré en mode « silence ». En revanche, il est alors très proche de la limite des 100°C à partir de laquelle un processeur Intel abaisse de lui-même ses fréquences afin de se protéger (phénomène de throttling).

En mode « performances », le Dark Rock Pro 5 sera encore capable de rafraîchir un Core i9-12900K, ce que nous n’aurions pas anticipé avant ce test. En revanche, pour voir plus haut ou si vous préférez des températures moins limites, c’est vers le Dark Rock Elite qu’il faut se tourner. Sur notre Core i9-12900K, il flirte avec les 80°C et sera donc en mesure de rafraîchir les processeurs les plus « torrides ». Bonne pioche.

Conclusion

Les refroidissements à l’air (air cooling) ou à l’eau (watercooling) doivent être perçus comme des solutions complémentaires à même de répondre à des questionnements sensiblement différents. Le coût d’un ventirad reste nettement inférieur à celui d’une solution – même tout-en-un – de refroidissement à l’eau. De plus, l’air cooling a pour lui une certaine compacité et présente l’avantage de reposer sur moins de pièces mobiles.

Nos tests avec un processeur Intel Core i9-12900K démontrent que même les modèles les plus calorifères n’ont pas nécessairement besoin d’un kit de watercooling. Les Dark Rock Pro 5 et Dark Rock Elite constituent deux pièces de choix dans le cadre d’un refroidissement à l’air. Ils sont plutôt simples à monter, présentent un excellent niveau de finition et dissipent de manière très efficace la chaleur de notre CPU.

Leur tarif peut sembler élevé, mais ils représentent le haut de gamme de l’air cooling. Il ne saurait être question de mégoter sur le tarif du refroidisseur quand on dépense plus de 500 euros en processeur. S’il devait y avoir une critique, elle serait liée à la hauteur des blocs de dissipation : rien de dramatique, mais faites attention à l’espace en « largeur » de votre boîtier.