• RTX 3070 Founders Edition

Si vous êtes intéressés par les détails de l'architecture Ampere, nous vous invitons naturellement à consulter la partie correspondante dans le dossier consacré à la RTX 3080. Contrairement à ses grandes sœurs, la nouvelle venue utilise non pas un GPU GA102, mais GA104 cette fois. Ces puces xx4, sont généralement utilisées en version complètes ou presque sur les cartes haut de gamme xx80 (GK104 = 680, GM204 = 980, GP104 = 1080, TU104 = 2080). Ici, elle animera dans sa version presque intégrale, une carte xx70. Nvidia poursuit donc logiquement le glissement de la gamme aperçu avec la RTX 3080. Si ce n'est pas une exception, la série 7 était constituée de même, on pourra légitimement se poser la question d'un tel mouvement. Est-ce dû à une concurrence anticipée plus compétitive, ou l'utilisation d'un process de gravure moins performant qu'envisagé originellement ? Seul Nvidia connait le fin mot de l'histoire, toujours est-il que pour revenir à la RTX 3070, voici résumé ci-dessous les principales caractéristiques de ce dernier.

 

GA104RTX 3070Complet
GPC 6 6
TPC / SM 23 / 46 24 / 48
FP32 5888 6144
TMU 184 192
Tensor Cores 184 192
RT Cores 46 48
ROP 96 96
L2 (Mo) 4 4
Bus mémoire (bits) 256 256

 

La RTX 3070 dispose de pratiquement 96% des unités présentes dans le die activées (un seul TPC soit 2 SM désactivés), alors que la RTX 3080 se contente par exemple de 81% du GA102. Le bus mémoire est intégralement conservé et couplé à de la mémoire GDDR6 moins rapide (14 Gbps vs GDDR6X @ 19 Gbps pour la 3080) mais probablement bien plus disponible et moins onéreuse. Nous détaillerons les fréquences respectives un peu plus bas. Voici ci-dessous le diagramme logique du GA104. On notera principalement que les GPC se contentent de 4 TPC (3 sur celui "castré"), alors que 6 prennent place sur GA102. Il y avait déjà une différence du même ordre entre TU104 et TU102.

 

Diagramme GA104 [cliquer pour agrandir]GA104, le second GPU grand public de génération Ampere chez Nvidia

 

En fait, le diagramme ressemble énormément à celui de TU104, à la composition interne des SM et nombre de ROP près. Nvidia précise que cette carte graphique dispose d'un TGP (Total Graphic Power, soit la puissance totale absorbée par la carte complète et pas uniquement celle du GPU) de 220 W. Une valeur bien plus raisonnable que celle de la RTX 3080, et finalement du même ordre que la RTX 2080 (215 W hors FE) disposant d'une mémoire et configuration identiques (46 SM actifs), mais avec 2 fois plus d'unités FP32 et 96 ROP au lieu de 64. Le passage au process 8 nm de Samsung a donc permis de gonfler la puissance en virgule flottante et le fillrate au sein de la même enveloppe de puissance, tout en réduisant significativement la taille du die comme vous pouvez le voir ci-dessous.

 

Gravure
GPUNombre de transistorsSuperficie Die

Densité (Millions de transistors / mm²)

7 nm TSMC GA100 54.2 Milliards 826 mm² 65,6
8 nm Samsung GA102 28,3 628 mm² 45
8 nm Samsung GA104 17,4 392 mm² 44,4
7 nm TSMC Navi 10 10,3 Milliards 251 mm² 41
7 nm TSMC Vega 20 13.2 Milliards 331 mm² 39.9
16 nm TSMC GP102 12 Milliards 471 mm² 25,5
14 nm GF Vega 10 12.5 Milliards 495 mm² 25,3
16 nm TSMC GP100 15,3 Milliards 610 mm² 25.1
12 nm TSMC TU104 13,6 Milliards 545 mm² 25
12 nm TSMC TU102 18,6 Milliards 754 mm² 24,7
12 nm TSMC TU100 21,1 Milliards 815 mm² 24,3

 

TU104 embarquent ainsi 13,6 milliards de transistors au sein des 545 mm de son die. Ce dernier ne fait plus que 392 mm² dans le cas de GA104 (-28 %), tout en augmentant de 28% le nombre de transistors le composant. En conséquence, la densité progresse de 78 %. A noter la grande disparité de densité entre les puces gravées en 7 nm par TSMC. Cela s'explique d'une part par l'existence de "plusieurs 7 nm" aux densités variables, mais aussi aux différences de densité des éléments constituant les puces. GA100 par exemple, est destiné exclusivement au compute et n'intègre pas selon nos informations, de moteur d'affichage, probablement moins dense que des unités de calculs.

 

Intéressons-nous à présent à la carte fournie par Nvidia, une Founders Edition facturée 519 € sur son magasin en ligne. Nvidia, depuis ses déboires du lancement des RTX 3080/90,  a sous-traité l'opération pour la France au groupe LDLC. La procédure pour acquérir la carte est d'ailleurs un peu particulière :  il faudra à compter du 29/10 se rendre sur cette page, puis cliquer sur "voir toutes les options d'achat" sous la RTX 3070 et ainsi générer un lien vers la boutique. Il est probable qu'un lien direct vers le produit sur les boutiques en lignes de LDLC soit existant, mais au moment d'écrire ces lignes, c'est la procédure qui nous a été transmise par Nvidia.

 

D'un point de vue esthétique, elle reprend avec succès tous les codes de la génération actuelle, mélangeant radiateur et ventilateurs noirs de 8 cm de diamètre, avec un carénage anthracite du plus bel effet. Alors certes, elle fait l'impasse sur l'originalité des ventilateurs positionnés sur chaque face, mais elle n'en ressemble pas moins à une petite RTX 3080 FE. Sur la balance, elle dépasse légèrement le kilogramme, à 1035 g précisément. La longeur totale de la carte est de 24 cm, ce qui ne devrait pas poser de souci pour la majorité des boitiers.

 

GeForce RTX 3070 Founders Edition : face avant [cliquer pour agrandir]

La face avant de la GeForce RTX 3070 FE

 

Côté finition, celle-ci est tout aussi soignée que celle de ses grandes sœurs, un très bon point. La face arrière se voit parée d'une plaque de refroidissement en aluminium, un pad thermique assurant la liaison avec le dos du PCB accueillant les VRM. Une large échancrure au niveau de la backplate permet de laisser passer l'air au travers, à l'image de la Sapphire Fury Tri-X, fort réussie (en termes d'efficacité) en son temps.  

 

GeForce RTX 3070 Founders Edition : face arrière [cliquer pour agrandir]

Et la face arrière

 

La carte vue de côté laisse apparaître le carénage métallique cerclant le dissipateur. Au milieu des ailettes en partie centrale de la carte, on aperçoit le connecteur à 12 broches, déjà usité sur les RTX 3080/3090. Un adaptateur est bien évidemment fourni, par contre ce dernier ne se raccorde qu'à un seul et unique connecteur à 8 broches. Un choix pour le moins étrange, puisque ce dernier peut, si on suit les préconisations de la norme, fournir jusqu'à 150 W maximum. Couplés aux 75 W du slot PCIe, on obtient un total de 225 W pour un TGP annoncé à 220 W. Dans ces conditions, il n'y aurait que 5 W de marge pour augmenter l'enveloppe de puissance en respectant les normes. Le logo GeForce RTX n'est pas rétroéclairé cette fois, la vue permet également de s'assurer que l'épaisseur de la carte se limite bel et bien à 2 slots réels.

 

GeForce RTX 3070 Founders Edition : vue de coté [cliquer pour agrandir]

Le nouveau connecteur d'alimentation à 12 broches se retrouve aussi  sur la RTX 3070 FE

 

La connectique est identique à celle retrouvée sur ses grandes sœurs, à savoir 3 connecteurs Display port 1.4a et un HDMI 2.1. L'équerre supérieure et une partie de la seconde sont ajourées pour laisser passer un flux d'air important.

 

GeForce RTX 3070 Founders Edition : connectiques [cliquer pour agrandir]

Les connecteurs vidéo

 

Après retrait de la plaque arrière, on découvre le PCB, qui se limite ici à 16,5 cm de long. La tache blanche à droite du GPU, est constituée des résidus du pad thermique, indiquant son positionnement au dos d'une partie des transistors de puissance.

 

Le PCB vue arrière [cliquer pour agrandir]

La plaque arrière démontée

 

le dissipateur est constitué d'un insert en cuivre surplombé de 3 caloducs, chargés de diffuser la chaleur au sein des ailettes formant le radiateur en aluminium. En sus du GPU, la mémoire et divers composants de puissance, sont en contact direct avec le châssis du refroidisseur. 

  

Le radiateur de la RTX 3070 FE [cliquer pour agrandir]

La plaque arrière démontée

 

Le PCB, eut égard à sa taille réduite, est relativement dense. Au centre, trône GA104 dans sa révision 300, entouré de 8 puces GDDR6 d'origine Samsung et certifiées pour 14 Gbps. Voyons donc ce qu'en pense notre électronicien :

L'électronique de la RTX 3070 FE est bien allégée par rapport à ses grandes sœurs en GA102, en toute logique vu les TGP respectifs. Dans l'ensemble, la construction reste bonne, avec une exploitation optimisée des différentes faces et du layout, ce qui permet de réduire la taille totale du PCB. Cependant, le nombre de sondes est réduit et le découplage du GPU est de moins bonne qualité que sur les RTX 3080 et 3090 FE, ce qui pourrait potentiellement limiter les capacités d'overclocking.

Le PCB de la RTX 3070 FE : face avant [cliquer pour agrandir]

Le PCB de la carte

Pour ce qui est du circuit de puissance, celui-ci est beaucoup plus léger, avec 7 phases pour le GPU + 1 ou 2 phases pour les entrées/sorties de ce dernier et 2 dédiées à la mémoire. Le tout utilise des contrôleurs de chez uPI, avec un pour le GPU (uP9512R) et un pour la mémoire (uP1666Q). Cela fait peu pour une carte donnée avec un TDP de 220 W, il est donc possible que les VRM chauffent fortement lors des charges les plus lourdes. Le filtrage reste toutefois correct, avec un lissage renforcé de la tension d'entrée, afin de limiter les perturbations en amont des VRM et de mieux réagir face aux pics de courant.

Le PCB de la RTX 3070 FE : face arrière [cliquer pour agrandir]

Le PCB de la carte

 

Poursuivons la description de notre carte au travers de GPU-Z. Comme attendu, les 5888 unités de calculs et 184 TMU sont bien présentes. Les 8 Go de GDDR6 adressés par un bus 256-bit, sont là aussi correctement reportés. Côté fréquence, la mémoire est cadencée à 1750 MHz, ce qui correspond bien au débit de 14 Gbps par pin. Le GPU dispose d'un boost fixé officiellement à 1725 MHz, mais GPU Boost 4.0 est le décisionnaire final de la fréquence réellement appliquée. Quid en pratique donc ?

 

GPU-Z GeForce RTX 3070 Founders Edition

GPU-Z RTX 3070 Founders Edition

 

Au repos, le GPU se stabilise à 210 MHz et la mémoire à 101 MHz, soit les mêmes valeurs reportées que celles des RTX 3080/3090 FE pour le GPU et des cartes Turing pour la mémoire (dans ces conditions). En charge, nous avons réussi à mesurer en pic 1980 MHz. Sous The Witcher III, la fréquence chute largement pour se conformer à l'enveloppe de puissance maximale, on obtient au final une fréquence qui finit par osciller entre 1845 et 1860 MHz, et une moyenne durant 30 min qui s'établit à 1864 MHz, soit 8 % de mieux que le boost officiel indiqué (plus de détails page 6).

 

GPU-Z GeForce RTX 3070 Founders Edition : les fréquences [cliquer pour agrandir]

Les fréquences de la RTX 3070 FE

 

C'est tout pour la GeForce RTX 3070 Founders Edition, passons page suivante aux spécifications.



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