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Dossier : montage d’un PC mini-ITX – Air vs Watercooling

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17 octobre 2021

Dossier : montage d’un PC mini-ITX – Air vs Watercooling

[nextpage title= »Introduction »]

Il y a quelques temps nous testions la BIOSTAR Z590I VALKYRIE qui nous avait laissé sur un résultat mitigé, bonne pour un daily mais mauvaise en overclocking. Aujourd’hui nous revenons dessus pour l’utilisation de cette dernière en tant que carte mère daily avec un montage step by step.

Ce daily sera architecturé autour d’un combo Intel core i9 11900k et une GeForce RTX 3080 Founder Edition. Le tout sera monté dans un P200A Performance Edition de chez Phanteks. Boitier qui a été testé chez nos confrères de Vonguru dans sa version aRGB.

Voici donc les éléments de cette configuration :

Carte mère : Biostar Z590I Valkyrie(Bios Z59AI610)
Processeur : Intel core I9 11900K
Mémoire : 32 GB GSKILL TridentZ NEO 3200 MHz CL14-14-14-34
Carte graphique : Nvidia RTX 3080 Founder Edition
Système de refroidissement 1 : Thermalright Frost Spirit FS140
Système de refroidissement 2 : Watercooling custom 280 + Heatkiller IV
SSD-système : Western Digital sn850 500Go
SSD-Jeux : Crucial P1 1To
SSD-Stockage : Samsung 860 QVO 2To
Alimentation : Seasonic Prime Gold 850W
Boîtier : Phanteks P200a Performance edition
Ventillation 1 : 2x be quiet! Silent wings 3 120mm PWM
Ventillation 2 : 2x be quiet! Silent wings 3 140mm HS PWM
Gestion ventilation : Aquacomputer Octo

Ce dossier se déroulera en plusieurs étapes avec pour commencer la préparation du boitier. Puis viendra le montage des éléments et ensuite les finitions. Une fois le PC monté, installation de Windows ainsi que tout la suite logiciel nécessaire. Viendra ensuite l’optimisation du flux d’air via aquasuite puis l’overclocking des différents éléments.

Dans un second temps, la configuration passera sous watercooling pour le CPU.

[nextpage title= »Préparation du Boitier »]

Préparation du Boitier :

On commence le montage de ce PC ITX avec la préparation du boitier, Il s’agit d’un Phanteks P200A Performance Edition.

Dans un premier, on monte les ventilateurs, deux be quiet! Silent Wings 3 en 120mm en bas du boitier en aspiration pour venir refroidir la Nvidia RTX3080 Founder Edition.

Vient ensuite les deux be quiet! Silent Wings 3 High speed en 140mm en façade, Également en aspiration pour venir apporter l’air frais nécessaire au refroidissement du CPU et des autres composants.

Pour finir, on vient placer le contrôleur Aquacomputer OCTO en bas du boitier, visser à travers la grille du bas. Tous les ventilateurs PWM que ce soit boitier ou CPU seront branchés dessus pour un meilleur pilotage. On a bien sûr une sonde de température fournit avec pour mesurer la température de l’air dans le boitier.

Et voilà, la préparation du boitier est terminée ! On peut maintenant passer au montage des composants.

[nextpage title= »Montage des composants »]

Montage des composants :

Maintenant que le boitier est préparé, nous pouvons commencer la mise en place des composants. Dans un premier temps mous allons installer le stockage ainsi que le cpu et la fixation du ventirad. Ensuite placement de la carte mère et installation du ventirad. Et pour finir la carte graphique.

**Montage du stockage et fixation ventirad :**

Dans un premier, tant nous préparons la carte mère hors boitier pour installer le SSD M.2 Western Digital SN850 de 500GB ainsi que les fixations du ventirad.

Une fois la carte mère préparée, on l’installe dans le boitier et on branche les différents câbles USB 2.0, USB 3.1, audio et les connecteurs de l’IO. Pour ces derniers on utilise le support « smart connector » pour faciliter le branchement de ces câbles.

Il nous reste encore 2 SSD à placer, pour commencer le Samsung 860QVO de 2to en SATA qui vient se mettre sur une plaque prévue à cet effet. Une fois mise en place dans le boitier, il faut venir connecter les câbles SATA d’alimentation et de données. Pour se faire, il faudra retirer un des 140mm en façade pour avoir l’accès nécessaire… mauvais point pour ce boiter de ce coté là.

Et pour terminer avec le stockage, on vient installer le Crucial P1 de 1To au dos de la carte mère. Celui-ci est équipé d’un radiateur de chez ICY-BOX en 10mm. Il y a deux pad thermique entre le SSD et la carte mère pour diffuser une partie de la chauffe au PCB de la z590i.

**Montage du ventirad :**

On vient ensuite brancher les câbles d’alimentations et voilà, la carte mère est prête à accueillir le ventirad CPU.

Avant de venir installer le ventirad, nous devons appliquer la pâte thermique. Pour cela nous avons une bonne technique. Il faut appliquer un point de pâte thermique au centre (ici de la Arctic MX5 qui s’étale très facilement). Ensuite, il faut utiliser son doigt pour l’étaler du centre vers les bords en faisant des cercles vers l’extérieur. Il ne reste plus qu’à finir par étaler le reste sur les quatre coins.

Avec cette technique, on peut être sûr que l’application est homogène et qu’il y a le strict minimum de pâte thermique. Par contre… on se retrouve avec le doigt bleu mais ça se nettoie, donc pas de panique.

Une fois la pâte appliquée, on peut venir placer le ventirad en ne serrant pas trop et pour finir les ventilateurs. J’ai dû faire sortir les câbles de ventilateurs vers la carte graphique pour rejoindre le aquacomputer octo.

Montage de la carte graphique :

Il est maintenant temps de venir installer la carte graphique. Pour commencer, on fait passer le câble d’alimentation sous le 140mm en façade et derrière le Octo. Il s’agit d’un câble Seasonic spécial RTX30 FE que l’on peut commander pour 20 € en contactant leur service client.

La carte graphique est ensuite mise en place en veillant bien à ce que les câbles audio et USB branchés à la carte mère passent bien sous la RTX3080.

Finitions :

Le PC est maintenant presque fini, il ne reste plus que les finitions et le branchement de l’alimentation à faire.

Eh bien… c’est beau n’est-ce pas ? Après 2 heures de montage, le PC est fin prêt. On passe maintenant à l’installation de Windows et l’optimisation de cette configuration.

[nextpage title= »Installation de Windows et optimisation »]

Installation de Windows et optimisation :

Le PC est fin prêt, maintenant on peut passer à l’installation de Windows et son optimisation.

Dans un premier temps, j’installe Windows 10 pro avec la dernière version en date disponible sur le site de Microsoft via leur créateur de clé USB. Il s’agit de la version 21H2.

Une fois l’installation finit, on commence l’optimisation, dans un premier temps direction les paramètres avancés dans les informations système pour désactiver les effets visuels comme suit.

Ensuite, direction le gestionnaire d’application pour supprimer tout les logiciels préinstallés inutiles pour votre utilisation. On passe de 78 à 60 logiciels.

Et pour finir, on désactive les applications en arrière plan dans l’onglet confidentialité des paramètres Windows.

Windows est maintenant préparé, il ne reste plus qu’à installer les logiciels indispensables pour une utilisation H24.

Il y a :

HWinfo
CPU-Z
GPU-Z
MSI Afterburner
7zip
Drivers nvidia
TM5
Asrock timings configurator

Et en bonus, Aquasuite, pour la gestion de la ventilation.

Pour aller plus loin :

Vous pouvez également installer vos benchmarks tel que Geekbench, Benchmate, AIDA64 et 3DMark pour réaliser l’overcloking de votre machine.

Pour information, l’installateur de Benchmate regroupe tous les Cinebench, HWinfo, CPU-Z et GPU-Z. En avoir un sur clé USB peut être bien pratique.

Pour mon utilisation j’utilise également displaycal pour charger les profils de couleur de mes écrans qui ont tout deux été calibrés via ce logiciel. On peut le faire via Windows mais c’est moins précis. Pour information, une sonde de calibration vous coutera 150-200 € en neuf et autour de 100 € en occasion. Mais, le confort oculaire offert par une calibration de son écran est un luxe non négligeable.

[nextpage title= »Réglage de la ventilation sur aquasuite »]

Réglage de la ventilation sur aquasuite :

Comme vous l’avez remarqué, j’ai décidé d’utiliser un Aquacomputer Octo pour la gestion de la ventilation plutôt que de passer par la carte mère. Ce contrôleur est généralement utilisé pour le contrôle de système de watercooling. Mais, dans notre cas il va nous permettre de gérer la ventilation additionnelle sur la carte graphique mais aussi de mieux gérer la ventilation sur le CPU.

Préparation de aquasuite :

On commence par préparer aquasuite en renommant les différents ventilateurs en fonction de leur fonction dans le boitier. Ensuite on ajoute les sensor CPU et GPU dans le sous-onglet sensor de l’onglet Octo.

**Création des Virtual Sensors :**

Pour finir, on va créer un sensor virtuel dans l’onglet « Playground-Virtual Software Sensor ». Celui-ci sortira une valeur en °C sur une échelle de 100 calculée en fonction de la consommation CPU instantanée. Avec comme maximum (=100%) sa consommation maximal en benchmark (sous Cinebench R20 par exemple).

Réglage de la ventilation :

On en a fini avec les sensors, maintenant, on va pouvoir gérer la ventilation. Pour commencer les deux ventilateurs du CPU sont gérés en fonction de la puissance consommer par le CPU en % grâce au sensor virtuel créer précédemment. Avec un signal PWM minimum à 20% et un maximum à 100%.

Ensuite, les deux ventilateurs pour le GPU sont gérés en fonction de la température de celui-ci, avec un objectif de température de 60°C. Le signal PWM quant à lui est réglé sur un minimum à 20% et un maximum à 100%.

Ensuite, les deux ventilateurs en façade sont gérés en fonction de la température du GPU, avec un objectif de température de 60°C. Le signal PWM quant à lui est réglé sur un minimum à 20% et un maximum à 75%.

En bonus, j’applique un niveau de ventilation maximum de 30% sur tous les ventilateurs si jamais il n’y a pas de cible de température. Cela arrive quand la configuration n’est pas sous Windows où que le service aquasuite n’est pas lancé.

On en a fini avec la gestion de ventilation sur aquasuite. Passons maintenant à l’overclocking.

[nextpage title= »Overclocking sous air »]

Overclocking sous air :

Avant de débuter, il est nécessaire d’avoir un ou plusieurs scores de référence avec notre i9-11900k aux fréquences stock, c’est-à-dire, sans avoir réalisé aucune modification si ce n’est, avoir activé le profil XMP dans le cas d’un processeur Intel.

Scores de références CPU/RAM/GPU :

Le CPU tourne à stock, 5300MHz sur 1 ou 2 core et 4800MHz sur tous les core. Le cache est à 4000MHz. La mémoire vive tourne en XMP à 3200c14 2t en gear 1. Le GPU tourne à stock, testé avec et sans augmentation du power limit.

Lors du passage du power limit à 115% nous avons rencontré un problème, le PC complet a shutdown au début du Graphics test 2 de Time spy. Trois essais et à chaque fois shutdown du PC. Heureusement une solution m’a été donnée sur le Discord, il suffit de décaler l’un des deux câbles PCIE allant à l’alimentation. Et depuis plus de soucis.

Overclocking du CPU :

Pour l’overclocking CPU la méthode suivie reste la même que celle utilisée lors du test de la Biostar z590i Valkyrie.

Le CPU a été poussé à 4900MHz pour 1,4V bios, les températures sont assez élevées et le radiateur nous me permet pas d’aller plus loin ni d’activer l’ABT.

La température monte à 96°C mais en jeu cela reste frais avec 70°C sur la Beta de Battlefield 2042 par exemple.

Lors de cette nouvelle séance d’overclocking sur cette Biostar z590i Valkyrie, de nouveaux problèmes sont apparus. Pour commencer le cache ratio qui reste bloqué sans raison à 35 même si on le monte a 40 ou plus. Le problème semble se résoudre si l’on reprend l’overclocking de 0.

Et aussi, si vous souhaitez augmenter le cache avec l’ABT actif, cela ne sera pas possible car cela engendre une augmentation de la tension de façon indécente qui fait surchauffer le CPU.

Overclocking de la RAM :

On en vient au sujet qui fâche. Je trouvais cette carte mère assez mauvaise en overclocking RAM avec de la single rank (Samsung Bdie 2x8gb) qui ne montait pas à plus de 4000Mt/s. Mais, en gear 1 3733Mt/s donc cela me paraissait bien, c’était « OK » pour un daily gaming en gear 1.

Hélas, je l’ai dans l’OS, des erreurs et BSOD à tout va avec la dual rank au delà de 3333Mt/s… Mais ?! Comment ?! Eh bien il s’avère que cette carte mère n’est pas faite pour la dual rank. Donc maximum 2x8gb à 3600c16 pour ceux qui voudraient l’acheter ou 3200c14 en 2x16gb.

On parvient tout de même à sortir un profil mémoire stable à 3333c14 1t en gear. Ce qui nous permet d’obtenir un gain de 1000 points mémoire sur geekbench 3 et de grappiller quelques 4ns sur Aida 64. Un réel gain de performances souvent bien plus important qu’un OC CPU où GPU pour jouer.

Attention, ce profil mémoire fonctionne pour ma configuration mais ne fonctionnera pas forcement sur d’autres. Si vous avez des questions sur l’overclocking mémoire, je vous invite à rejoindre le Discord où nous avons l’habitude pour ce genre de requête.

Overclocking du GPU :

Passons maintenant au dernier sujet de l’overclocking de cette plateforme, la carte graphique.

Réglage de la ventilation

Dans un premier temps, on règle la ventilation sur un niveau sonore acceptable, à 50% les ventilateurs commences à se faire entendre. Je choisis donc de faire un palier de 50% de ventilation de 50°C à 60°C puis une augmentation à 80% pour 70°C.

On finit avec un palier à 0% de 0°C à 40°C en cochant bien « Overide zero fan speed with hardware curve » qui permet l’arrêt des ventilateurs.

Overclocking du Core clock

On en vient maintenant à l’overclocking du GPU. Pour tester cette OC en temps réel, je lance d’abord Time spy graphic test 2 en boucle fenêtré ainsi que GPU-Z sur l’onglet sensor.

J’augmente ensuite le power limit à 115% et je réduis la tension pour trouver un point de fonctionnement ou la puissance global ne dépasse pas 350W sur GPU-Z soit 20W en dessous du power limit de 370W.

Une fois la valeur maximale de la tension trouvée (925mV), j’augmente la fréquence en ce point jusqu’à trouver la valeur maximale stable -15MHz pour garder une marge d’erreur. Je relève ensuite cet offset en ce point (+215MHz) et je l’applique sur le slider « Core Clock » de Afterburner. Il me reste ensuite à réappliquer la limite à 925mV sur la courbe.

En faisant cela, si jamais la carte atteint le power limit, la fréquence ne chutera pas trop. De plus cette méthode d’OC au slider + limite de tension à la courbe apporte plus de performances qu’en ne montant qu’un seul point sur la courbe. Avec un core clock et un effective clock plus proches en charge.

Overclocking de la mémoire

Il reste ensuite à augmenter la fréquence de la mémoire, par pallier de 100MHz jusqu’à temps de ne plus être stable. Dans mon cas, j’atteint 1300MHz d’offset mais je me place à 1000MHz pour garder une marge.

L’overclocking de la configuration est terminé, on peut voir le gain global sur Time Spy que ce soit en GPU score (+2000 points), en CPU (+1300 points) ou en global (+1900 points).

Le plus gros gain de perf a été réalisé avec l’overclocking du GPU et l’overclocking de la RAM.

[nextpage title= »Passage sous Watercooling Custom »]

Passage sous watercooling custom :

En vue des performances amoindries du i9-11900k due au système de refroidissement. J’ai décidé de passer le CPU sous watercooling custom afin de maximiser les performances et de moins chauffer.

Pour cela, je suis parti sur des éléments de watercooling à ma disposition et un nouveau radiateur de 280mm adapté à ce boitier.

Voici la liste des composants utilisés et leur prix :

Waterblock : Watercool Heatkiller IV basic acetal – 60 €
Radiateur : Alphacool NexXxos 280 ST30 – 70 €
Pompe : Laing DDC 3.25 TP – 70 €
Top pompe : Aquacomputer aqualis DDC – 30 €
Réservoir : Aquacomputer aqualis Micro – 17 €
Fixation pompe : Aquacomputer 140mm – 15 €
Rubber pompe : Aquacomputer – 7 €
Fittings : EKWB EK-STC Classic 10/16 nickel black – 6x 4 €
Fittings : EKWB EK-Torque STC 10/16 nickel black – 2x 6 €
Coudes 45 : EKWB EK-AF Angled 45 nickel black – 3x 7 €
Coudes 90 : EKWB EK-AF Angled 90 nickel black – 7 €
Raccord T : EKWB EK-Quantum Torque Angled T nickel black – 9 €
Extension : EKWB EK-AF Extender 8mm black – 3x 3 €
Tuyaux : Watercool Heatkiller EPDM 10/16 – 14 € /3M
Liquide : Aquacomputer DP ultra 1L – 9 €
Sonde : Alphacool Eiszapfen – 7 €
Débimètre : Aquacomputer high flow USB – 60 €
Contrôleur : Aquacomputer Octo – 66 €

Le panier monte donc à 510 € pour cette boucle, aujourd’hui des économies peuvent être faites sur le débitmètre, l’octo et quelques fittings. Ajoutant à cela la disponibilité de ce radiateur en B-stock chez Aquatuning pour 23 € au lieu de 70, on peut réduire la facture à 322 €. Et dans mon cas seulement 60 € pour juste le radiateur et des fittings.[nextpage title= »Montage du watercooling »]

Montage du watercooling

On commence le montage du watercooling par le démontage du système actuellement en place. Retrait de l’alimentation, de la carte graphique, du ventirad, des ventilateurs en façade et pour finir du Aquacomputer Octo.

Montage du radiateur :

Ensuite, vient la préparation du radiateur avec : la pompe, le top DDC, le réservoir et le débitmètre.

Attention, à chaque réception de radiateurs qu’ils soient neufs ou d’occasions. Pensez toujours à le nettoyer pour enlever tout résidu pouvant se trouver à l’intérieur.

Une fois cela prêt, j’installe le radiateur ainsi que les ventilateurs en façade. Opération que je réalise en deux parties en fixant la moitié du radiateur avec les vis de de 5mm puis le ventilateur du bas et pour finir le ventilateur du haut.

Montage du Waterblock :

Le radiateur est en place ainsi que les ventilateurs. Je prépare ensuite le waterblock Heatkiller IV en le nettoyant avec une brosse à dent et à l’eau car celui-ci n’était pas neuf.

Une fois le waterblock prêt, je prépare la carte mère pour le recevoir. Ici, impossible d’utiliser la backplate achetée séparément pour socket 115x/1200 car celle-ci rentre en contacte avec des éléments du PCB. J’ai donc utilisé le système de fixation fournis avec le waterblock.

Attention au montage ! Le sens du waterblock sur la photo n’est pas le bon. Cela passe sur la plupart des cartes mères mais dans ce cas précis, le waterblock tape sur le radiateur VRM à gauche. J’ai dû le changer de position une fois la boucle terminée après mes premiers essais où le CPU montait à 100°C en charge.

Raccordement des éléments :

Le waterblock en place, je le relie sur la sortie de la pompe en utilisant deux coudes à 45° pour ne pas forcer sur le tuyau. J’en profite pour ajouter la sonde de température en entrée pompe avec un extender pour ne pas qu’elle limite trop le flux.

Passage ensuite à la liaison entre la sortie du CPU et le radiateur, avec cette fois-ci un coude à 45° sur le radiateur pour contourner l’alimentation en haut du boitier. Le montage étant finit, on peut passer au remplissage.

Remplissage de la boucle :

Pour commencer, les zones sensibles sont protégées avec du papier absorbant.

La pompe est branchée en direct sur l’alimentation et le connecteur ATX 24 broche est shunté à l’aide du PSU tester fourni avec celle-ci. S’en suit des remplissages du réservoir et marche/arrêt de la pompe pour ne pas qu’elle ne prenne d’air. Jusqu’à temps que la boucle soit remplie et qu’il n’y ai plus de bruit de bulle d’air dans la pompe.

Une fois la boucle pleine, n’hésitez pas à réaliser des marche/arrêt consécutifs afin de chasser plus rapidement les bulles d’air. Celles-ci remonteront dans le réservoir ou le radiateur et seront chassées après quelques marche/arrêt.

Petit soucis lors du premier test de la loop, mauvais contact du waterblock comme expliqué plus haut, seulement une tranche de 5mm de large était en contacte avec le CPU, 35°C sur le bureau 100°C en charge. J’ai donc du changer le sens du waterblock pour un contact optimal et plus de soucis après.