Qu’est-ce que l’étranglement thermique du processeur et comment affecte-t-il les performances ?

Il n’est pas surprenant que les composants puissants d’un PC, tels que les CPU et les GPU, aient besoin d’une grande quantité d’énergie pour fonctionner à leur plein potentiel. Cependant, l’injection de plusieurs centaines de watts dans votre processeur a pour effet secondaire de générer de la chaleur.

Bien que cela ne soit généralement pas un problème, une chaleur excessive peut entraîner des problèmes qui ont un impact direct sur les performances de votre processeur. L’étranglement thermique peut éviter à votre processeur de se transformer en table de cuisson à induction, mais il n’améliorera pas beaucoup les performances de votre système.

Qu’est-ce que l’étranglement thermique de l’unité centrale ?

Chaque fois que votre ordinateur exécute des charges gourmandes en ressources, comme un jeu ou un programme lourd, il consomme plus d’énergie pour maintenir le niveau de performance exigé par ces applications. Plus votre processeur consomme d’énergie, plus il génère de chaleur. Lorsque cette chaleur devient trop importante pour le système de refroidissement de votre PC ou de votre ordinateur portable, l’unité centrale commence à être étranglée.

L’étranglement thermique de l’unité centrale se produit lorsque l’unité centrale atteint des températures critiques (généralement autour de 194 degrés Fahrenheit ou 90 degrés Celsius) et commence à sacrifier ses performances pour maintenir ou réduire cette température. Les températures au-delà de ce point peuvent endommager le processeur, et votre système s’arrêtera alors probablement pour protéger les composants internes.

Si vous procédez à un overclocking de votre unité centrale pour obtenir davantage de performances, vous courez également un risque plus élevé d’étranglement thermique. Comme l’overclocking pousse le processeur à atteindre des vitesses d’horloge plus élevées, il consomme plus d’énergie et génère plus de chaleur. Cela signifie qu’il atteindra ses seuils thermiques plus rapidement, ce qui signifie que vous devez améliorer votre solution de refroidissement en conséquence pour éviter d’étrangler votre précieux processeur.

Pour être clair, l’étranglement thermique n’est pas une mauvaise chose en soi. Si vous avez un processeur mal refroidi, l’étranglement thermique peut être la seule chose qui l’empêche de fondre. Si vous utilisez un ordinateur portable, l’étranglement thermique peut également garantir qu’il ne devient pas si chaud que vous ne puissiez plus utiliser l’appareil correctement, car la chaleur générée par le processeur dans les ordinateurs portables chauffe souvent le plateau du clavier et surtout le dessous de l’ordinateur.

Les unités centrales de bureau sont limitées par leur température TjMax, autrement dit la température maximale de jonction thermique, où les mécanismes de contrôle thermique interne de l’unité centrale agissent pour éviter d’endommager les composants. Sur les unités centrales des ordinateurs portables, cette valeur TjMax peut varier en fonction du modèle et de la marque de l’appareil, ainsi que des spécifications du fabricant.

Vous pouvez trouver la valeur TjMax de votre unité centrale en consultant la fiche technique ou en utilisant des utilitaires gratuits tels que Core Temp ou HWMonitor.

Quel est l’impact de l’étranglement thermique du processeur sur les performances ?

L’objectif principal de l’étranglement thermique est de refroidir le processeur jusqu’à ce qu’il ne dépasse pas un certain seuil de température. Pour ce faire, la vitesse d’horloge du processeur est abaissée, ce qui permet de réduire la consommation d’énergie et, par conséquent, la production de chaleur. Comme vous pouvez le deviner, le fait que votre processeur ne puisse plus fonctionner à sa vitesse maximale affecte directement les performances de votre système.

L’effet est particulièrement notable sur les appareils portables, car ils ont tendance à avoir des budgets d’énergie et des solutions de refroidissement plus petits. Toutefois, que vous utilisiez un ordinateur portable ou un PC, votre processeur passe généralement de sa fréquence de base à sa fréquence turbo.

La perte de performances due à l’étranglement thermique dépend de facteurs tels que la charge du processeur, votre solution de refroidissement, les horloges de base et d’accélération du processeur, et la puissance consommée. En ce qui concerne votre expérience de jeu, attendez-vous à des chutes soudaines de FPS ainsi qu’à des lags et des pics aléatoires pendant le jeu. Dans des situations extrêmes, les jeux peuvent également se bloquer.

Par exemple, le Core-i5 9300H 9ème génération de mon ordinateur portable MSI a subi un étranglement thermique en jouant à Call of Duty Warzone 2.0, le jeu tournant entre 30 et 35 FPS avec les paramètres les plus bas. Ce phénomène a été causé par une baisse significative de la vitesse d’horloge du processeur, qui a chuté à 2,9 GHz par rapport à son horloge normale de 4,0 GHz. Il s’agit d’une perte de performance significative.

La consommation d’énergie du processeur a également été réduite de manière significative. Lorsque le processeur est étranglé, il consomme entre 23 et 30 W, alors qu’il peut atteindre jusqu’à 50 W lorsqu’il fonctionne à plein régime.

Pendant ce temps, la température des quatre cœurs se situait entre 96 et 97 degrés Celsius (204,8 et 206,6 degrés Fahrenheit), soit 3 degrés de moins que la TjMax du processeur. Elle ne montera pas plus haut, car MSI a mis en place des restrictions pour éviter que le fond de l’ordinateur portable ne se transforme en poêle à frire.

Idéalement, votre processeur devrait fonctionner à 50-60 Celsius (122-140 Fahrenheit) lorsqu’il n’est pas sollicité. Mon i5 9300H thermiquement bridé tournait à près de 80 Celsius (176 Fahrenheit), ce qui ne laissait pas beaucoup de place au processeur pour maintenir ses performances lorsqu’il était soumis à un stress.

Lorsque j’ai résolu les problèmes à l’origine de l’étranglement, les performances ont augmenté pour atteindre un niveau beaucoup plus stable de 55 à 60 FPS, soit près du double de ce que j’obtenais avec un processeur étranglé.

En fonction de la charge spécifique de votre processeur et du degré d’étranglement, le kilométrage peut varier. Le fait est que l’étranglement thermique affecte les performances de votre processeur de manière significative, sans parler du fait que faire fonctionner constamment un processeur près de sa limite thermique a également un impact massif sur sa longévité.

Comment vérifier si votre processeur est en surchauffe ?

La vérification de l’étranglement thermique du processeur est en fait assez simple. Tout d’abord, pour les personnes attentives, la baisse des performances suffit à indiquer que quelque chose ne va pas. Votre PC montrera également des signes de lutte, ce qui signifie que les ventilateurs fonctionneront plus rapidement, produisant plus de bruit au fur et à mesure que votre PC surchauffe.

Pour obtenir la preuve irréfutable que votre processeur est en train de s’emballer, ouvrez n’importe quel programme de surveillance du processeur tel que OpenHardwareMonitor ou HWiNFO tout en mettant votre processeur sous tension avec un jeu gourmand en ressources ou un test de stress comme Prime95, et observez la température, la consommation d’énergie et la vitesse des cœurs.

Si votre processeur subit un étranglement thermique, vous verrez les températures s’élever très près de la valeur TjMax de votre processeur, tandis que la consommation d’énergie et les vitesses d’horloge du cœur diminueront de manière significative par rapport à ce qu’elles devraient être sous une charge importante. Cela se traduit par une perte de performances et constitue une indication assez solide de l’existence d’un étranglement thermique de votre processeur.

Comment résoudre les problèmes d’étranglement thermique

Il existe plusieurs façons de résoudre les problèmes d’étranglement thermique de votre processeur. Étant donné que la raison de l’étranglement thermique est presque toujours une solution de refroidissement inadéquate ou défectueuse, c’est la première chose que vous devez vérifier.

La poussière est l’ennemi numéro un de votre ordinateur. Que vous utilisiez un ordinateur portable ou un ordinateur de bureau, si les ventilateurs sont obstrués par la poussière, le système thermique de votre système ne sera pas en mesure d’aspirer autant d’air frais que nécessaire pour refroidir votre processeur, ce qui entraînera un ralentissement thermique. Cela s’applique également aux systèmes refroidis par eau.

Veillez à ce que vos ventilateurs aient un accès libre au flux d’air et que les dissipateurs de chaleur ne soient pas obstrués par la poussière, en particulier sur les ordinateurs portables. Cela ne demande pas beaucoup d’efforts ; quelques jets d’air comprimé ou de soufflerie bien ciblés suffisent dans la plupart des cas. Pour les ordinateurs portables, c’est une autre histoire, car vous devrez peut-être les ouvrir pour accéder aux ventilateurs ou les confier à un réparateur si vous ne vous sentez pas à l’aise pour ouvrir les vôtres.

Crédit photo : Jhet Borja

Un replâtrage thermique peut également s’avérer utile, car votre pâte thermique peut s’assécher avec le temps. Cependant, notez que vous ne devriez pas avoir à repâter fréquemment votre processeur, car une pâte thermique de bonne qualité dure souvent assez longtemps. Ou si vous en avez fini avec la pâte thermique, le métal liquide est également une option.

Si vous n’êtes pas à l’aise avec les opérations chirurgicales sur votre ordinateur, il existe des moyens de réparer ou au moins de réduire l’étranglement thermique de votre processeur. Bien sûr, la solution la plus simple consiste à réduire la charge de votre processeur et à ne pas exécuter de programmes exigeants sur votre ordinateur. Mais pour la plupart d’entre nous, c’est plus facile à dire qu’à faire.

Il est également possible de réduire la puissance de votre processeur (undervolt). L’undervolting consiste à réduire la consommation d’énergie de votre processeur tout en maintenant des vitesses d’horloge constantes pour le cœur et la mémoire. Cette méthode est beaucoup plus sûre que l’overclocking et, dans certains cas, elle permet d’obtenir de meilleures performances que celles produites par le processeur dans sa configuration de base. Cela dit, elle nécessite quelques connaissances techniques.

Ces méthodes s’appliquent également à d’autres composants du PC et peuvent également être utilisées pour éviter l’étranglement thermique de votre GPU.

Ne laissez pas le processeur chauffer

Les CPU modernes devenant de plus en plus rapides et gourmands en énergie, ils génèrent encore plus de chaleur, ce qui signifie qu’il est primordial de tenir à distance les problèmes tels que l’étranglement thermique et de refroidir correctement votre CPU afin d’obtenir les meilleures performances possibles.

Ce n’est pas si difficile, après tout. Le simple fait d’entretenir régulièrement votre ordinateur vous permettra d’optimiser les performances et la longévité de votre processeur.

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