Project Scorpio : Gestion de l’énergie & refroidissement (3/3)

Nous vous proposons la troisième et dernière partie traitant des entrailles de la futur Xbox basée, sur les récents articles de DigitalFoundry. Avec les précédentes parties vous avez déjà pu constater le travail d’optimisation des ingénieurs de Microsoft, ou chaque élément n’est pas laissé au hasard.

Et aujourd’hui ne fera pas exception, bien au contraire. C’est précisément en parlant de la gestion de la consommation électrique et du système de refroidissement qu’on se rend définitivement compte de l’aspect Premium du produit tant vanté par Microsoft.


Gestion de l’énergie


Nous allons donc nous pencher sur l’alimentation électrique, devenu un véritable déclencheur d’achat ou non pour certains… Cependant contrairement aux autres sujets traités cette semaine, il n’y aura pas de constat sur un éventuel « problème de départ ». La Xbox One n’ayant jamais souffert de soucis de ce genre.

On retrouve différents niveaux d’alimentation énergétique sur la Scorpio et plus précisément, pour le SoC Scorpio Engine :

– 8 niveaux d’alimentation pour le CPU
– 5 niveaux d’alimentation pour le GPU
– 3 niveaux d’alimentation pour la mémoire

L’objectif pour Microsoft est de minimiser au maximum les besoins en alimentation électrique de la console selon l’activité du joueur. La console adapte, bien évidemment, sa consommation énergétique selon que vous lancez un jeu gourmand en ressource ou que vous lisez un blu-ray.

Cela limite aussi de facto la production de chaleur et donc les émissions de bruits avec la ventilation.

Parmi les nombreux objectifs de Microsoft pour la Scorpio, on retrouve la volonté d’un design compact, tout en garantissant une efficience générale quant à la consommation électrique du système.

Les 5 régulateurs de voltages à gauche du SoC.

Pour remplir ces objectifs, les ingénieurs de Microsoft ont réglé au millimètre près le moindre volt de chacune des puces présentes sur la carte-mère, afin que celles-ci puissent faire le travail demandé, sans surconsommation.

De manière très concrète, les équipes Xbox ont usé d’une technique jamais déployée sur console auparavant appelée « la méthode Hovis » (nommée ainsi en l’honneur d’un ingénieur de Microsoft qui a mis au point ce procédé)

Cette technique n’est pas foncièrement inédite, néanmoins, elle le devient par la méthode minutieuse apportée au calcul des ressources énergétiques de chaque composant.

Ainsi, tout est optimisé pour délivrer l’énergie strictement nécessaire. Aucune perte, aucune source de chaleur en trop.
Pour la petite histoire, les équipes de Microsoft ont mis quelques années pour mettre au point cette gestion de l’énergie particulière, et semblent plutôt fières du résultat.
Tout ce travail sur l’énergie peut sembler superflue, en réalité cela permet à la Scorpio d’atteindre une alimentation maximale de 245 watts. A titre de comparaison, nous avons :

– La Xbox One : 220w (Kinect inclus)
– La Xbox One S : 120w
– La PS4 : 165w
– La PS4 PRO : 310w

Le système de refroidissement


La puissance développée par la Scorpio nécessite une maitrise des émissions de chaleurs, afin de maintenir le système opérationnel à 100%. Sans quoi, un scénario catastrophe similaire à celui du RROD (surchauffe de la carte mère) de la Xbox 360 pourrait refaire surface.

Fort heureusement, cette expérience a servi de leçon pour Microsoft et nous a bien démontré qu’avec la Xbox One il n’était plus question de prendre un risque sur ce sujet précis.

Parlons maintenant de la Xbox Scorpio, qui, vous le verrez ne fait pas exception. Au contraire, les ingénieurs de Microsoft se sont littéralement lâchés sur les moyens mis en place pour assurer une dissipation de chaleur à toute épreuve.

Plusieurs données à prendre en compte :

– Le SoC de la Scorpio consomme plus d’énergie que n’importe quel autres systèmes mis en place sur les précédentes Xbox.

– Cette consommation énergétique du SoC induit un fort dégagement de chaleur et ce malgré le travail innovant qui a été fait sur la consommation électrique.

– Le passage de la mémoire de 8Go DDR3 aux 12Go GDDR5 représente aussi une consommation électrique en hausse et donc de la chaleur.

Tous ces facteurs combinés, ont poussé les ingénieurs à mettre au point une technique de refroidissement infaillible et totalement inédite sur console de salon.

La solution sur Scorpio a été d’y installer une chambre à vapeur. Ce système se retrouve généralement sur des PC avec des cartes graphiques très haut de gamme tel que la Nvidia GTX 1080 Ti par exemple.

Comment fonctionne une chambre à vapeur ?

Installée entre deux couches de cuivre hermétique, la dissipation de chaleur se fait grâce à de l’eau déminéralisée sous vide, permettant ainsi un niveau d’ébullition bas afin de transformer le liquide en vapeur rapidement. On retrouve un système dans le même esprit sur la Surface Pro 4.

La fine couche verte en dessous du radiateur représente l’intérieur de la chambre à vapeur.

Cette chambre à vapeur recouvre une grande partie du côté droit de la carte mère, ce qui inclut l’intégralité des 12 slots de mémoire GDDR5, le SoC Scorpio Engine et les 5 régulateurs de voltage.

Le ventilateur présent sur Xbox One a fait ses preuves. Néanmoins, il ne peut plus réussir sa mission efficacement avec autant de puissance sur Scorpio. C’est là où la chambre à vapeur entre en jeu épaulée par un autre type de ventilateur…

Une fois allumé, ce ventilateur puisera l’air froid du dessus (contrairement à la Xbox One qui expulse l’air chaud par le haut).
L’air chaud lui, sera expulsé à l’arrière de la console.

En pratique, là où il n’était pas conseillé d’obstruer la grille de ventilation sur le dessus de votre Xbox One pour éviter la surchauffe, ce problème ne se rencontrera pas sur Scorpio (même s’il n’est évidemment pas conseillé de boucher l’aspiration d’air)

ventil
L’air froid passe au dessus pour ressortir à l’arrière.
L’algorithme du système de refroidissement

Microsoft à mis en place un algorithme à l’intérieur du système afin de déterminer le plus finement possible les ressources nécessaires afin de garder la console à température optimale.

Le Soc Scorpio Engine, intègre ainsi 32 indicateurs de chauffe qui permettent au ventilateur d’ajuster son niveau d’action de manière efficiente, évitant ainsi tout bruit inutile.

Les autres moyens de dissipation thermique

– En plus des classiques tubulures en cuivre présentes dans le radiateur pour conduire la chaleur, un autre tube cuivré a également été ajouté entre le transfo interne et le radiateur, du même schéma que sur Xbox One S, afin que la console n’ait pas à souffrir de cette intégration.

Châssis troué : sous ce nom un peu louche, se trouve une technique particulière qui consiste à percer de « minuscules trous » tout le long à l’arrière du châssis. Cela permet à la console de respirer naturellement. Grâce à cela, les ingénieurs de Microsoft ont réussi a compacter tout les éléments de la console sans créer de surchauffe.

Tout se travail d’optimisation électrique et de refroidissement que nous avons vu aujourd’hui ensemble, se traduit par un fait : malgré la puissance de la console, Microsoft a réussi à limiter l’alimentation interne à 245 watts maximum. Ce qui relève d’un certains exploit d’ingénierie.

Nous arrivons au terme de notre aventure hardware. Place maintenant à l’officialisation de tout ce qui nous est inconnu à l’heure où j’écris ces lignes : le nom, le prix, le design et les jeux…
Au nom de toute l’équipe MW je vous souhaite un joyeux E3 2017.

Vous pouvez retrouver notre article sur le CPU et le disque dur interne en cliquant ici : CPU et HDD ou sur GPU et la mémoire système.

Rédaction : Twins
Traduction & vulgarisation : Darkfoxx
Correction : Darkfoxx


2 réflexions sur “Project Scorpio : Gestion de l’énergie & refroidissement (3/3)

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