Thermal Throttling : C’est quoi et comment l’éviter ?

Le thermal throttling est un mécanisme de sécurité intégré dans les processeurs modernes pour éviter les dommages causés par une surchauffe. Ce phénomène se produit lorsque le CPU ou le GPU atteint une température critique, entraînant une réduction automatique de sa vitesse d’horloge pour dissiper la chaleur excessive.

Bien que ce processus soit essentiel pour protéger les composants matériels, il peut considérablement affecter les performances de votre système, surtout lors des tâches gourmandes en ressources telles que les jeux vidéo ou le rendu graphique.

Heureusement, plusieurs solutions existent pour éviter le thermal throttling et garantir des performances optimales.

Dans cet article, on va voir ensemble les causes du thermal throttling, son impact sur les performances du CPU, et les meilleures méthodes pour le prévenir.

Qu’est-ce que le Thermal Throttling ?

Le thermal throttling est un mécanisme de protection qui entre en jeu lorsque le processeur (CPU) ou la carte graphique (GPU) atteint une température trop élevée. Pour éviter tout dommage potentiel, le CPU ou le GPU réduit automatiquement sa vitesse d’horloge, diminuant ainsi sa performance pour réduire la production de chaleur. Ce processus est crucial pour maintenir l’intégrité et la durée de vie du matériel (voir graphique ci-dessous).

source : layer3.nz

La température critique à laquelle le thermal throttling s’active est connue sous le nom de TJ Max, ou température maximale de junction thermique. Ce seuil varie généralement entre 95°C et 110°C, selon les spécifications du fabricant et le modèle du processeur. Dès que la température approche ou dépasse ce seuil, le mécanisme de throttling réduit la vitesse d’horloge pour ramener la température à un niveau sûr.

Ce mécanisme est conçu pour intervenir de manière autonome, sans intervention de l’utilisateur, afin de protéger la puce contre une surchauffe qui pourrait endommager de façon permanente les composants internes. Cependant, si le thermal throttling se produit fréquemment, cela peut indiquer un problème de refroidissement dans votre système, nécessitant une attention particulière pour éviter une dégradation continue des performances.

Pourquoi les CPU/GPU sont conçus pour chauffer ?

Les processeurs sont conçus pour chauffer jusqu’à un certain point, car la chaleur est une conséquence inévitable de leur fonctionnement. Lorsqu’un CPU/GPU effectue des calculs et traite des données, il consomme de l’énergie électrique qui est partiellement convertie en chaleur. Cette chaleur doit être dissipée pour éviter une surchauffe et des dommages potentiels.

Conception pour prévenir les dommages matériels

La capacité des CPU/GPU à tolérer une certaine chaleur est intégrée dans leur conception. Les fabricants définissent des limites de température spécifiques (TJ Max) pour garantir que le processeur fonctionne de manière fiable sans risquer de dommage matériel. Le thermal throttling, en réduisant la vitesse d’horloge du CPU/GPU, aide à maintenir la température en dessous de ce seuil critique, protégeant ainsi les composants internes.

Impact sur les performances

Bien que le thermal throttling soit essentiel pour la protection du matériel, il peut entraîner une baisse significative des performances du CPU/GPU. Lorsque la vitesse d’horloge est réduite, le processeur traite les tâches plus lentement, ce qui peut se traduire par des ralentissements et une diminution de la fluidité, notamment lors des activités exigeantes comme les jeux vidéo ou le rendu 3D.

Comparaison entre les systèmes de refroidissement liquide et à air

Pour gérer efficacement la chaleur générée, deux principaux types de systèmes de refroidissement sont utilisés : le refroidissement à air et le refroidissement liquide.

Refroidissement à air : Ce système utilise des ventilateurs pour dissiper la chaleur des dissipateurs thermiques fixés sur la puce. Bien que généralement plus abordable et plus facile à installer, le refroidissement à air peut être moins efficace que le refroidissement liquide pour les configurations hautes performances.

Refroidissement liquide : Ce système utilise un liquide caloporteur pour transférer la chaleur généré par la puce à un radiateur, où elle est ensuite dissipée par des ventilateurs. Le refroidissement liquide offre souvent une meilleure performance thermique, permettant de maintenir des températures plus basses et de minimiser le risque de thermal throttling, surtout dans des configurations overclockées ou des environnements de travail intensif.

Symptômes et Détection du Thermal Throttling

Le thermal throttling peut affecter considérablement les performances de votre système, et il est important de savoir en reconnaître les signes pour y remédier rapidement. Voici les principaux symptômes et méthodes de détection du thermal throttling.

Réduction de la fréquence

Le symptôme le plus évident du thermal throttling est une diminution notable de la vitesse de la puce (aussi appelé fréquence d’horloge). Lorsque la température critique est atteinte, il réduit automatiquement sa vitesse d’horloge pour diminuer la production de chaleur.

Vous pouvez remarquer que les applications prennent plus de temps à s’ouvrir, que les temps de chargement augmentent et que le système global semble moins réactif.

Saccades lors de l’utilisation intensive, notamment dans les jeux vidéo

Un autre signe courant de thermal throttling est la présence de saccades ou de baisses de framerate lors de l’utilisation de logiciels gourmands en ressources, comme les jeux vidéo ou les applications de montage vidéo. Ces interruptions de performance peuvent être particulièrement frustrantes, surtout si elles surviennent de manière régulière.

Utilisation des logiciels de surveillance

Pour détecter le thermal throttling, vous pouvez utiliser divers logiciels de surveillance qui vous permettent de suivre en temps réel les performances et la température de votre CPU. Parmi les outils les plus populaires, on trouve :

Open Hardware Monitor : Cet outil gratuit surveille les capteurs de votre système, y compris la température du CPU, la vitesse des ventilateurs et l’utilisation du processeur. Il fournit des informations détaillées qui peuvent vous aider à identifier si votre CPU est en train de throttler.

Core Temp : Un autre logiciel gratuit, Core Temp, affiche la température de chaque cœur de votre processeur en temps réel. Il vous permet également de définir des alertes pour vous avertir lorsque la température atteint un seuil critique.

MSI Afterburner : Logiciel aussi gratuit, c’est un incontournable lorsqu’on souhaite surveiller la température de son GPU, mais aussi des modules mémoire de la carte graphique.

En utilisant ces outils, vous pouvez surveiller efficacement les températures de votre système et détecter rapidement les signes de thermal throttling. Cela vous permettra de prendre les mesures nécessaires pour améliorer le refroidissement de votre système et éviter une dégradation des performances.

Comment éviter le Thermal Throttling ?

Pour éviter le thermal throttling et maintenir des performances optimales, il est essentiel de mettre en place des solutions de refroidissement adéquates et de s’assurer que votre système est correctement ventilé. Voici des conseils spécifiques pour différents types de systèmes.

1. Utiliser des solutions thermiques compatibles et appropriées
Il est crucial d’utiliser un dissipateur thermique ou un système de refroidissement compatible avec votre processeur Intel. Assurez-vous que la solution choisie est capable de dissiper efficacement la chaleur générée par votre CPU.

2. Installation correcte de la solution thermique
Suivez attentivement les instructions du fabricant pour installer correctement le dissipateur thermique ou le système de refroidissement. Une installation incorrecte peut entraîner une dissipation thermique inefficace.

3. Application correcte de la pâte thermique
La pâte thermique, ou TIM (Thermal Interface Material), joue un rôle vital dans le transfert de chaleur entre le CPU et le dissipateur thermique. Appliquez une quantité appropriée de pâte thermique de manière uniforme sur le CPU pour garantir une conductivité thermique optimale. Enfin, avec le temps, la pâte thermique peut sécher et perdre en efficacité. N’hésitez pas à la renouveler si vous vous sentez capable de démonter le système de refroidissement.

4. Vérification du fonctionnement des ventilateurs
Assurez-vous que tous les ventilateurs de votre système fonctionnent correctement et qu’ils ne sont pas obstrués par la poussière ou d’autres débris. Les ventilateurs doivent tourner librement pour maximiser la circulation de l’air.

5. Assurer une bonne ventilation du système
Une bonne circulation de l’air dans le boîtier de votre PC est essentielle pour éviter le thermal throttling. Organisez les câbles de manière à ne pas bloquer le flux d’air, et envisagez d’ajouter des ventilateurs supplémentaires si nécessaire pour améliorer la ventilation.

Pour les ordinateurs portables

Les ordinateurs portables ont souvent des limites de puissance et de courant spécifiques définies par le fabricant qui normalement empêche la carte graphique ou le processeur de trop surchauffer.

Cependant, la design de votre ordinateur portable peut influencer sa capacité à dissiper la chaleur. Les modèles plus fins peuvent avoir des difficultés à gérer efficacement la chaleur, augmentant ainsi le risque de thermal throttling.

Utilisez des supports de refroidissement ou des pads ventilés pour améliorer la circulation de l’air autour de votre ordinateur portable.

Pour l’overclocking

L’overclocking augmente la production de chaleur du CPU/GPU, rendant un refroidissement efficace encore plus crucial. Les systèmes de refroidissement liquide sont souvent plus efficaces que les ventilateurs traditionnels pour gérer les températures élevées associées à l’overclocking. Investissez dans un bon système de refroidissement liquide pour maintenir des températures stables.

Cas Extrêmes et Mesures de Sécurité

Dans des situations où le système de refroidissement échoue ou est insuffisant, les systèmes modernes sont équipés de mécanismes de sécurité pour prévenir les dommages irréversibles.

Le premier niveau de défense est un thermal throttling intensifié. Le CPU réduira davantage sa vitesse d’horloge pour essayer de diminuer la production de chaleur. Cela peut entraîner une baisse significative des performances, mais protège le matériel en réduisant la température.

Si le thermal throttling ne parvient pas à contrôler la température et que celle-ci continue de monter, le système peut effectuer un arrêt automatique. Cette mesure drastique est conçue pour prévenir les dommages matériels graves en éteignant le système avant que les composants internes ne soient endommagés par la surchauffe.

En cas de déclenchement de l’arrêt automatique, il est crucial d’identifier et de résoudre la cause sous-jacente de la surchauffe avant de redémarrer le système. Cela peut impliquer de nettoyer les ventilateurs et les dissipateurs thermiques, de remplacer la pâte thermique, ou d’améliorer le refroidissement général de votre système.