Qu'est-ce que la limitation thermique du processeur et comment affecte-t-elle les performances ?

Il n'est pas surprenant que les composants PC puissants tels que les CPU et les GPU nécessitent une tonne de puissance pour fonctionner à leur plein potentiel. Cependant, un effet secondaire du pompage de plusieurs centaines de watts dans votre processeur est la quantité de chaleur qu'il génère.

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

Qu'est-ce que la limitation thermique du processeur?

Chaque fois que votre ordinateur exécute des charges gourmandes en ressources comme un jeu ou un programme lourd, il utilise plus de puissance pour suivre le niveau de performances exigé par ces applications. Plus votre processeur consomme de puissance, plus il génère de chaleur. Une fois que cette chaleur devient trop importante pour le système de refroidissement de votre PC ou ordinateur portable, le processeur commence à être étranglé.

L'étranglement thermique du processeur se produit lorsque votre processeur atteint des températures critiques (généralement autour de 194 degrés Fahrenheit ou 90 degrés Celsius) et commence à sacrifier les performances pour maintenir ou réduire cette température. Des températures supérieures à ce point peuvent endommager le processeur, auquel cas votre système s'éteindra probablement pour protéger les composants internes.

Si vous overclockez votre processeur pour obtenir plus de performances, vous courez également un risque plus élevé de limitation thermique. Étant donné que l'overclocking pousse le processeur à atteindre des vitesses d'horloge plus élevées, il tire plus de puissance et génère plus de chaleur. Cela signifie qu'il atteindra ses seuils thermiques plus rapidement, ce qui signifie que vous devez mettre à niveau votre solution de refroidissement en conséquence pour éviter d'étrangler votre précieux processeur.

Pour être clair, l'étranglement thermique lui-même n'est pas une mauvaise chose. Si vous avez un processeur insuffisamment refroidi, la limitation thermique peut être la seule chose qui l'empêche de fondre. Si vous utilisez un ordinateur portable, la limitation thermique peut également garantir qu'il ne devient pas si chaud que vous ne pouvez pas utiliser le appareil correctement, car la chaleur du processeur générée dans les ordinateurs portables chauffe souvent le pont du clavier et en particulier le bas de caisse.

Les processeurs de bureau sont limités par leur température TjMax, également connue sous le nom de température de jonction thermique maximale, où les mécanismes de contrôle thermique interne du processeur agissent pour éviter d'endommager les composants. Sur les processeurs d'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 CPU spécifique en consultant la fiche technique ou en utilisant des utilitaires gratuits tels que Température centrale ou HWMonitor.

Comment la limitation thermique du processeur affecte-t-elle les performances?

L'objectif principal de l'étranglement thermique est de refroidir le CPU à un point où il ne dépasse pas un seuil de température particulier. Cela se fait en abaissant la vitesse d'horloge centrale du processeur, ce qui se traduit par une consommation d'énergie inférieure, ce qui conduit finalement à moins de génération de chaleur. Comme vous pouvez probablement le deviner, étant donné que votre processeur ne peut plus fonctionner à sa vitesse d'horloge maximale, cela 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'alimentation et des solutions de refroidissement plus petits. Cependant, que vous utilisiez un ordinateur portable ou un PC, votre processeur accélérera généralement entre ses fréquences de base et turbo.

La quantité de performances que vous perdez en raison de la limitation thermique dépend de facteurs tels que la charge sur le processeur, votre solution de refroidissement, les horloges de base et de suralimentation du processeur et la puissance qu'il consomme. En ce qui concerne votre expérience de jeu, attendez-vous à voir des baisses soudaines de FPS ainsi que des décalages et des pics aléatoires pendant le jeu. Cela peut également entraîner des plantages purs et simples des jeux dans des situations extrêmes.

Par exemple, le Core-i5 9300H de 9e génération de mon ordinateur portable MSI présentait une limitation thermique lors de la lecture de Call of Duty Warzone 2.0, le jeu fonctionnant entre 30 et 35 FPS avec des réglages bas. Cela 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 boost régulière de 4,0 GHz. C'est une perte importante de performances.

La consommation d'énergie du processeur a également été considérablement réduite. Lorsqu'il était étranglé, il tirait entre 23 et 30 W de puissance, alors qu'il pouvait atteindre 50 W lorsqu'il fonctionnait à pleine performance.

Pendant tout ce temps, la température sur les quatre cœurs se situait entre 96 et 97 degrés Celsius (204,8 et 206,6 degrés Fahrenheit), à seulement 3 degrés de moins que le TjMax du processeur. Il n'ira pas plus haut, car MSI a mis en place des restrictions pour empêcher le bas de l'ordinateur portable de se transformer en poêle à frire.

Idéalement, votre processeur devrait fonctionner à 50-60 Celsius (122-140 Fahrenheit) lorsqu'il n'est pas chargé. Mon i5 9300H à étranglement thermique se situait à près de 80 degrés Celsius (176 degrés Fahrenheit), ce qui ne laissait pas beaucoup de place au processeur pour maintenir ses performances en cas de stress.

Lorsque j'ai résolu les problèmes à l'origine de l'étranglement, les performances ont augmenté à 55-60 FPS beaucoup plus stables, 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 de limitation, le kilométrage peut varier. Le fait est que la limitation thermique affecte de manière significative les performances de votre processeur, sans oublier que l'exécution constante d'un processeur près de sa limite thermique a également un impact considérable sur sa longévité.

Comment vérifier si votre CPU ralentit

La vérification de la limitation thermique du processeur est en fait assez simple. Tout d'abord, pour les perspicaces, la baisse des performances suffira à indiquer que quelque chose ne va pas. Votre PC montrera également des signes de difficulté, ce qui signifie que les ventilateurs fonctionneront plus rapidement, produisant plus de bruit lorsque votre PC surchauffe.

Pour une preuve concluante que votre CPU est en train de s'étrangler, ouvrez n'importe quel programme de surveillance du CPU comme OpenHardwareMonitor ou HWiINFO tout en mettant votre processeur sous tension avec un jeu gourmand en ressources processeur ou un test de stress comme Prime95 et surveillez la température, la consommation d'énergie et les vitesses de base.

Si votre CPU est en étranglement thermique, vous verrez les températures monter très près de la valeur TjMax de votre CPU tandis que la consommation d'énergie et les vitesses d'horloge de base réduiront considérablement par rapport à ce qu'elles devraient être sous un lourd charger. Cela entraînera une perte de performances et est une indication assez solide de la limitation thermique de votre processeur.

Comment résoudre les problèmes de limitation thermique

Il existe plusieurs façons de résoudre les problèmes de limitation thermique de votre CPU. Étant donné que la raison de l'étranglement thermique est presque toujours une solution de refroidissement inadéquate ou défectueuse, cela devrait être le premier domaine que vous vérifiez.

La poussière est l'ennemi numéro un de votre ordinateur. Que vous utilisiez un ordinateur portable ou un ordinateur de bureau, si les évents de votre ventilateur sont obstrués par de la poussière, votre système le système thermique ne pourra pas aspirer autant d'air frais qu'il en a besoin pour refroidir votre processeur, ce qui entraînera une étranglement. Ceci s'applique également aux systèmes refroidis par eau.

Assurez-vous que vos ventilateurs disposent d'un accès libre au flux d'air et que les dissipateurs thermiques ne sont pas obstrués par la poussière, en particulier sur les ordinateurs portables. Cela ne demande pas beaucoup d'efforts; quelques pulvérisations d'air comprimé ou de soufflage soigneusement ciblées feront l'affaire dans la plupart des cas. Les ordinateurs portables sont une autre histoire, cependant, car vous devrez peut-être les ouvrir pour accéder aux ventilateurs ou les amener dans un atelier de réparation si vous n'êtes pas à l'aise d'ouvrir le vôtre par vous-même.

Le repas thermique peut également aider, car votre pâte thermique peut se dessécher avec le temps. Cependant, notez que vous ne devriez pas avoir à refaire 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 pour effectuer une intervention chirurgicale sur votre ordinateur, il existe des moyens de corriger ou au moins de réduire l'étranglement thermique de votre processeur. Bien sûr, le moyen le plus simple consiste à réduire la charge de votre processeur et à ne pas exécuter de programmes exigeants sur votre ordinateur. Mais c'est plus facile à dire qu'à faire pour la plupart d'entre nous.

Alternativement, vous pouvez également sous-voltager votre CPU. La sous-tension consiste à réduire la consommation d'énergie de votre processeur tout en maintenant des vitesses d'horloge de cœur et de mémoire constantes. C'est beaucoup plus sûr que l'overclocking et, dans certains cas, peut donner de meilleures performances que celles que votre CPU produit avec les paramètres de stock. Cela dit, cela nécessite un certain savoir-faire technique.

Ces méthodes s'étendent également à d'autres composants PC et peuvent également être utilisées pour empêcher l'étranglement thermique sur votre GPU.

Ne laissez pas ce processeur chauffer

À mesure que les processeurs modernes deviennent plus rapides et plus gourmands en énergie, ils génèrent encore plus de chaleur, ce qui signifie que des problèmes tels que l'étranglement thermique à distance et le refroidissement correct de votre processeur seront de la plus haute importance pour obtenir des performances maximales possible.

Ce n'est pas si difficile, après tout. Le simple fait d'entretenir régulièrement votre ordinateur contribuera grandement à vous assurer d'obtenir les performances et la longévité maximales de votre processeur.