L’alimentation d’une carte graphique par les câbles PCI Express

La course aux watts exige de plus en plus de broches.
Par Mis à jour le 3 octobre 2022

Alors que de génération en génération, les cartes graphiques sont de plus en plus puissantes, leurs câbles d’alimentations n’ont cessé d’évoluer pour accompagner les besoins croissants en énergie. On trouve maintenant des connecteurs à 6, 6+2, 8 ou 12 broches, et par ailleurs, certaines cartes exigent non pas un câble PCI Express, mais 2 voire 3. En fonction de la configuration choisie, la puissance fournie ne sera pas la même. Explications.

Les cartes graphiques modernes se branchent sur un slot PCI Express (abrégé PCIe ou PCI-E) de la carte mère. Ce bus de communication permet l’échange de données à haute vitesse entre les composants du PC, et en parallèle, il s’agit également d’une source d’énergie pouvant délivrer – via la carte mère – jusqu’à 75 W.

Cette puissance de 75 W est largement suffisante pour alimenter une carte graphique de faible puissance, comme la GT 1030 et la GTX 1050 version 2GB chez Nvidia, ou encore la Radeon RX 550 et la Radeon RX 460 chez AMD. En revanche, les modèles plus véloces se montrent aussi plus gourmands en énergie, et le bus PCIe seul ne suffit plus pour subvenir à leurs besoins. Il faut alors recourir à des câbles supplémentaires reliés directement au bloc d’alimentation du PC : il s’agit de câbles PCI Express à 6, 8 voire 12 broches — l’idée étant que davantage de broches offrent davantage de puissance.

Alimentation carte graphique
Une Nvidia GeForce GTX alimentée par un câble PCI Express.

Connecteur PCI Express 6 broches

Quand les cartes graphiques ont commencé à nécessiter plus que les 75 W qu’étaient capables de fournir les bus PCI Express, les premiers connecteurs d’alimentation PCI Express ont vu le jour. A l’origine, leurs embouts n’avaient que 6 broches.

Ce type de câble est capable d’amener du courant continu 12 Volts directement de l’alimentation PC vers la carte graphique, pour lui fournir une puissance électrique pouvant aller jusqu’à 75 W.

L’alimentation de la carte peut alors atteindre 150 W, puisqu’en plus des 75 W délivrés par le connecteur 6 broches, le GPU peut également compter sur les 75 W fournis par la carte mère au travers du bus de communication PCI-Express.

Câble PCIe 6 broches
Un connecteur PCI Express 6 broches suffit à alimenter une carte vidéo d’entrée de gamme, tant que sa consommation reste < 150 W.

Câble PCI Express 8 broches

En janvier 2007 est parue la deuxième itération de la norme PCI Express (gen 2.0), et celle-ci a notamment introduit les câbles PCI Express 8 broches. Ceux-ci sont capables de délivrer jusqu’à 150 W, en plus des 75 W de la carte mère. On arrive donc à un total de 225 W, ce qui est suffisant pour bon nombre de cartes vidéo milieu de gamme.

Câble carte graphique 8-pin
Un câble PCI Express 8 broches : il permet de délivrer 2 fois plus de puissance qu’un connecteur 6 broches.

Connecteur 6+2 broches

A l’heure actuelle, on trouve tout aussi bien des cartes graphiques avec des connecteurs PCI Express 6 broches que des cartes avec des connecteurs 8 broches. Dès lors, la plupart des alimentations PC actuelles fournissent des connecteurs 6+2 broches, afin d’être compatibles avec les 2 types de cartes.

Comme son nom l’indique, ce type de connecteur est composé de 2 parties : l’une comporte 6 broches, et l’autre, 2. Si vous utilisez les deux parties ensemble, vous avez un connecteur PCI Express 8 broches complet et fonctionnel. Mais si vous n’avez besoin que du connecteur 6 broches, il vous suffit de laisser la partie à 2 broches de côté, sans la brancher. Une solution tout-en-un et polyvalente, qui fonctionne de manière équivalente à un câble classique, sans aucun risque ni perte de puissance.

Alim carte graphique câble PCIe 6+2
Un câble d’alimentation 6+2 broches permet de rendre la connectique modulaire.

Attention aux adaptateurs 6 vers 8 broches !

Avant que la plupart des alims ne proposent des connecteurs 6+2 ou 8 broches, il pouvait s’avérer pratique d’utiliser un adaptateur 6 vers 8, qui permet en théorie de brancher un câble PCI Express 6 broches sur une carte graphique dotée d’un port 8 broches.

Ce tour de passe-passe est rendu possible par le fait que les connecteurs 6 broches sont en réalité capables de fournir une puissance nettement supérieure à celle qui est indiquée dans leurs spécifications techniques. Toutefois, c’est une solution que nous vous déconseillons fortement, car elle peut s’avérer instable. Rien ne remplace un véritable câble 6+2 ou 8 broches, conçu dès le départ pour délivrer la puissance théorique réclamée par votre carte graphique.

Câble adaptateur d'alimentation 6 vers 8 pins
Un adaptateur 6 vers 8 broches permet de pallier au manque de câbles d’une alimentation pour PC un peu ancienne, mais la manœuvre n’est pas sans risque.

Alimentation d’une carte graphique avec plusieurs connecteurs

Comme vous pouvez le voir avec notre calculateur d’alimentation PC, certaines cartes avec des processeurs graphiques particulièrement puissants peuvent être amenées à consommer plus que 225 W. Dans ce cas de figure, on se retrouve généralement à devoir brancher 2 connecteurs 6 broches, ou bien 2 connecteurs 8 broches. Parfois, on peut même avoir une combinaison des deux, comme c’est le cas avec la carte graphique NVIDIA GeForce RTX 3060, qui réclame un connecteur 6 broches et un connecteur 8 broches.

Plus rarement encore, des modèles très haut de gamme et pensés pour l’overcloacking peuvent nécessiter 3 câbles d’alimentation. C’est le cas notamment de la GeForce RTX 2080 Ti LIGHTNING Z, qui utilise 3 connecteurs 8 broches.

Selon le type et la quantité de connecteurs présents sur un GPU, on peut donc atteindre différents paliers de consommation électrique maximale, qui sont récapitulés dans le tableau ci-dessous :

Bus PCI Express x16
Câble 6 broches
Câble 8 broches
Puissance maximale
75 W 75 W
75 W 1 x 75 W 150 W
75 W 1 x 150 W 225 W
75 W 2 x 75 W 225 W
75 W 1 x 75 W 1 x 150 W 300 W
75 W 2 x 150 W 375 W
75 W 1 x 75 W 2 x 150 W 450 W
75 W 3 x 150 W 525 W

Ajouter toujours plus de câbles pour accompagner la hausse de puissance des cartes graphiques n’est pas toujours matériellement possible, compte tenu de la place limitée à l’intérieur d’une unité centrale. C’est pourquoi on trouve souvent ce que l’on appelle en anglais des pigtail cables : des câbles PCIe à double connecteur.

Double connecteur d'alimentation pour carte graphique Nvidia Geforce
Voici un exemple de « pigtail cable », ici un câble à double connecteur 8 broches : la fiche en haut de l’image se branche sur l’alimentation, tandis que les deux connecteurs 8 broches en bas de l’image peuvent être reliés à une carte graphique (ou deux).

Quant à savoir si cette solution est aussi fiable et efficace que le recours à deux câbles séparés, les avis divergent. Néanmoins, ce test tend à montrer que l’utilisation de pigtail cables n’a qu’un impact minime sur la performance des cartes graphiques.

Les nouveaux connecteurs PCIe 12 broches

Avec la sortie de la série RTX 3000, Nvidia a dévoilé un nouveau type de connecteur à 12 broches. Il constitue une réponse au problème de la puissance toujours croissante des puces graphiques, et des câbles toujours plus nombreux et volumineux. 

Ainsi, selon le calibre du câble utilisé, ce nouveau connecteur est capable de fournir une puissance de 500 à 600 W. Et cela, pour le même encombrement physique qu’un simple connecteur 8 broches, les deux types de connecteurs ayant à peu près les mêmes dimensions.

S’agissant d’une innovation encore peu démocratisée, NVIDIA fournit généralement – avec les RTX 3000 où cela est nécessaire – un adaptateur qui permet à deux connecteurs 8 broches de s’interfacer avec le connecteur à 12 broches de la carte.

Câble alimentation pci express 12-pin
Un connecteur 12 broches peut délivrer 3 à 4 fois plus de puissance qu’un connecteur 8 broches, sans pour autant occuper plus d’espace.