Les cartes graphiques pour Mac Pro

Un jour où l’autre, il faut se poser la question de la carte graphique à mettre dans un tel Mac. Ceci, tout d’abord, car les cartes d’origine, qui ont 12 ans pour les plus récentes, tombent en panne, ensuite parce qu’elles sont peu puissantes, et enfin non compatibles Metal, elles bloquent la mise à jour Apple vers Mojave sur certains mac (les 4.1 de 2009 mis à jour en 5.1 et les 5.1 de 2010 ou 2012).

Les 4 cartes d’origine des mac pro 2009-2012 :

Ces cartes graphiques disposent globalement des mêmes sorties video : 1 DVI et 1 ou 2 mini Display Port. La Nvidia est uniquement alimentée par le port PCIe, les ATI Radeon HD 4870 et 5870 utilisent 2 câbles 6 pin et l’ATO Radeon HD 5770 un seul câble 6 pin.

Par quoi les remplacer ?

Depuis deux ans environ j’ai acheté diverses cartes PC qu’on trouve régulièrement d’occasion pour les installer dans mes deux Mac Pro : un 1.1 de 2006 et un 5.1 de 2010, autrement dit mes essais couvrent toute la gamme sauf le 3.1 de 2008. Cette expérience m’a permis de constater qu’entre l’annonce et la réalité, il y a parfois des écarts importants. Ainsi j’ai acheté des cartes hors service ou des cartes sur lesquelles un ou deux ventilateurs ne fonctionnaient plus. On peut changer les ventilateurs pour un peu plus de 10€, mais il faut généralement démonter la carte, changer la pâte thermique…, et surtout ça agace d’acheter des cartes prétendument en bon état alors qu’à l’évidence il y a un problème ! J »ai donc aussi une jolie collection de cartes HS à coté de ma collection de cartes flashées en bon état.

Mes investigations se sont limitées aux cartes basées sur processeurs AMD car il n’existe pas de drivers Nvidia pour les derniers OS d’Apple (Mojave, Catalina et Big Sur). En outre, je me suis surtout intéressé aux cartes pour lesquelles il est possible, assez facilement, de modifier et de flasher la ROM de manière à permettre l’affichage du bootscreen (l’écran de démarrage qui permet, lorsqu’on maintient la touche « alt » ou « option », de sélectionner le disque et/ou système de démarrage, ce qui peut être utile lorsqu’on jongle avec beaucoup d’OS différents). J’ai aussi essayé quelques cartes AMD récentes comme les classiques RX 580, la RX 590 ou la vega 56. Ces trois cartes récentes n’ont cependant pas de bootscreen. Si nécessaire, il est possible de les mettre à côté d’une autre carte qui, elle, dispose du bootscreen (ex. la nvidia GT120 qu’on pourra placer sur le port PCIe 3 ou 4. Cette combinaison est parfaite jusqu’à High Sierra car avec Mojave il m’a été impossible de terminer le démarrage avec la GT120 et la RX 580. C’est étonnant car la GT120 seule fonctionne – lentement et avec un affichage haché – sous Mojave).

Pour les GPU sur ces Mac, il y a, comme pour bien d’autres aspects, beaucoup d’informations sur cet excellent blog.

Sur un Mac Pro 1.1 ou 2.1, il est préférable de mettre des cartes comme l’ATI Radeon HD 4870, 5770 ou la 5870, car elles sont compatibles avec Mac OS Lion et bien plus puissantes que les cartes d’origine. Les Radeon HD 7850, 7870, 7950, 7970, R9 270, R9 270X, R9 280, R9 280X fonctionnent assez mal sur Lion (1 seul écran actif, mise en veille impossible, vidéos avec VLC complètement hachées…), mais en installant Mavericks, Yosemtite ou El Capitan (grâce à des bidouilles), elles fonctionnent parfaitement.

Si toutes ces cartes fonctionnent sur les Mac Pro 4.1 et 5.1, compte tenu de l’entendue considérable des OS (de 10.6 à 10.14 et avec bidouille le 10.15 et sans doute les OS suivants) qu’on peut mettre sur cas Mac, il y a quelques restrictions:

• Les HD 7970 ou les R9 280X (de même que les R9 280 ou les HD 7950 un petit peu moins puissantes) me semblent les plus adaptées pour les mac pro 4.1 et 5.1 : assez puissantes, compatibles Metal, il est possible de flasher leur ROM pour qu’elles affichent l’écran de démarrage (voir ici pour un tuto en français pour flasher les cartes récentes, ex. Radeon HD 7970, et ici pour les plus anciennes, ex. Radeon HD 4870). Elles fonctionneront bien sur les derniers OS, mais avec les premiers (Snow Leopard ou Lion et même Leopard et Tiger) elles ne sont pas adaptées : 1 seul écran, impossible de mettre en veille, affichage non fluide…

• Le fonctionnement d’une HD 7850 ou d’une HD 7870 flashée pour Mac est parfait d’El Capitan jusqu’à Mac OS High Sierra, car pour les OS plus récents (Mojave, Catalina), sur un des mes écrans (sur 2 autres tout fonctionne bien), elles affichent bien le bootscreen, mais ensuite l’écran devient noir (pas de signal détecté) et il faut alors débrancher et rebrancher le câble (de l’écran ou de la carte) pour que le signal revienne (ce qui est assez peu pratique, mais elles fonctionnent tout de même). Idem à la sortie de veille : l’écran s’allume quelques secondes et ensuite il perd le signal et s’éteint. À nouveau il faut débrancher et rebrancher le câble. Et pour les premier OS (10.6 et 10.7), elles ont les mêmes problèmes que les HD 79xx ou R9. Donc il est préférable des les utiliser du 10.8 au 10.13 (mais si on a de la chance, qui me semble essentiellement tenir à l’écran, elles fonctionne du 10.8 à 10.15).

• Les HD 4870, 5770 ou la 5870 fonctionnent très bien de Snow Leopard à High Sierra (évidemment elles sont peu puissantes). Elles peuvent permettre l’affichage sur Mojave ou Catalina, mais n’étant pas compatibles métal, elles empêchent d’installer Mojave par la mise à jour Apple. Quoi qu’il en soit, l’affichage avec ces vielles carte sur ces OS récents est peu adapté à partir de Mojave : déplacement des fenêtres haché, pas de mise en veille, impossible d’utiliser VLC… On retrouve les mêmes problèmes que ceux signalés précédemment avec les HD 7970 et R9 280X sur les premiers OS (10.6 et 10.7). Autrement dit, il n’existe pas de carte graphique qui permette de gérer correctement tous les OS possibles de ces mac.

Voici un récapitulatif :

GPU	Boot Screen	4K	Metal Géré	Tiger 10.4 et Leopard 10.5	Snow Leopard 10.6 et Lion 10.7	Mountain Lion 10.8 à El Capitan 10.11	Sierra 10.12 et High Sierra 10.13	Mojave 10.14 et plus récents
HD 5770	Oui	Non	Non	Minimal	Oui	Oui	Oui	Minimal
HD 5870	Oui	Non	Non	Minimal	Oui	Oui	Oui	Minimal
HD 7850	Oui	Oui	Oui	Minimal	Minimal	Oui	Oui	Non*
HD 7870	Oui	Oui	Oui	Minimal	Minimal	Oui	Oui	Non*
R9 270X	Oui	Oui	Oui	Minimal	Minimal	Oui	Oui	Non*
R9 280, R9 280X, 7950, 7970	Oui	Oui	Oui	Minimal	Minimal	Oui	Oui	Oui
HD 7870XT, 7950, HD 7970	Oui	Oui	Oui	Minimal	Minimal	Oui	Oui	Oui
RX 580	Non	Oui	Oui	Pas testé	Non	Non	Sur 10.12 reconnue comme une R9XXX	Oui
RX 590, Vega 56	Non	Oui	Oui	Pas testé	Non	Non	Non testé	Oui

Il existe un excellent comparatif ici.

Globalement l’opération de modification et remplacement de la ROM est assez simple et fonctionne. Elle réussit avec plus ou moins de bonheur selon les cartes. Par ex, sur une ASUS R9 280X (la plus rapide des R9 280X), une fois flashée il n’y a qu’un seul port vidéo actif sur Mac (par contre sur Windows 10 ou Linux, tous les ports sont actifs), mais avec une Sapphire Dual-X, 4 ports fonctionnent sur Mac (ainsi que sur les autres OS). Conformément aux normes, les ports HDMI et Displayport fonctionnent en 4K, et le DVI est limité 2560 x 1600. En ce qui concerne le 4K, la fonction « À l’échelle » présente sur les Macbook pro par ex. ne fonctionne pas sur les Mac Pro quel que soit l’OS installé. Donc, l’affichage en 4K donne des menus quasiment illisibles tant ils sont petits. Il faut utiliser des utilitaires comme SwitchResX, qui est hélas payant, ou mettre un deuxième écran pour les menus.

Par rapport aux cartes d’origine, les cartes flashées différent uniquement par le nombre de ports actifs sur mac et le nombre de ports avec bootscreen. Sur les cartes d’origine, il y a un port DVI plus un (GT120) ou deux ports Mini DisplayPort (HD 5770, HD 5870), donc 3 écrans en tout.

Comme on le voit immédiatement les cartes d’origine des Mac Pro 4.1 (GT 120. Pour cette carte l’OpenCL n’est pas disponible, j’ai donc indiqué une estimation de sa puissance) et 5.1 (5770 et 5870) qui sont sorties en 2009 et 2010 sont peu puissantes. On voit l’écart considérable avec la HD 7850. La HD 7850 est la première carte compatible Metal qui permet donc d’effectuer la mise à jour vers Mojave.

Deux cartes de base pour remplacer la Nvidia GT 120 les ATI radeon 4870, 5770 et 5870. Ex. Asus Radeon HD 5770 et Sapphire Radeon HD 5870

Ces deux cartes, une fois flashées sont assez similaires dans leur fonctionnement. Elles ont un bootscreen par le DVI bas (j’ai testé ce port via un adaptateur DVI vers VGA car je n’ai pas de port DVI sur les écrans, mais je pense que le boot screen fonctionne aussi directement par le DVI).

Sur un Mac Pro 1.1, elles affichent chacune 3 écrans (peut-être même 4, mais je n’ai pas testé) : un écran sur le port DVI bas (celui avec bootscreen), un écran sur le port HDMI et un autre sur le DisplayPort.

Sur un Mac Pro 5.1, ces cartes fonctionnent de Snow Leopard à High Sierra. Sur Mojave ou Catalina, l’affichage est haché, la veille impossible, VLC inutilisable… Sur le 5.1, le bootscreen fonctionne bien sur le port DVI bas, mais à une condition : que ce soit la seule connexion. Dans ce cas, il y a bien l’écran de démarrage, mais ensuite, les écrans connectés ne seront pas reconnus. Donc, seul l’écran DVI fonctionnera. Si d’autres écrans sont branchés, le bootscreen n’apparait pas, mais les 3 écrans s’afficheront bien ensuite. Il faut choisir !

Le meilleures cartes pour le Mac Pro 5.1 : R9 280x et les HD 7970

Ces cartes, malgré des noms différents (R9 280x vs HD 7970), sont identiques.

Ces cartes sont idéales pour les OS récents, mais comme le montre la seconde capture d’écran ci-dessous, elles peuvent même afficher Tiger (10.4) sortie en avril 2005.

Les intermédiaires

• Radeon HD 7850 et HD 7870. Avec ces deux cartes, je dois reconnaitre que je connais quelques difficultés avec les OS récents : Mojave et Catalina : l’un de mes écrans refuse tout simplement d’afficher quoi que ce soit sauf le bootscreen, mais ensuite il perd le signal et reste noir. Avec les OS précédent tout fonctionne pourtant bien. Un autre écran, un LG 34″ n’affiche pas le bootscreen et je dois le débrancher et rebrancher pour qu’il affiche quelque chose. Enfin avec un Samsung 4K, tout fonctionne correctement avec la sortie minidisplayport vers HDMI, quel que soit l’OS. En essayant un peu tout, j’ai réussi à avoir l’affichage sur 2 écrans. Avec la 7870, 2 écrans fonctionnent correctement. L’ATI Radeon HD 5770 d’origine fonctionne aussi avec 2 écrans, je n’ai pas réussi en en faire fonctionner 3 à la fois.

Les accessoires indispensables : les adaptateurs

Pour ces tests, il faut évidemment des cartes et des écrans, mais il faut aussi des adaptateurs. En voici quelques-uns (de gauche à droite sur la photo du haut) : HDMI vers DVI, Mini DisplayPort vers DVI, Mini DisplayPort vers DisplayPort, Mini DisplayPort vers HDMI, Mini DisplayPort vers VGA, DVI vers HDMI, DVI vers VGA.

Conclusion

• Sur un Mac Pro 1.1 et 2.1, il est intéressant de mettre une ATI Radeon HD 5770 ou 5870. Beaucoup plus puissantes que les cartes d’origine (NVIDIA GeForce 7300 GT, GeForce 8800 GT, Quadro FX 4500, or ATI Radeon X1900 XT) elles sont parfaitement adaptées aux OS de ces machines : de Snow Leopard à El Capitan (idem pour Linux ou Windows). Elles le sont moins avec Mac OS Tiger 10.4.7 qui était l’OS d’origine de ces Mac, ou avec Mas OS Leopard 10.5, mais permettent tout de même un affichage correct.

Entre une carte 5770 ou 5870 flashée et la carte d’origine les différences sont minimes et tiennent seulement au nombre de sorties video permettant d’afficher l’écran de démarrage (bootscreen : sur une 5770 ou 5870 flashée c’est généralement le port DVI qui l’affiche, parfois directement, parfois en passant par un adaptateur DVI vers VGA). Le nombre de port actifs est étonnamment plus important sur les cartes flashées que sur les cartes d’origines. En effet avec l’ATI Radeon HD d’Apple qui a 3 sorties je n’ai pas réussi à faire fonctionner plus de 2 écrans en même temps alors qu’avec l’ASUS 5770 ou la Sapphire 5870 3 fonctionnaient en même temps. Les Mac Pro 1.1 et 2.1 semblent destinés à accueillir et à recycler les cartes 4870, 5770 et 5870, notamment celles qui équipaient à l’origine les Mac Pro 2009-2010.

Si sur ces premiers Mac Pro, si vous avez abandonné les OS d’Apple (ce qui est assez logique puisque le dernier Mac OS possibles El Capitan de 2015) alors que Windows 10 ou Ubuntu 18 fonctionnent (je n’ai pas essayé le 20, mais je suis certain qu’il fonctionne), il est préférable de mettre une carte plus puissante, par ex. une R9 280x ou un HD 7970. Avec un petit SSD pour mettre l’OS, ces vieux mac auront encore de belles années devant eux.

• Sur un Mac Pro 4.1 ou 5.1, l’idéal est une R9 280x (dont l’autre nom est 7970) ou une R9 280 (autre nom : 7950, c’est celle que recommande Apple), les plus puissantes cartes dont la ROM peu être modifiées assez facilement pour afficher l’écran de démarrage. Une RX 580 (ou une Vega) est très bien aussi, car plus récente et plus puissante. Si vous n’utilisez qu’un seul système de démarrage, vous pourrez généralement vous passer de l’écran de démarrage et utiliser ces cartes. Si néanmoins vous voulez absolument avoir ces cartes récentes et un écran de démarrage, alors il faudra récupérer une vielle Nvidia GT120 qui, placée à côté de la RX, affichera l’écran de démarrage (jusqu’à High Sierra seulement). Cela dit, à l’usage il me semble très inconfortable de ne pas avoir l’écran de démarrage Apple et l’écran de démarrage OpenCore ou Refind ne le remplacent pas. Sans cet écran de démarrage Apple l’utilisateur est dans le noir durant tout le début du boot et il suffit que le Mac ne trouve pas le disque de démarrage ou la partition EFI OpenCore pour que le mac affiche un écran noir dont on ne peut sortir sans remettre une carte avec écran de démarrage Apple. Je pourrais cité de nombreux exemples où je me suis retrouvé devant un écran noir ne sachant si le mac était planté, s’il était lent… pour moi sans écran de démarrage apple mon mac est difficilement utilisable d’où le prix de cartes Macvidcards qui propose des cartes puissantes avec écran de démarrage Apple (plus de 300$ pour une RX 580) ou les prix d’un flashage pour ces carte (120€ sur ebay). Je crois que l’intérêt est limité car, à ce prix, on peut acheter une bonne 7970 ou R9 280x et la flasher soi-même.

Enfin, il faut tenir compte de l’épaisseur de ces cartes, car beaucoup, une fois installées dans le port PCIe 1 peuvent couvrir le port PCIe 2 et le rendent donc inutilisable. Les cartes idéales sont celles qui, suffisamment fines permettent de l’utiliser (ex. HIS HD 7970 IceQ X², Sapphire R9 280X Dual-X, Sapphire R9 280X Tri-X, Gigabyte R9 280X 3X), peuvent générer plusieurs écrans (parfois une seule sortie est effective sur Mac par exemple, c’est la cas de l’ASUS R9 280X) et disposent du plus grand nombre possible de sorties permettant l’affichage de l’écran de démarrage Apple.

#Ajout début 2022 : les prix indiqués dans mon le texte ci-dessus sont faux, car l’inflation sur les GPU se poursuit. On connaissait l’engouement des mineurs pour les radeon RX 5xx, Vega, 6xxx… ce qui contribue à la pénurie et à l’envolée des prix. La nouveauté est que maintenant ce sont même les anciennes cartes graphiques qui sont utilisées pour miner. La conséquence est que les R9 280X, 7970, 7870… et même mes vielles 5870 et 5770 sont achetées pour terminer leurs vies à miner. Par conséquent, elles sont rares et chères. Face à cette situation absurde, j’en viens à espèrer que les prix de l’électricité augmenteront beaucoup de manière à rendre coûteuses ces fermes qui détruisent les cartes graphiques et polluent, tout cela pour de petits enrichissements personnels.

Deux cartes graphiques en même temps :

Avec les cartes récentes, comme une RX 580 ou une Vega 56, le boot screen n’est pas affiché et c’est parfois bien gênant (ex pour booter sur Linux ou Windows). Une solution simple consiste à mettre une seconde carte graphique en plus de la carte principale (généralement placée dans le port PCIe 1). Pour cela l’idéal est la Nvidia GT120 qui est très fine et peut se placer dans le port PCIe 4 sous les disques durs. Ainsi, le port PCIe 3 est libre et si la carte principale est fine, le port PCIe 2 l’est aussi. De plus la GT 120 ne nécessite pas d’alimentation supplémentaire. Cela dit, après High Sierra impossible de démarrer avec une GT120 + une RX 580, idem avec une 5770 à la place de la GT120 (l’écran de démarrage apparait bien, mais si l’OS est plus récent que High Sierra il n’aboutira pas, alors qu’avec la GT120 seule ou la 5770 seule il aboutit). La solution consiste à mettre une 7850 (nécessite une alimentation comme la 5770) à côté de la RX 580 par ex. et là le démarrage se fait sans problème.

D’autres cartes peuvent aussi être mises. Cependant, souvent plus épaisses (ex. ci-dessous avec la 5770), elles doivent être placées sur le port PCIe 3 et couvrent le PCIe 4 (sauf à les mettre dans le port PCIe 4 et à enlever les disques durs 3 et 4 pour leur faire de la place). De plus elles ont généralement besoin d’une alimentation ce qui obligera à recourir à un doubleur (cf. photo ci-dessous).

Nettoyer les cartes et changer la pâte thermique

Que ce soit les anciennes cartes d’Apple ou de nouvelles, il est important de les nettoyer régulièrement (pas seulement en surface). Comme l’indique les photos ci-dessous, elles se remplissent de poussières. De plus, souvent la pâte thermique a séché et a perdu sa capacité à refroidir le processeur.