Faits :
A.
Par jugement du 16 juin 2016, le Tribunal correctionnel genevois a acquitté X._ et Y._ du chef de viol commis en commun au préjudice de A._ (art. 190 al. 1 et 200 CP), le premier étant aussi acquitté de tentative de viol (art. 22 et 190 al. 1 CP). Il leur a alloué des indemnités au sens de l'art. 429 CPP et a laissé les frais de la procédure à la charge de l'Etat.
B.
Statuant le 9 mars 2017 sur appels de A._ et du ministère public, la Cour de justice de la République et canton de Genève, Chambre pénale d'appel et de révision, les a admis, a reconnu X._ coupable de viol commis en commun et l'a condamné à une peine privative de liberté de trois ans et six mois, sous déduction de la détention subie. Elle a également condamné Y._ pour viol commis en commun, à une peine privative de liberté de deux ans, sous déduction de la détention subie, peine complémentaire à la peine privative de liberté de trois ans, avec sursis partiel, prononcée le 12 juin 2015. X._ et Y._ ont été condamnés à verser à A._, conjointement et solidairement, une indemnité de 10'000 fr. au titre de réparation morale.
L'arrêt cantonal repose en substance sur les faits suivants.
B.a. Le 8 août 2012 au soir, A._ (née en 1994) est sortie au bord du lac avec deux de ses copines. Au cours de la soirée, Y._ les a rejointes, suivi de X._, un ami de ce dernier (tous deux nés en 1992). A._ ne connaissait pas le premier nommé mais connaissait le second qui était un ami proche de son cousin, à propos duquel elle avait entendu qu'il avait abusé d'une fille. Interrogé sur ce point par A._, X._ a nié un tel comportement, lui a dit de ne pas s'inquiéter et l'a mise en confiance.
Après minuit, A._ a accepté de suivre les précités acheter une bouteille d'alcool fort dans un commerce. Y._ a commencé à lui faire des avances, elle s'est d'abord laissé faire avant de le repousser. X._ est alors intervenu pour que son ami la laisse tranquille. Elle a ensuite appelé une des copines présentes plus tôt, chez qui elle espérait pouvoir dormir, qui était toutefois rentrée chez elle dans l'intervalle. A._ et les garçons ont partagé la bouteille d'alcool fort et se sont dirigés vers la discothèque B._, où elle a retrouvé la seconde amie présente en début de soirée, laquelle a accepté de l'héberger pour la nuit. A._ était engourdie par l'alcool et s'apprêtait à rentrer avec son amie, lorsque Y._ a prétexté vouloir discuter avec elle pour l'amener dans un endroit isolé, proche de la discothèque et a commencé à la déshabiller, avant d'être interrompu par X._ l'enjoignant d'arrêter. A._, alcoolisée et marchant pieds nus en raison d'un talon cassé, ne savait plus très bien où elle était et ce qu'elle faisait. Dépourvue de téléphone portable et d'un moyen de locomotion, elle a demandé où était son amie. X._, qui avait été informé par l'amie en question qu'elle attendait A._ en bas des escaliers, a répondu qu'elle était partie sans l'attendre. Ne sachant pas comment rentrer chez elle et où dormir, elle a fini par accepter de suivre les deux hommes dans le studio de X._ vers 5h00 du matin.
B.b. Une fois arrivés, A._ s'est changée dans les toilettes, couchée seule dans le lit et endormie. A un moment donné, X._ s'est allongé dans le lit, a enlevé le short et la culotte qu'elle portait et l'a retournée. A._ a dit " non, que [elle] ne voulai[t] pas ". Il a ensuite essayé d'introduire son sexe dans le vagin, sans préliminaires, et a fini par y parvenir, en forçant, alors qu'elle était vierge, qu'elle avait très mal et qu'il avait de la peine à la pénétrer. Au bout de dix minutes, il s'est retiré probablement sans avoir éjaculé.
Une fois X._ sorti du lit, Y._ s'est approché. A._ a réagi en lui disant " ah non pas encore ", ce à quoi il a rétorqué " t'as laissé mon copain alors laisse-moi aussi ". Elle s'est laissé faire, sans bouger, pendant que Y._ se livrait à des préliminaires. Il lui a fait un cunnilingus, l'a pénétrée de ses doigts puis de son sexe puis s'est retiré.
Elle s'est rendue aux toilettes car elle saignait beaucoup. De retour dans la pièce, elle a voulu partir mais ne trouvait pas ses vêtements. Elle s'est alors couchée dans le lit pour dormir. Y._ a quitté l'appartement et X._ s'est placé à ses côtés, voulant recommencer. Elle a alors menacé de crier, ce qui a suffi pour l'arrêter. Elle s'est endormie, réveillée vers 11h45 et a quitté l'appartement après avoir échangé quelques mots avec X._.
B.c. Une attestation médicale du 9 août 2012 du planning familial fait état d'une déchirure de l'hymen, d'une érosion de la paroi vaginale antérieure ainsi que de la fourchette vaginale. Un constat d'agression sexuelle a été établi par le Centre universitaire romand de médecine légale (CURML), après examen de A._ le 9 août 2012 à 18h00, lequel confirme les lésions mentionnées dans l'attestation du même jour.
C.
X._ forme un recours en matière pénale auprès du Tribunal fédéral contre l'arrêt cantonal et conclut, avec suite de frais et dépens, à son acquittement du chef d'accusation de viol commis en commun. Subsidiairement, il conclut au renvoi de la cause à la cour cantonale pour qu'il soit condamné à une peine compatible avec le sursis complet.
Invités à se déterminer sur le mémoire de recours, la cour cantonale, le ministère public et A._ se sont référés à l'arrêt entrepris et ont conclu au rejet du recours. Le recourant a répliqué et persisté dans ses conclusions.
Considérant en droit :
1.
Sans remettre en cause le rapport sexuel, le recourant conteste la réalisation des conditions d'application de l'art. 190 CP.
1.1. L'art. 190 al. 1 CP réprime le comportement de celui qui, notamment en usant de menace ou de violence, en exerçant sur sa victime des pressions d'ordre psychique ou en la mettant hors d'état de résister, aura contraint une personne de sexe féminin à subir l'acte sexuel.
Les infractions réprimant la contrainte sexuelle interdisent toute atteinte à la liberté sexuelle. Pour qu'il y ait contrainte en matière sexuelle, il faut que la victime ne soit pas consentante, que l'auteur le sache ou accepte cette éventualité et qu'il passe outre en profitant de la situation ou en utilisant un moyen efficace (ATF 122 IV 97 consid. 2b p. 100; arrêt 6B_71/2015 du 19 novembre 2015 consid. 2.1.2). Les art. 189 et 190 CP tendent à protéger la libre détermination en matière sexuelle, en réprimant l'usage de la contrainte aux fins d'amener une personne à faire ou à subir, sans son consentement, l'acte sexuel ou un autre acte d'ordre sexuel. Il s'agit de délits de violence, qui doivent être considérés principalement comme des actes d'agression physique (ATF 131 IV 107 consid. 2.2 p. 109; 128 IV 97 consid. 2b p. 99; 124 IV 154 consid. 3b p. 158 s.).
Il en résulte que toute pression, tout comportement conduisant à un acte sexuel non souhaité, ne saurait être qualifié de contrainte. L'art. 190 CP, comme l'art. 189 CP (contrainte sexuelle), ne protège des atteintes à la libre détermination en matière sexuelle que pour autant que l'auteur surmonte ou déjoue la résistance que l'on pouvait raisonnablement attendre de la victime (ATF 133 IV 49 consid. 4 p. 52; 131 IV 167 consid. 3.1 p. 170 s.). L'infraction visée par l'art. 190 CP exige donc non seulement qu'une personne subisse l'acte sexuel alors qu'elle ne le veut pas, mais également qu'elle le subisse du fait d'une contrainte exercée par l'auteur. A défaut d'une telle contrainte, de l'intensité exigée par la loi et la jurisprudence, et même si la victime ne souhaitait pas entretenir une relation sexuelle, il n'y a pas viol (arrêts 6B_710/2012 du 3 avril 2013 consid. 3.1; 6B_311/2011 du 19 juillet 2011 consid. 5.2).
1.1.1. La violence désigne l'emploi volontaire de la force physique sur la personne de la victime dans le but de la faire céder (ATF 122 IV 97 consid. 2b p. 100; arrêts 6B_149/2017 du 16 février 2018 consid. 4.3.4; 6B_493/2016 du 27 avril 2017 consid. 2.2.1).
1.1.2. Les pressions d'ordre psychique visent les cas où l'auteur provoque chez la victime des effets d'ordre psychique, tels que la surprise, la frayeur ou le sentiment d'une situation sans espoir, propres à la faire céder (ATF 128 IV 106 consid. 3a/bb p. 111; 122 IV 97 consid. 2b p. 100; arrêts 6B_1149/2014 du 16 juillet 2015 consid. 5.1.3; 6B_710/2012 du 3 avril 2013 consid. 3.1). En cas de pressions d'ordre psychique, il n'est pas nécessaire que la victime ait été mise hors d'état de résister (ATF 124 IV 154 consid. 3b p. 158 s.). Une situation d'infériorité physique ou de dépendance sociale et émotionnelle peut suffire. Pour déterminer si l'on se trouve en présence d'une contrainte sexuelle ou d'un viol, il faut procéder à une appréciation globale des circonstances concrètes déterminantes (ATF 131 IV 107 consid. 2.2 p. 109). Au vu des circonstances du cas et de la situation personnelle de la victime, on ne doit pas pouvoir attendre d'elle de résistance, ni compter sur une telle résistance, de sorte que l'auteur peut parvenir à son but sans avoir à utiliser de violence ou de menace (ATF 131 IV 167 consid. 3.1 p. 170 s. et les références citées).
Compte tenu du caractère de délit de violence que revêt la contrainte sexuelle, la pression psychique générée par l'auteur et son effet sur la victime doivent atteindre une intensité particulière, comparable à l'usage de la violence ou de la menace (ATF 131 IV 167 consid. 3.1 p. 170 s. et les références citées; arrêts 6B_1149/2014 du 16 juillet 2015 consid. 5.1.3; 6B_710/2012 du 3 avril 2013 consid. 3.1). Pour que la contrainte soit réalisée, il faut au moins que les circonstances concrètes rendent la soumission compréhensible. Tel est le cas lorsque la victime est placée dans une situation telle qu'il serait vain de résister physiquement ou d'appeler du secours ou que cela entraînerait un préjudice disproportionné, de sorte que l'auteur parvient à ses fins, en passant outre au refus, sans avoir nécessairement à employer la violence ou la menace (cf. ATF 122 IV 97 consid. 2b p. 101; 119 IV 309 consid. 7b p. 311 s.; arrêt 6B_71/2015 du 19 novembre 2015 consid. 2.1.2). Pour analyser si l'effet requis sur la victime a une intensité comparable à celle de la violence ou la menace, il faut se fonder sur les circonstances de fait et la situation personnelle de la victime (arrêt 6B_1149/2014 du 16 juillet 2015 consid. 5.3.1). On peut attendre d'adultes en pleine possession de leurs facultés une résistance supérieure à celle que des enfants sont en mesure d'opposer (ATF 131 IV 167 consid. 3.1 p. 171 et les arrêts cités).
En outre, une condamnation pour viol présuppose que l'atteinte sexuelle en question soit la conséquence de la pression psychique engendrée. Lorsque l'auteur se contente d'utiliser une dépendance existante ou un état de détresse, les éléments constitutifs de l'art. 190 CP ne sont pas réunis (ATF 131 IV 167 consid. 3.2 p. 171 s.).
1.1.3. Selon l'art. 200 CP, lorsque l'infraction contre l'intégrité sexuelle aura été commise en commun par plusieurs personnes, le juge pourra augmenter la durée de la peine, mais pas au-delà de la moitié en sus du maximum de la peine prévue pour cette infraction. Il sera, en outre, lié par le maximum légal du genre de peine.
La circonstance aggravante est réalisée en cas de viols en série à tout le moins lorsque les divers auteurs se trouvent dans le même logement et attendent leur tour. L'aggravation de peine est motivée par l'idée que l'action en commun renforce psychiquement et physiquement les auteurs et rend plus difficile un retour en arrière réciproque ou un renoncement, ce qui les rend particulièrement dangereux (ATF 125 IV 199 consid. 2b p. 202).
1.2. La cour cantonale s'est fondée sur les récits de l'intimée et des témoins présents durant la soirée pour établir les faits précédant le départ en direction de l'appartement du recourant. S'agissant des événements postérieurs, lesquels se sont déroulés dans le studio, la version des faits de l'intimée a été retenue. Selon la cour cantonale, le recourant, qui avait feint le comportement du grand frère protecteur tout au long de la soirée, avait pris seul l'initiative de l'acte sexuel, sans approche d'aucune sorte et contre toute attente et n'avait aucune raison de se croire en droit d'agir. L'intimée, surprise dans son sommeil, engourdie par une consommation excessive d'alcool et seule dans un appartement avec deux hommes, s'était soudainement trouvée confrontée à un homme plus fort qu'elle, qui la dominait de tout son poids. Cette supériorité physique, conjuguée à l'état de vulnérabilité de l'intimée, avait conféré au recourant une maîtrise absolue sur sa victime, qui s'était retrouvée dans une situation sans espoir contre laquelle elle n'avait pas de possibilité réelle de résister, ce dont le recourant avait profité pour parvenir à ses fins sans recourir à la brutalité, dont il n'avait en définitive pas besoin, mais en utilisant néanmoins une certaine force pour pénétrer la victime. En définitive, la cour cantonale a admis l'usage d'un moyen de contrainte constitutif de viol (arrêt entrepris consid. 2.3.3.2 p. 24).
La cour cantonale n'a toutefois par retenu la qualification de tentative de viol pour l'approche subséquente du recourant, qui a été immédiatement repoussée par l'intimée, à un moment où le climat de contrainte, provoqué notamment par la présence des deux prévenus dans le studio, s'était estompé, à la suite du départ de l'ami du recourant, et dans la mesure où l'intimée avait récupéré ses esprits dans l'intervalle (arrêt entrepris consid. 2.3.3.4 p. 25).
1.3. Sans contester le récit des événements de l'intimée, le recourant soutient toutefois que l'élément objectif de la contrainte n'est pas réalisé en l'espèce. Il se réfère au jugement de première instance, à teneur duquel il existait un doute s'agissant de l'usage d'un moyen de contrainte efficace et de l'intensité requise pour parvenir à passer à l'acte (cf. jugement de première instance consid. 1.2.1 p. 34). L'absence de consentement de l'intimée n'est pas remise en cause.
En substance, le recourant conteste que l'intimée se soit retrouvée dans une situation sans issue et sans espoir, créée par lui, afin de la contraindre à l'acte sexuel non consenti. Selon lui, il résulte des faits établis que la réaction de l'intimée était équivoque, de sorte qu'on ne peut en déduire une manifestation de volonté satisfaisant aux critères fixés par la jurisprudence. Il présente différentes affaires dans lesquelles la pression d'ordre psychique a été retenue et prétend que le cas d'espèce diffère singulièrement des situations exposées.
Or il est établi et incontesté que le recourant a fait en sorte que l'intimée termine la soirée chez lui contrairement aux plans de cette dernière. Il l'a notamment mise en confiance tout au long de la soirée et lui a menti sur le départ de son amie alors qu'elle était ivre, pieds nus et dépourvue de téléphone portable. Il n'y a eu aucun rapport de séduction entre le recourant et l'intimée. Au contraire, il l'a rassurée quant aux rumeurs d'abus sexuel qui circulaient sur lui et l'a protégée des avances de son comparse. Dans le studio, l'intimée s'est changée à l'abri des regards et s'est immédiatement mise au lit. Le recourant a attendu qu'elle s'endorme pour la surprendre dans son sommeil. L'intimée a verbalisé son refus d'entretenir un rapport sexuel et est restée immobile pendant l'acte. Il est également établi et incontesté que le recourant a incité l'intimée à boire de l'alcool.
Il résulte de l'ensemble de ces éléments non contestés, que le recourant a induit un contexte défavorable à la victime (jeune femme seule endormie, et deux hommes dans un studio en fin de soirée) et a participé à la rendre vulnérable au moment de l'acte reproché (fortement alcoolisée, fatiguée et au bout de ses forces). Il a exploité cette situation en la surprenant dans son sommeil, alors qu'elle était fortement alcoolisée, à une heure avancée de la nuit en forçant la pénétration. Dans cette configuration, et dans la mesure où le coprévenu - qui avait essayé de la déshabiller plus tôt dans la soirée - observait la scène depuis le canapé, il ne pouvait être attendu de l'intimée davantage de résistance, étant rappelé qu'elle n'était de loin pas en possession de toutes ses facultés, compte tenu de son état d'ébriété et de l'heure avancée. Elle était totalement livrée à la volonté des hommes présents dans la pièce. Le recourant a induit chez la victime la surprise et le sentiment d'une situation sans espoir. Fort de cette situation et de la supériorité que lui conférait la présence physique de son ami dans le studio, le recourant a passé outre au refus de l'intimée. Il a ainsi provoqué des effets d'ordre psychique d'une certaine intensité, propres à faire céder l'intimée et à permettre l'acte.
Dans ces conditions, la cour cantonale pouvait, sans violer le droit fédéral, retenir que le recourant avait usé d'une pression psychique suffisamment intense dont il a profité pour faire subir à l'intimée l'acte sexuel, en passant outre à l'absence de consentement.
1.3.1. Les analogies que le recourant tente de tirer d'autres affaires impliquant une contrainte sexuelle sont vaines, dès lors que seules les circonstances concrètes sont déterminantes. Au demeurant, dans aucun des cas exposés, il n'est question d'une contrainte exercée par surprise sur une personne endormie et fortement alcoolisée (cf. ATF 133 IV 49 consid. 7.2 p. 56 s'agissant de l'incapacité de résister au sens de l'art. 191 CP), en présence d'un autre auteur.
1.3.2. Par ailleurs, le recourant énumère, de manière purement appellatoire, partant irrecevable, les moyens qu'avait l'intimée pour se sortir de cette situation, en omettant l'état de la victime et les circonstances particulières du cas d'espèce. C'est le cas également lorsqu'il affirme qu'il est " incompréhensible " que l'intimée décide de se rendormir dans le même lit après les faits. En tout état, la cour cantonale a expressément relevé que l'intimée ne retrouvait plus ses vêtements qui avaient été cachés. S'agissant de la force employée pour pénétrer l'intimée, le recourant ne saurait rien déduire en sa faveur des attestations médicales qui font état d'une érosion de la paroi antérieure vaginale et de la fourchette vaginale; peu importe que l'usage de la force ne soit pas mentionné dans les documents.
1.3.3. La question de savoir si le recourant avait entendu le refus exprimé par l'intimée n'est pas pertinente au stade de l'examen de la réalisation des conditions objectives de l'infraction de viol, dès lors qu'il est établi que l'intimée n'était pas consentante et que le recourant est passé outre, en usant d'un moyen de contrainte.
Il en va de même de la domination physique retenue par la cour cantonale dans le cadre de l'appréciation de l'intensité des pressions psychiques exercées. S'il est vrai que les gabarits et positions respectives des personnes impliquées ne ressortent pas des faits établis, ces aspects ne sont pas pertinents sous l'angle de la réalisation de l'infraction, dès lors que les circonstances permettent de retenir l'usage d'une contrainte psychique d'une intensité suffisante.
Dès lors que ce n'est pas l'usage de la contrainte physique qui est reproché au recourant mais celui de la contrainte psychique, c'est en vain que le recourant se réfère aux exigences relatives à l'intensité de l'opposition de la victime à une contrainte physique.
2.
Le recourant conteste la réalisation de l'élément constitutif subjectif de viol.
2.1. Sur le plan subjectif, l'art. 190 CP est une infraction intentionnelle, le dol éventuel est suffisant. L'intention doit porter sur tous les éléments constitutifs de l'infraction. L'auteur doit savoir ou accepter que la victime n'est pas consentante, qu'il exerce ou emploie un moyen de contrainte sur elle et qu'elle se soumet à l'acte sexuel sous l'effet de la contrainte (ATF 87 IV 66 consid. 3 p. 70 s.; arrêts 6B_129/2013 du 14 janvier 2014 consid. 2.1; 6B_28/2013 du 13 juin 2013 consid. 5.2; BERNARD CORBOZ, Les infractions en droit suisse, vol. I, 3ème éd. 2010, n° 11 ad art. 190 CP).
L'élément subjectif se déduit d'une analyse des circonstances permettant de tirer, sur la base des éléments extérieurs, des déductions sur les dispositions intérieures de l'auteur. S'agissant de la contrainte en matière sexuelle, l'élément subjectif sera réalisé lorsque la victime a donné des signes évidents et déchiffrables de son opposition, reconnaissables pour l'auteur - tels des pleurs, des demandes d'être laissée tranquille, le fait de se débattre, de refuser des tentatives d'amadouement ou d'essayer de fuir. La nature, les circonstances et la durée des rapports (par exemple sodomies, rapports sexuels commis à plusieurs et à multiples reprises) joueront également un rôle pour déterminer si l'auteur pouvait accepter l'éventualité que la victime était consentante (arrêts 6B_267/2016 du 15 février 2017 consid. 5.2; 6B_774/2014 du 22 mai 2015 consid. 3.3).
Déterminer ce que l'auteur savait, voulait ou l'éventualité à laquelle il consentait et donc savoir s'il a agi avec conscience et volonté relève de l'établissement des faits (ATF 141 IV 336 consid. 2.4.1 p. 342; 137 IV 1 consid. 4.2.3 p. 4).
2.2. La cour cantonale a considéré qu'il ne faisait aucun doute que le recourant avait réalisé que l'intimée ne consentait pas au rapport sexuel dont il avait pris l'initiative. Ce, en raison d'une part, du refus qu'elle avait verbalement exprimé - et dont il n'y avait pas lieu de douter qu'il l'avait entendu - et d'autre part, compte tenu de l'ensemble des circonstances. Le fait que le recourant avait menti sur le déroulement de la soirée et des faits, en déclarant notamment que l'intimée aurait dit à des amis qu'elle rentrerait avec eux, était révélateur de ce qu'il avait bien compris qu'il n'y avait pas de consentement. En tout état, imposer brutalement l'acte sexuel à une jeune fille que l'on accueille chez soi, après avoir adopté un comportement destiné à la rassurer sur ses intentions, en la pénétrant sans préliminaires ou propos amoureux, sans requérir son accord et sans même lui laisser la possibilité de réaliser ce qui allait se passer, revenait à accepter de la contraindre (arrêt entrepris consid. 2.3.3.2 p. 24).
2.3. Le recourant ne soulève pas de grief d'arbitraire dans l'établissement des faits liés à l'aspect subjectif. Il ne s'en prend pas à la déduction faite par les juges cantonaux de ses mensonges quant au déroulement de la soirée ainsi que de l'ensemble des circonstances. Il ne conteste pas que, durant les actes sexuels, l'intimée n'avait ni bougé ni changé de position et n'avait émis aucun son. Pendant la pénétration, elle avait fermé les yeux, puis regardé ailleurs.
Dès lors que le recourant a surpris l'intimée dans son sommeil, qu'elle avait bu de l'alcool fort sur son initiative et qu'elle était face à deux hommes, dans l'appartement de l'un d'eux, le recourant ne pouvait que déduire du mutisme et de l'absence de mouvement de la victime qu'elle n'était pas consentante. En ce sens, c'est sans arbitraire que la cour cantonale a déduit de l'ensemble des éléments, qu'il avait accepté l'absence de consentement de l'intimée.
A cela s'ajoute que l'intimée lui avait fait part de ses craintes en lien avec les rumeurs d'abus sexuel qui circulaient sur lui en début de soirée. Par ailleurs, le recourant avait constaté qu'elle semblait apprécier son comparse. Enfin, le recourant savait qu'elle était fortement alcoolisée, ou " défoncée par l'alcool " selon ses propres dires (cf. jugement de première instance consid. B.f.a p. 12, déclarations à la police le 4 septembre 2012). Compte tenu des circonstances et de la nature des rapports entrepris sous le regard du coprévenu, la cour cantonale pouvait, sans arbitraire, retenir qu'il avait accepté l'éventualité qu'il employait un moyen de contrainte et qu'elle se soumettait à l'acte sous l'effet de la contrainte, quand bien même il n'aurait pas entendu son refus explicite. A ce propos, si l'intimée a effectivement dit à la police qu'il était possible que le recourant ne l'eût pas entendue, " car il avait continué " (arrêt entrepris consid. B.a.a p. 5 et consid. 2.3.1 p. 21), le recourant ne saurait en déduire qu'il ne pouvait pas savoir qu'elle ne consentait pas au rapport (cf. arrêt 6B_774/2014 du 22 mai 2015 consid. 3.5.1 et 3.7). En tant que le recourant affirme qu'il peut être " raisonnablement déduit " de sa réaction lors de sa deuxième approche de l'intimée, qu'il n'aurait pas entretenu le premier rapport sexuel si l'absence de consentement avait été reconnaissable la première fois il procède de manière appellatoire, partant irrecevable. En tout état il ne parvient pas à remettre en cause le raisonnement des juges cantonaux, selon lequel le climat de contrainte, provoqué notamment par la présence des deux prévenus, s'était estompé lors de l'approche subséquente (départ du comparse; atténuation de l'effet de l'alcool).
Compte tenu des faits retenus, dont l'arbitraire n'a pas été démontré, la cour cantonale pouvait, sans violer le droit fédéral, considérer que le recourant avait agi par dol éventuel à tout le moins.
3.
Le recourant ne formule aucun grief s'agissant de la circonstance aggravante tirée de l'infraction commise en commun (art. 200 CP), partant du principe que le viol n'était pas réalisé.
4.
Subsidiairement, le recourant s'en prend à la peine de quatre ans de privation de liberté (dont 6 mois de déduction pour violation du principe de célérité) prononcée par les juges cantonaux. Il la qualifie de manifestement inéquitable notamment au regard de sa faute et de l'absence de violence.
4.1. Le viol au sens de l'art. 190 al. 1 CP est passible d'une peine privative de liberté de un à dix ans. Lorsqu'il est commis en commun par plusieurs personnes, le juge pourra augmenter la durée de la peine, mais pas au-delà de la moitié en sus du maximum de la peine prévue pour cette infraction (art. 200, 1ère phrase, CP).
4.2. Selon l'art. 47 CP, le juge fixe la peine d'après la culpabilité de l'auteur. Celle-ci doit être évaluée en fonction de tous les éléments objectifs pertinents, qui ont trait à l'acte lui-même, à savoir notamment la gravité de la lésion, le caractère répréhensible de l'acte et son mode d'exécution (objektive Tatkomponente). Du point de vue subjectif, sont pris en compte l'intensité de la volonté délictuelle ainsi que les motivations et les buts de l'auteur (subjektive Tatkomponente). A ces composantes de la culpabilité, il faut ajouter les facteurs liés à l'auteur lui-même (Täterkomponente), à savoir les antécédents (judiciaires et non judiciaires), la réputation, la situation personnelle (état de santé, âge, obligations familiales, situation professionnelle, risque de récidive, etc.), la vulnérabilité face à la peine, de même que le comportement après l'acte et au cours de la procédure pénale (ATF 141 IV 61 consid. 6.1.1 p. 66 s.). Le juge dispose d'un large pouvoir d'appréciation. Le Tribunal fédéral n'intervient que lorsque l'autorité cantonale a fixé une peine en dehors du cadre légal, si elle s'est fondée sur des critères étrangers à l'art. 47 CP, si des éléments d'appréciation importants n'ont pas été pris en compte ou, enfin, si la peine prononcée est exagérément sévère ou clémente au point de constituer un abus du pouvoir d'appréciation (ATF 136 IV 55 consid. 5.6 p. 61 et les références citées; arrêt 6B_634/2017 du 1er décembre 2017 consid. 3.2).
Dans l'exercice de son pouvoir d'appréciation, le juge doit respecter, en particulier, le principe d'égalité de traitement (art. 8 al. 1 Cst.; ATF 135 IV 191 consid. 3.2 p. 193 s.). S'il est appelé à juger les coauteurs d'une même infraction ou deux coprévenus ayant participé ensemble au même complexe de faits délictueux, il est tenu de veiller à ce que la différence des peines infligées aux deux intéressés soit justifiée par une différence dans les circonstances personnelles en fonction desquelles, conformément à l'art. 47 CP, la peine doit être individualisée. La juste proportion des peines pour des coauteurs doit être prise en compte comme élément dans l'appréciation de la peine (ATF 135 IV 191 consid. 3.2 p. 193 s.; 121 IV 202 consid. 2d p. 204 ss). Les différences de traitement entre plusieurs accusés comparaissant devant le même tribunal à raison des mêmes faits doivent être fondées sur des motifs pertinents. Il ne faut pas créer un écart trop important entre deux coaccusés qui ont participé ensemble au même complexe de faits délictueux (cf. ATF 123 IV 150 consid. 2b p. 153 s; 121 IV 202 consid. 2.d.bb p. 204 s.; 120 IV 136 consid. 3b p. 144 s.; arrêts 6B_1165/2014 du 28 octobre 2015 consid. 2.5.1; 6B_754/2013 du 26 novembre 2013 consid. 3.4.1). Pour les coauteurs en particulier, il faut tout d'abord déterminer leurs contributions respectives. Si l'équivalence de celles-ci doit conduire à une appréciation correspondante de la faute objective, seuls des aspects subjectifs de surcroît identiques et des composantes individuelles comparables peuvent imposer le prononcé de la même peine (ATF 135 IV 191 consid. 3.2 p. 193 s.).
En outre, il n'y a pas de droit à l'égalité dans l'illégalité, de sorte qu'il n'est pas admissible de réduire une peine considérée comme juste ou équitable au seul motif qu'elle apparaîtrait disproportionnée par rapport à celle infligée à un coaccusé (ATF 135 IV 191 consid. 3.4 p. 195).
4.3. La cour cantonale a considéré que la faute du recourant était lourde, qu'il avait fait complètement fi du libre arbitre et de l'auto-détermination de la victime en matière sexuelle. Certes, pour assouvir égoïstement ses pulsions sexuelles, il n'avait pas exercé de violences caractérisées pour briser la résistance de la victime mais avait utilisé une contrainte efficace, par la force, sa supériorité physique et l'exploitation de la vulnérabilité de la jeune fille. Il n'avait eu cure de l'absence de consentement de la victime, qui n'avait laissé planer aucune ambiguïté pendant la soirée. Les circonstances sordides et la réalisation de l'aggravante de l'art. 200 CP rendaient la faute encore plus grave. Les actes avaient entrainé des conséquences sur la jeune victime, dont les blessures psychiques n'avaient pas facilité le cours de sa vie. La collaboration du recourant à l'établissement des faits était mauvaise. Les quelques mots de regrets exprimés, sans admission de culpabilité ne témoignaient que d'une prémisse de prise de conscience. Aucune circonstance atténuante n'a été retenue, étant précisé toutefois que le recourant avait très vraisemblablement bu passablement d'alcool avant les faits, ce qui avait pu avoir un effet désinhibiteur. Ces éléments ont conduit la cour cantonale à arrêter à quatre ans la peine privative de liberté du recourant. Admettant une violation du principe de célérité (aucun acte d'instruction accompli entre le 4 mars 2014 et le 29 janvier 2016), la peine privative de liberté a été fixée à trois ans et six mois.
S'agissant du comparse du recourant, la cour cantonale a considéré que ses mobiles étaient tout aussi égoïstes que ceux du recourant et les autres paramètres de fixation de la peine étaient valables pour lui mutatis mutandi s. Elle a toutefois ajouté, à charge, qu'il n'avait eu aucun scrupule à abandonner la victime aux mains du recourant, ce qui était vil, alors qu'il aurait pu intervenir et témoignait d'un manque d'empathie cruel. Après avoir été violée par le recourant, l'intimée avait clairement exprimé son refus au comparse, qui en a fait fi, estimant que son tour était arrivé. Sa collaboration à la procédure et sa prise de conscience n'étaient pas bonnes mais paraissaient un peu meilleures que celles du recourant, dès lors qu'il avait fourni une version des faits plus proche de la réalité. Prenant en compte la peine prononcée par le Tribunal correctionnel le 12 juin 2015 pour brigandages aggravés et contrainte sexuelle (cf. art. 49 al. 2 CP), la cour cantonale a estimé qu'une peine privative de cinq ans et six mois aurait représenté la sanction adéquate si elle avait eu à juger de l'ensemble des infractions, fixant la peine additionnelle à deux ans et six mois pour le viol en commun. Compte tenu de la violation du principe de célérité, elle a finalement prononcé une peine privative de liberté de deux ans, complémentaire à la peine fixée en juin 2015.
4.4. Le raisonnement cantonal relatif à la fixation de la peine du recourant ne saurait être suivi.
En premier lieu, ainsi que le relève le recourant, il sied de constater que la " domination physique " retenue par la cour cantonale ne trouve aucune assise dans les faits établis (cf. supra consid. 1.3.3), de sorte que cet élément ne saurait être pris en compte pour la fixation de la peine. Il est établi que le recourant n'a usé d'aucune violence ni menace, n'a pas cherché à faire peur à sa victime et n'a pas usé de force (hormis pour la pénétration) pour contraindre la victime. La cour cantonale s'est fondée sur un élément d'appréciation erroné pour fixer la peine.
Par ailleurs, la peine fixée à l'encontre du recourant apparaît disproportionnée par rapport à celle prononcée contre son comparse. En effet, compte tenu des critères défavorables retenus contre ce dernier (manque d'empathie cruel, refus clairement exprimé par l'intimée, deuxième acte commis), le seul fait que sa collaboration et sa prise de conscience " paraissent un peu meilleures " que celles du recourant et le concours rétrospectif, ne permettent pas de justifier une différence d'un an et demi dans la quotité de la peine en défaveur de recourant, alors que les autres critères de fixation de la peine sont identiques. La cour cantonale n'expose pas pour quel motif la quotité de la peine du recourant est à ce point plus élevée. Au vu de la chronologie des événements, des infractions retenues (viol au commun pour chacun des coprévenus, à l'exclusion de la tentative de viol pour le recourant) et des éléments pris en compte dans l'appréciation de la culpabilité des coprévenus, la cour cantonale n'a pas fixé les peines dans une juste proportion, ce en violation du droit fédéral.
Ainsi, le recours doit être admis s'agissant de la peine prononcée à l'encontre du recourant, l'arrêt entrepris doit être annulé sur ce point et la cause renvoyée à la cour cantonale pour qu'elle fixe une peine qui tienne compte d'éléments d'appréciation pertinents, en particulier la proportionnalité avec la peine prononcée contre le coprévenu.
5.
Le recourant ne conteste pas l'octroi d'une indemnité en réparation du tort moral subi par la victime, que ce soit dans son principe ou sa quotité.
6.
Au vu de ce qui précède, le recours doit être partiellement admis, l'arrêt entrepris annulé s'agissant de la peine prononcée contre le recourant et la cause renvoyée à la cour cantonale pour nouvelle décision sur ce point. Pour le surplus, le recours doit être rejeté dans la mesure où il est recevable.
Le recourant, qui obtient partiellement gain de cause, supportera une partie des frais judiciaires (art. 66 al. 1 et 4 LTF). Il peut prétendre à des dépens réduits, à la charge du canton de Genève (art. 68 al. 1 LTF). L'intimée, invitée à se déterminer s'agissant de la culpabilité du recourant (cf. art. 382 al. 2 CPP; ATF 139 IV 84), a obtenu gain de cause sur ce point et peut prétendre à des dépens à la charge du recourant (art. 68 al. 1 LTF).
Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce :
1.
Le recours est partiellement admis. L'arrêt attaqué est annulé s'agissant de la peine prononcée contre le recourant et la cause renvoyée à la cour cantonale pour nouvelle décision. Pour le surplus, le recours est rejeté dans la mesure où il est recevable.
2.
Une partie des frais judiciaires, arrêtée à 1'500 fr., est mise à la charge du recourant.
3.
Le canton de Genève versera au recourant une indemnité de 2'000 fr. à titre de dépens pour la procédure devant le Tribunal fédéral.
4.
Le recourant versera 2'000 fr. à l'intimée à titre de dépens pour la procédure devant le Tribunal fédéral.
5.
Le présent arrêt est communiqué aux parties et à la Cour de justice de la République et canton de Genève, Chambre pénale d'appel et de révision.
Lausanne, le 16 avril 2018
Au nom de la Cour de droit pénal
du Tribunal fédéral suisse
Le Président : Denys
La Greffière : Klinke