Faits :
A.
Par jugement du 15 octobre 2014, le Tribunal correctionnel de la République et canton de Genève a notamment reconnu X._ coupable de tentative d'assassinat (art. 22 cum 112 CP) et d'infraction à l'art. 115 al. 1 let. b de la loi fédérale sur les étrangers du 16 décembre 2005 (LEtr; RS 142.20) et l'a condamné à une peine privative de liberté de six ans, sous déduction de 638 jours de détention avant jugement. Son maintien en détention pour des motifs de sûreté lui a été signifié par décision séparée.
Le 18 mai 2015, la Chambre pénale d'appel et de révision de la Cour de justice de la République et canton de Genève (ci-après: CPAR) a rejeté l'appel de X._ et a confirmé le jugement de première instance. Elle a examiné les conditions de détention relatives à la période du 7 octobre 2014 au 15 mars 2015 et a conclu qu'elles n'étaient pas illicites.
Par arrêt 6B_688/2015 du 19 mai 2016, le Tribunal fédéral a rejeté le recours formé par X._ en ce qui concerne le verdict de culpabilité et les critères de fixation de la peine. Elle l'a en revanche admis s'agissant du volet lié aux conditions de détention. Elle a ainsi constaté que X._ avait subi 84 jours de détention dans des conditions illicites (entre le 7 octobre 2014 et le 15 mars 2015) et renvoyé la cause à la cour cantonale pour qu'elle statue sur les conséquences des violations constatées.
B.
Dans une procédure parallèle à celle au fond, le Tribunal des mesures de contrainte de la République et canton de Genève a constaté, par ordonnance du 6 octobre 2014, que les conditions dans lesquelles s'était déroulée la détention provisoire et pour des motifs de sûreté entre le 20 janvier 2013 et le 6 octobre 2014, n'avaient pas respecté les exigences légales en la matière durant deux périodes de 105 jours (du 24 avril au 7 août 2013) et 329 jours (du 12 novembre 2013 au 6 octobre 2014). Par arrêt du 10 mars 2015, la Chambre pénale de recours de la République et canton de Genève (ci-après: CPR) a confirmé cette ordonnance.
Par arrêt 1B_152/2015 du 29 septembre 2015, le Tribunal fédéral a partiellement admis le recours interjeté par le recourant contre l'arrêt cantonal du 10 mars 2015 et a constaté que ses conditions de détention avaient été illicites pendant 507 jours (entre le 24 avril 2013 et le 6 octobre 2014).
C.
Par ordonnance du 25 juillet 2016, la CPAR a rejeté la demande de libération formée par X._ le 15 juillet 2016. Une nouvelle demande de libération, déposée le 1er septembre 2016, a été rejetée le 7 septembre 2016.
D.
Par arrêt du 26 septembre 2016, statuant sur renvoi du Tribunal fédéral (cf. arrêts 1B_152/2015 du 29 septembre 2015 et 6B_688/2015 du 19 mai 2016 consid. 8.7) sur la seule question des conséquences à tirer des conditions de détention illicites constatées (pendant 507 et 84 jours), la CPAR a réduit la peine privative de liberté de sept mois, portant ainsi cette peine à cinq ans et cinq mois, sous déduction de 1349 jours de détention subie.
E.
X._ forme un recours en matière pénale auprès du Tribunal fédéral contre la décision du 26 septembre 2016 et conclut, avec suite de frais et dépens, à sa réforme en ce sens que sa peine est réduite de 276 jours et qu'il est indemnisé à hauteur de 93'600 fr. avec intérêts pour les 315 jours restants. En outre, il sollicite le bénéfice de l'assistance judiciaire.

Considérant en droit :
1.
Le recourant conteste l'arrêt cantonal en tant qu'il lui alloue une réparation pour le tort moral découlant de la détention dans des conditions illicites, sous la forme d'une réduction de peine exclusivement. Selon lui, seule une réduction de peine cumulée avec une indemnisation financière, permettrait de réparer l'entier du dommage causé par les 591 jours de détention subis dans des conditions contraires à l'art. 3 CEDH.
1.1. Aux termes de l'art. 431 al. 1 CPP, si le prévenu a, de manière illicite, fait l'objet de mesures de contrainte, l'autorité pénale lui alloue une juste indemnité et réparation du tort moral.
Selon la jurisprudence, lorsqu'une irrégularité constitutive d'une violation d'une garantie conventionnelle ou constitutionnelle a entaché la procédure relative à la détention provisoire, celle-ci peut être réparée par une décision de constatation (<ref-ruling> consid. 2.5.1 p. 250). Une telle décision vaut notamment lorsque les conditions de détention provisoire illicites sont invoquées devant le juge de la détention. A un tel stade de la procédure, seul un constat peut donc en principe intervenir et celui-ci n'a pas pour conséquence la remise en liberté du prévenu. Il appartient ensuite à l'autorité de jugement d'examiner les possibles conséquences des violations constatées, par exemple par le biais d'une indemnisation fondée sur l'art. 431 CPP ou, cas échéant, par une réduction de la peine (<ref-ruling> consid. 2.1 p. 352 s.; <ref-ruling> consid. 4.1 p. 248 et les références citées).
S'agissant du mode et de l'étendue de l'indemnisation fondée sur les art. 429 ss CPP, il n'est pas exclu de s'inspirer des règles générales des art. 41 ss CO. Ces dispositions accordent au juge un large pouvoir d'appréciation, que le Tribunal fédéral ne revoit qu'avec retenue. En vertu de l'art. 43 CO, une réparation en nature n'est pas exclue (ATF <ref-ruling> consid. 4.1 p. 248 et les références citées).
Le mode et l'étendue de la réparation sont laissés à l'appréciation du juge, et ce, indépendamment des conclusions prises par le prévenu tendant à l'allocation d'une indemnisation financière au sens de l'art. 431 al. 1 CPP (ATF <ref-ruling> consid. 4.2 et 4.3 p. 248 ss; cf. arrêt 6B_137/2016 du 1er décembre 2016consid. 1.1).
L'art. 5 par. 5 CEDH prévoit que toute personne victime d'une détention dans des conditions contraires aux dispositions de cet article a droit à réparation. Cette disposition n'octroie pas au recourant de garanties plus étendues que celles découlant de l'art. 431 CPP et ne lui accorde en particulier pas le droit de choisir le mode de dédommagement (ATF <ref-ruling> consid. 4.2 p. 248).
1.2. Au vu de ce qui précède, on ne saurait reprocher à la cour cantonale d'avoir excédé son pouvoir d'appréciation en considérant que la réduction de peine constituait le meilleur moyen de réparer le tort moral subi par l'intéressé, ce qui correspond à une indemnisation en nature. Partant, c'est en vain que le recourant argue que la conjonction " ou " ressortant de l'arrêt publié aux <ref-ruling> consid. 2.1, sur lequel s'est fondée la cour cantonale, n'exclurait pas la possibilité de combiner une réduction de peine et une indemnisation financière. C'est également en vain qu'il prétend que le mode de réparation en cas de violation du principe de célérité ou de détention à tort dans des conditions licites (art. 431 CPP) ne serait pas transposable en matière de détention dans des conditions illicites, compte tenu de la jurisprudence récente rendue en la matière. D'ailleurs, contrairement à ce qu'affirme le recourant, on peut admettre qu'une période de détention injustifiée, dans des conditions licites, porte davantage atteinte au prévenu qu'une détention dans des conditions illicites, la privation de liberté étant, dans ce dernier cas, légitime (cf. arrêt 6B_1057/2015 du 25 mai 2016 consid. 5.3.3).
Le recourant n'expose pas dans quelle mesure la réduction de peine constituerait " une réparation seulement partielle des souffrances que lui a infligées l'Etat ", de sorte qu'il n'y a pas lieu d'entrer en matière sur cette allégation. Le mode de réparation choisi par la cour cantonale échappe à la critique. Le grief est rejeté dans la mesure où il est recevable.
2.
Le recourant estime en outre que la réduction de peine de sept mois est excessivement courte et la qualifie d'arbitraire. Il invoque une violation de son droit d'être entendu s'agissant de la motivation cantonale sur ce point.
2.1. L'indemnisation en raison des conditions de détention illicites fait appel au pouvoir d'appréciation du juge; le Tribunal fédéral n'intervient dès lors qu'avec retenue (cf. supra consid. 1.1). L'ampleur de la réparation dépend avant tout de l'appréciation concrète des circonstances particulières de l'espèce, en particulier de la gravité des souffrances physiques ou psychiques consécutives à l'atteinte subie (arrêt 6B_137/2016 du 1er décembre 2016 consid. 2.2; cf. sur la réparation financière, <ref-ruling> consid. 2.2.2 p. 309 s.).
En matière de réparation du tort moral subi en raison d'une détention injustifiée, il appartient au demandeur d'invoquer et de prouver les atteintes subies (<ref-ruling> consid. 4.1 p. 47; arrêt 6B_909/2015 du 22 juin 2016 consid. 2.2.1).
2.2. La cour cantonale a exposé que la pratique cantonale tendait à privilégier une réduction de peine s'opérant en équité, au regard de l'ensemble des circonstances de l'espèce, par l'application analogique de la réduction effectuée en cas de violation du principe de célérité. Se référant à de nombreux arrêts cantonaux, elle a relevé que des réductions de deux à trois mois avaient été couramment prononcées dans des cas où le prévenu avait subi entre 136 et 257 jours (à savoir environ quatre mois et demi et huit mois et demi) de détention dans des conditions non conformes aux exigences minimales de l'art. 3 CEDH. Elle a considéré qu'en l'espèce, eu égard à la durée exceptionnellement longue de la période considérée et des souffrances générées par la détention subie dans un contexte de surpopulation carcérale, une réduction de peine de sept mois se justifiait.
2.3. Les considérants du jugement permettent amplement de comprendre que la cour cantonale a réduit, en équité, la peine du recourant de plus d'un tiers des jours passés dans des conditions illicites, en se fondant sur la jurisprudence rendue en cas de surpopulation carcérale. Le recourant ne pouvait donc ignorer sur quel raisonnement la cour cantonale s'est fondée pour déterminer la durée de la réduction de peine et a pu attaquer ce point devant le Tribunal fédéral en toute connaissance de cause. Son grief tiré d'une violation de son droit d'être entendu (sur l'obligation de l'autorité de motiver sa décision, cf. <ref-ruling> consid. 3.2.1 p. 564 s. et les arrêts cités) doit être écarté.
2.4. En l'espèce, les conditions de détention du recourant ont été jugées illicites pendant une durée totale, non continue (une dizaine d'interruptions de durées variant entre 1 et 12 nuits), de 591 jours en raison du confinement dans une surface cellulaire individuelle insuffisante. En termes d'hygiène, d'aération, d'accès à l'eau ou de soins, les conditions de détention ont été jugées convenables (arrêts 1B_152/2015 du 29 septembre 2015 consid. 2.5 et 2.7, implicitement; 6B_688/2015 du 19 mai 2016 consid. 7.4). Les visites du conseil du recourant étaient garanties sans restriction. Les visites de sa famille étaient admises à la fréquence d'une, voire de deux fois par semaine. Il bénéficiait d'une heure de promenade quotidienne à l'air libre et a exercé une activité de nettoyeur de tables pendant une partie de sa détention (arrêts 1B_152/2015 du 29 septembre 2015 consid. 2.5 et 6B_688/2015 du 19 mai 2016 consid. 7.4). Il ne ressort pas de l'arrêt entrepris que le recourant aurait particulièrement mal vécu sa détention dans un espace individuel insuffisant (3,83 m2 au lieu de 4 m2) ni qu'elle lui aurait causé des souffrances particulières justifiant une réduction supérieure à celle accordée par la cour cantonale. Le recourant n'établit pas que l'absence d'une telle constatation de fait serait arbitraire. Il se contente d'affirmer que les nombreuses répercussions des conditions de détention sur son état de santé auraient été exposées et ressortiraient du dossier (notamment des actes auto-agressifs; cf. mémoire de recours, p. 10). Ce procédé est irrecevable. Au demeurant, fussent-elles avérées, rien n'indique que ces répercussions étaient en lien avec l'insuffisance de l'espace cellulaire individuel. Au contraire, le recourant avait déclaré en audience d'appel, que ses actes d'automutilation résultaient de son désespoir d'être incarcéré alors qu'il était innocent (arrêt de la CPAR du 18 mai 2015 consid. B.e.c p. 16). En tout état, il est rappelé que le confinement pendant près de 23h sur 24h dans une surface individuelle nette de 3.83 m2 n'est inférieure que de 0,17 m2 des standards recommandés (cf. <ref-ruling> consid. 3.6.3 p. 138 ss), de sorte que, en l'absence de souffrances extraordinaires établies en lien avec les conditions de détention, cette dernière ne justifie pas une compensation particulièrement élevée (cf. notamment arrêt 6B_1057/2015 du 25 mai 2016 consid. 5.3.3).
Le recourant est irrecevable à s'en prendre au durcissement de la pratique cantonale en prétendant qu'elle échapperait à toute logique et ne semblerait se baser sur aucune raison objective. Ce faisant, il ne s'emploie pas à établir en quoi la cour cantonale aurait abusé de son large pouvoir d'appréciation en la matière.
Le recourant estime que l'égalité de traitement ne peut être garantie par des réductions de peine en équité basées sur une pratique antérieure. Il est douteux que ce grief d'ordre constitutionnel soit recevable (art. 106 al. 2 LTF). En tout état, le recourant ne prétend pas que les affaires citées dans le jugement entrepris traiteraient de circonstances différentes des siennes (insuffisance de la surface individuelle en cellule dans la prison A._).
S'agissant de la durée particulièrement longue de la période de détention dans des conditions illicites, il ressort de l'arrêt cantonal que celle-ci a été prise en compte. Le recourant échoue à démontrer un abus du pouvoir d'appréciation dont jouit la cour cantonale en se contentant d'affirmer qu'elle aurait dû tenir compte " dans une plus large mesure " de cet aspect.
En définitive, les critiques du recourant ne laissent pas apparaître que la juridiction cantonale aurait abusé de son pouvoir d'appréciation en considérant que la réduction de sept mois de la peine privative de liberté réparait suffisamment le tort moral subi en raison des conditions dans lesquelles son incarcération s'était déroulée.
3.
Le recourant reproche à la cour cantonale d'avoir violé le droit fédéral en considérant qu'elle n'était pas en mesure de statuer de manière anticipée sur l'éventualité d'une libération conditionnelle (art. 86 al. 1 CP). Il estime qu'au vu de la durée de la détention subie au moment de l'arrêt entrepris, la réduction de peine de sept mois ne lui permettait pas d'obtenir la libération conditionnelle aux deux tiers de sa peine.
3.1. L'autorité cantonale à laquelle la cause est renvoyée par le Tribunal fédéral est tenue de fonder sa nouvelle décision sur les considérants de droit de l'arrêt du Tribunal fédéral; sa cognition est limitée par les motifs de l'arrêt de renvoi, en ce sens qu'elle est liée, outre ce qui a déjà été tranché définitivement par le Tribunal fédéral, par les constatations de fait qui n'ont pas été critiquées devant lui ou l'ont été sans succès (<ref-ruling> consid. 5.2 p. 94; cf. aussi arrêt 6B_440/2013 du 27 août 2013 consid. 1.1).
3.2. Se fondant sur la loi d'application cantonale genevoise du code pénal suisse et d'autres lois fédérales en matière pénale (LaCP; RS/GE E 4 10), la cour cantonale a rappelé que le Tribunal d'application des peines et des mesures (ci-après: TAPEM), et la Cour pénale d'appel et de révision en deuxième instance, étaient les autorités compétentes pour statuer sur les questions de libération conditionnelle. Elle a considéré qu'elle n'était pas en mesure de statuer de manière anticipée sur le bénéfice de cette modalité d'exécution de peine.
3.3. A teneur de l'arrêt de renvoi, il appartenait à la cour cantonale de déterminer les conséquences à tirer des périodes de détention subies dans des conditions jugées illicites, cas échéant, sur la peine du recourant (arrêt 6B_688/2015 du 19 mai 2016 consid. 8.7). Si la cour cantonale était tenue d'examiner les conditions de détention passées sous l'angle du tort moral subi, il ne lui incombait pas de traiter cet aspect à la lumière de circonstances ultérieures. Dans cette mesure, elle n'était pas saisie de la question de la libération conditionnelle, laquelle ne fait en aucun cas l'objet de la procédure. Il n'est d'ailleurs pas fait état d'une décision sur cette question, laquelle n'a pas été instruite (cf. art. 86 al. 2 CP). Aussi, le recourant ne saurait reprocher à la cour cantonale d'avoir omis de statuer de manière anticipée sur un éventuel octroi de liberté conditionnelle, alors qu'elle n'était pas compétente pour le faire à ce stade.
Au vu de ce qui précède, le recourant ne saurait rien déduire en sa faveur de la jurisprudence selon laquelle le juge de la détention peut tenir compte d'une hypothétique libération conditionnelle si les conditions apparaissent d'emblée réalisées (cf. arrêt 1B_153/2016 du 10 mai 2016 consid. 3.1 et les arrêts cités). Il n'y a dès lors pas lieu d'examiner la motivation cantonale subsidiaire, selon laquelle, en toute hypothèse, le pronostic du recourant n'apparaissait pas favorable (cf. art. 86 al. 1 CP). Pour le surplus, les griefs formulés sur ce point sont irrecevables (art. 42 al. 2 LTF).
4.
Le recours doit être rejeté dans la mesure où il est recevable. Les conclusions étaient dénuées de chance de succès, de sorte que la demande d'assistance judiciaire doit être rejetée (art. 64 al. 1 LTF). Le recourant supportera les frais judiciaires dont le montant sera fixé en tenant compte de sa situation financière (art. 65 al. 2 et art. 66 al. 1 LTF).

Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce :
1.
Le recours est rejeté dans la mesure où il est recevable.
2.
La demande d'assistance judiciaire est rejetée.
3.
Les frais judiciaires, arrêtés à 800 fr., sont mis à la charge du recourant.
4.
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 13 décembre 2016
Au nom de la Cour de droit pénal
du Tribunal fédéral suisse
Le Président : Denys
La Greffière : Klinke