Přehled desktopových grafických čipů

V květnu roku 2007, po několikaměsíčním zpoždění, byl firmou (teď již) AMD uveden na trh čip R600. Nyní trochu odbočíme a vrátíme se zpět do historie. V předminulé kapitole jsme si řekli, že připravovaný čip R400 nakonec nebyl uveden, mimo jiné také z důvodu neuzavření specifikací DirectX 10. Avšak tento projekt ve skutečnosti nikdy nebyl ukončen a na jeho vývoji se dále pokračovalo. Výsledkem tohoto vývoje je právě R600 vydaný po více než čtyřech letech.

Čip R600, vyráběný 80nm výrobním procesem, je první čip v historii AMD s unifikovanou architekturou navrženou primárně pro podporu DirectX 10 spolu se Shader Modelem 4.0. Čip obsahuje 720 miliónů tranzistorů a 320 Stream procesorů. Ve srovnání s konkurenční architekturou G80 (max. 128 Stream procesorů) se může zdát jejich počet opravdu hodně vysoký, přesto R600 není 2,5x výkonnější. Stream procesory jsou totiž složeny do 64 skupin po pěti a každá skupina má svůj instrukční řadič. Skupiny jsou vnitřně superskalární (označené 5D) a mohou tedy v ideálním případě zpracovat až 5 instrukcí současně. Stream procesory tak díky této konstrukci pracují na frekvenci shodné s frekvencí samotného čipu. Naproti tomu Stream procesory v G80 jsou skalární (označené 1D), provádí tedy vždy jen jednu instrukci, ale díky své jednodušší konstrukci mohou být taktovány na 2,5 násobek frekvence čipu. Tolik ke srovnání konkurenčních architektur.

Čip R600 spolupracuje s GDDR3 a GDDR4 grafickou pamětí přes 512bit paměťovou sběrnici. Přináší mimo jiné nové režimy pro vyhlazování obrazu FSAA, vylepšenou filtraci textur a podstatně vylepšenou podporu přehrávání multimédií. Ta v sobě skrývá například nové technologie přehrávání nekomprimovaného HD videa a zvuku v podobě HDMI.

Úvodním a na delší dobu jediným modelem se stal RADEON HD 2900 XT, který se měl, byť s velkým zpožděním, postavit dosud bezkonkurenčnímu hi-endovému řešení NVIDIE, čipu G80. Za tímto zpožděním stálo hned několik faktorů. V první řadě to byly velké problémy s 80nm výrobním procesem u firmy TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company), za další odklady mohlo výše zmíněné odkoupení ATI firmou AMD. Zároveň docházelo ke zpoždění již ohlášených DX 10 herních titulů, pro které byl R600 primárně navržen a kde měl ukázat svojí sílu. Dalším problémem čipu R600 byla vzhledem k jeho ploše a dosahované frekvenci energetická náročnost a s tím spojené provozní teploty.

Celkové zpoždění, nepřesvědčivý výkon v DX 9 spolu s nedoladěnými ovladači v době vydání a vysoké nároky na napájení a chlazení tak nakonec nepřinesly v hi-end segmentu očekávané úspěchy a jediným konkurenceschopným faktorem zůstala cena tohoto modelu.

Rovněž u této řady HD 2000 firma AMD zachovala koncepci CrossFire řešení pomocí propojení dvou grafických karet interní propojkou a R600 je tak vůbec prvním hi-endovým čipem AMD umožňujícím toto propojení.

Koncem června byla řada HD 2000 doplněna o mainstream a low-end verze grafických karet. V těchto segmentech naopak AMD zabodovala a proti konkurenci postavila výkonné modely.

Pro mainstream byl připraven čip RV630, na kterém byly postaveny modely HD 2600 XT a níže taktovaný HD 2600 PRO. Pro low-end byl vydán čip RV610 s modely HD 2400 XT a HD 2400 PRO. Oba tyto slabší čipy vychází z R600, jsou však už vyráběny pokročilejším 65nm výrobním procesem. Zůstala u nich zachována plná podpora HD videa, což je zejména v low-endu důležitější než hrubý 3D grafický výkon. Oba čipy jsou navíc s použitím můstku Rialto vydávány i pro starší AGP rozhraní. RV630 disponuje 390 milióny tranzistory a 120 Stream procesory. RV610 obsahuje 180 miliónů tranzistorů a 40 Stream procesorů.

V září 2007 byla vydána slabší verze R600, model HD 2900 PRO, nejprve ovšem s 512bitovou paměťovou sběrnicí. Tento model tak byl vlastně pouze podtaktovaný a zlevněný HD 2900 XT, který svou nízkou cenou a zároveň absolutní nedostupností vyvolal velké pozdvižení. V podstatě to byla snaha AMD o doprodej zásob R600. Později byla uvedena „správná“ verze HD 2900 PRO s poloviční 256bitovou šířkou paměťové sběrnice.

V listopadu byl, společně s novou řadou HD 3000, ještě uveden osekaný a níže taktovaný model HD 2900 GT, který obsahuje pouze 240 Stream procesorů a nese jen 256 MB grafické paměti.

Nová řada HD 3000, uvedená v listopadu roku 2007, přinesla do hi-end segmentu grafický čip RV670, který sice konstrukčně vycházel z R600, ale byl již vyráběný pokročilejším 55nm výrobním procesem. Sami se můžete na přiložených obrázcích grafických čipů R600 a RV670 přesvědčit, jak přechod na pokročilejší výrobní proces a mírné snížení počtu tranzistorů ovlivní velikost plochy čipu. Konkrétně se jeho plocha zmenšila z původních 420mm² na 192mm². To s sebou samozřejmě přineslo i nižší cenu, nižší spotřebu a tím i nižší nároky na chlazení.

Čip RV670 obsahoval 666 miliónů tranzistorů a 320 Stream procesorů. Nově přinesl mimo jiné podporu DirectX 10.1 se Shader Modelem 4.1, podporu pro novou verzi grafického rozhraní PCI-Express 2.0 se zaručenou zpětnou kompatibilitou na starší verze rozhraní PCIe 1.X a také funkci PowerPlay, která zajišťovala výrazné snížení spotřeby v době, kdy nebyl potřeba 3D grafický výkon. Dalšího vylepšení se dočkala i podpora přehrávání a dekódování HD videa a zvuku díky přidanému UVD HD dekodéru.

Na tomto čipu byly postaveny modely HD 3870 a slabší a níže taktovaný HD 3850. Model HD 3870 byl taktován na 775 MHz pro jádro a nesl rychlé GDDR4 grafické paměti taktované na 1125 MHz, zatímco frekvence jádra HD 3850 byl 668 MHz a disponoval "pouze" GDDR3 grafickou pamětí taktovanou na 828 MHz. Oba modely pak shodně využívali 256bit paměťovou sběrnici.

V lednu roku 2008 bylo současně uvedeno hned několik modelů. Pro mainstream a low-end segmenty trhu byly vydány nové čipy RV635 a RV620 a samozřejmě vlajková loď se dvěma čipy RV670 na jednom PCB útočící na nejvyšší hi-end.

Do mainstreamu tak byl uveden čip RV635, což je na 55nm výrobní proces převedený čip RV630. Tento čip tak nahradil předchozí řadu HD 2600, obsahoval 378 miliónů tranzistorů a 120 Stream procesorů a na jeho základě byl uveden model HD 3650. Model byl taktován na 725 MHz a využíval GDDR3 grafické paměti na frekvenci 800 MHz, komunikující přes 128bit paměťovou sběrnici. Nově byla samozřejmě přidána podpora DirectX 10.1 (Shader Model 4.1) a rovněž kompatibilita s rozhraním PCIe 2.0, stejně jako u řady HD 3800.

Pro low-end byl vydán čip RV620, rovněž die-shrink staršího čipu RV610 na pokročilejší 55nm výrobní proces. Ten se skládal ze 181 miliónů tranzistorů a obsahoval 40 Stream procesorů. Uvedl na trh modely HD 3470 a pomalejší a níže taktovaný HD 3450, které tak nahradily starší řadu HD 2400. Novinky přinesly stejné jako RV635, ovšem modely využívaly pouze DDR2 a GDDR3 grafické paměti přes 64bitovou paměťovou sběrnici. Díky tomu se jednalo o výborné multimediální karty s podporou nejnovějších technologií AVIVO, u kterých není potřeba vysoký 3D grafický výkon.

Ani v případě řady HD 3000 nezapomíná AMD na majitele staršího AGP rozhraní a do nižšího hi-endu byl uveden model HD 3850 AGP. V dubnu 2008 tuto nabídku ještě rozšířil mainstreamový model HD 3650 AGP.

Do nejvyšších příček hi-endu byl pak směřován model HD 3870 X2. Tento model představuje konkurenci pro (téměř rok a půl staré) stále ještě nejvýkonnější grafické řešení NVIDIE G80. Jeho dva čipy RV670 byly shodně taktovány na 825 MHz a karta nesla 2x 512MB GDDR3 grafické paměti taktované na 900 MHz. Paměti komunikovaly po 2x 256bitové paměťové sběrnici.

Všechny modely řady HD 3800 včetně dvoučipového modelu X2 byly připraveny pro zapojení CrossFireX, které je konkurencí pro NVIDIA Quad SLI. CrossFireX umožňuje spojit dvě, tři nebo až čtyři grafické karty a využít jejich společného 3D výkonu. Pro toto zapojení lze využít libovolnou kombinaci modelů HD 3850, HD 3870 a rovněž HD 3870 X2. Podmínkou je pouze použití karet se stejným grafickým čipem. Totéž zapojení je použitelné i v nižších segmentech s řadami HD 3600 a HD 3400, kde ovšem jakékoliv multi-GPU řešení nemá velký význam.

Od března 2008 lze při použití ovladačů Catalyst 8.3 (a novějších) a výhradně na operačním systému Windows Vista zapojit do CrossFireX jakoukoliv kombinaci karet řady HD 3000.

U DDR2 a GDDR3/4 pamětí je jejich skutečná frekvence poloviční oproti té v tabulce.