Přehled desktopových grafických čipů

Koncem června roku 2008 vydalo AMD nový grafický čip RV770, který tak na trhu nahradil předchozí mainstreamový čip RV670 a uvedl novou řadu grafických karet Radeon HD 4800. AMD tím jednoznačně potvrdilo svou koncepci použití menších (= levnějších) čipů, které budou v případě potřeby vyššího výkonu a také v boji o absolutní hi-end párovány na jednom PCB v podobě duálních modelů.

Čip RV770 byl vyroben osvědčeným 55nm výrobním procesem, došlo však u něj oproti minulé generaci k razantním změnám směřujícím zejména k navýšení výpočetního výkonu, to vše ale při zachování vynikajícího poměru cena/výkon, kterým poslední generace čipů AMD ve střední třídě doslova excelovaly.
RV770 byl tedy složen z 956 miliónů tranzistorů a obsahoval celkem 800 (fyzicky 160; superskalární 5D) Stream procesorů, to vše při ploše čipu 260 mm². Zachována mu zůstala podpora DirectX 10.1 spolu se Shader modelem 4.1, možnost zapojení v CrossFireX a rovněž samozřejmě podpora PCIe 2.0 grafického rozhraní se zaručenou zpětnou kompatibilitou na starší PCIe 1.X rozhraní.

Velkou novinkou pak byla možnost využití nových a rychlých GDDR5 grafických pamětí, které spolu s vylepšeným paměťovým řadičem zaručovaly i přes zachování 256bitové šířky paměťové sběrnice téměř trojnásobné zvýšení propustnosti paměťového systému.

Z dalších novinek a vylepšení můžeme jmenovat mimo jiné podstatně vylepšené vyhlazování obrazu (antialiasing) nebo vylepšení škálování v zapojení CrossFire, se kterými měly předchozí generace AMD grafických čipů problémy.

Vylepšení doznal také dekodér HD videa UVD 2 s podporou veškerých formátů včetně HD rozlišení a nový čip rovněž umožňoval převod videa, což s sebou přineslo mnohonásobné zrychlení oproti převodu přes procesor CPU.

S tím souvisela další novinka tohoto čipu. AMD, stejně jako NVIDIA, umožnila počítat přes GPU fyziku ve hrách, k čemuž využila konkurenci pro NVIDIA PhysX – systém Havok, který ovšem pro výpočty využívá zejména procesor CPU. Pro nový čip byla samozřejmě také vydána nová verze klienta pro oblíbený projekt Folding@home.

Změnou prošla i úsporná technologie ATI PowerPlay, která za pomoci vestavěného kontroléru monitorovala různé části karty i samotného čipu a na základě toho snižovala frekvence a napětí čipu, grafických pamětí a dokonce i PCIe grafického rozhraní.
Na přelomu června a července roku 2008 byl tedy uveden nový mainstreamový model Radeon HD 4850, který se postavil konkurenčním modelům GF 8800 GTS a GF 9800 GTX. O pár týdnů později (z důvodu počátečního nedostatku nových GDDR5 paměťových modulů) byl uveden i silnější Radeon HD 4870, proti kterému NVIDIA nasadila "vylepšený" 55nm GF 9800 GTX+ a zároveň také GF GTX 260.

Slabší HD 4850 dosahoval frekvencí 625 MHz pro čip a 1000 MHz pro osazené GDDR3 grafické paměti, které komunikovaly po 256bitové paměťové sběrnici. Nesl jednoslotové chlazení podobné předchozí generaci a díky maximálnímu TDP 110W také jeden 6-pin PCIe konektor přídavného napájení.

Silnější HD 4870 byl pak taktován na 750 MHz pro čip a nesl GDDR5 grafické paměti dosahující vysokých frekvencí 1800 MHz a využívající rovněž 256bitovou paměťovou sběrnici. Protože maximální TDP se pohybovalo okolo 150 W, byl model osazen dvouslotovým chladičem a pro přídavné napájení již využíval dva 6-pin PCIe konektory.

V polovině srpna roku 2008 byl do boje o absolutní hi-end uveden dvoučipový model Radeon HD 4870 X2. Tato vlajková loď AMD vycházela z koncepce svého předchůdce Radeonu HD 3870 X2 a nesla tedy dva výkonné grafické čipy RV770 umístěné na jednom PCB.
Oproti předchůdci, jehož výkony byly zejména při zapnutí vyhlazování ve vysokých rozlišeních značně rozporuplné, se však AMD poučilo a osadilo novinku rovnou 2 GB grafických pamětí, takže každý čip měl k dispozici celkem 1 GB tolik potřebné videopaměti, navíc samozřejmě rychlé typu GDDR5. Tento fakt spolu s velkým výkonovým potenciálem čipu RV770 znamenal, že Radeon HD 4870 X2 neměl na trhu konkurenci.

Škálování výkonu tohoto "kompaktního Crossfire" bylo ve většině případů dokonce lepší než spojení dvou single Radeonů HD 4870, to vše navíc při celkem rozumné spotřebě a teplotách.

Co se technických parametrů modelu HD 4870 X2 týče, tak jeho dva čipy (celkem 1600 Stream procesorů) byly taktovány na 750 MHz, GDDR5 grafické paměti komunikující po 256bitové paměťové sběrnici pak na 900 (3600 efektivně) MHz. Model nesl konektor pro zapojení do CrossFire a díky maximálnímu TDP přesahujícímu 260 W samozřejmě také dva konektory PCI Express přídavného napájení, a to konkrétně jeden 8-pin a jeden 6-pin.

Do nižšího mainstreamu byl v září 2008 uveden grafický čip RV730. Ten byl vyroben u firmy TSMC pomocí 55nm výrobního procesu, skládal se z 514 miliónů tranzistorů a obsahoval celkem 320 Stream procesorů. Přes 128bitovou paměťovou sběrnici podporoval GDDR3 grafické paměti. Samozřejmostí byla podpora PCI Express 2.0, DirectX 10.1, HW dekódování videa nebo například podpora HDMI a 7.1 zvuku.
Na tomto čipu byly uvedeny hned dva modely série HD 4600. Výkonnějším z nich byl Radeon HD 4670, který byl taktován na 750 MHz a byl osazován buď 512 MB GDDR3 na frekvenci 1000 MHz nebo 1 GB GDDR3 na 900 MHz.
Na trhu nahradil starší generaci HD 3600, výkonově se však zařadil někam mezi modely HD 3870 a HD 3850. Představoval konkurenci pro GF 9500 GT, který byl však výrazně slabší a model HD 4670 tak konkuroval spíše slabším variantám postaveným na konkurenčním čipu G92 v podobě GF 9600 GSO.

Slabším z obou modelů pak byl Radeon HD 4650, který byl taktován na 600 MHz a nesl DDR2 grafické paměti taktované na 500 MHz.

Oba modely se již obešly bez konektoru PCI Express přídavného napájení. Silnější HD 4670 pak navíc nesl konektor pro propojení do CrossFire, u slabšího HD 4650 naopak bylo nespornou výhodou často osazované pasivní chlazení čipu. V dubnu 2009 byla ještě uvedena AGP varianta tohoto modelu.

Na konci září roku 2008 uvedlo AMD nový low-endový grafický čip RV710. Ten na trhu nahradil starší řadu HD 3400 a postavil se konkurenčním modelům GF 9400 a GF 9500. Čip samozřejmě vycházel z RV770, byl však náležitě "osekán". Vyroben byl pomocí 55nm výrobního procesu, obsahoval 242 miliónů tranzistorů a nesl celkem 80 Stream procesorů.
Spolupracoval s GDDR3 grafickou pamětí, se kterou komunikoval po 64bitové paměťové sběrnici. Již standardem byla podpora PCI Express grafického rozhraní ve verzi 2.0 nebo DirectX 10.1. Čip se tak díky svým parametrům, nízké spotřebě a schopnosti přehrávat až 1080p HD video stal ideálním kandidátem do HTPC. Modely na něm postavené také byly poměrně často vydávány s pasivním chlazením a k vidění byly i low-profile varianty těchto modelů.
Tuto low-endovou řadu na trhu reprezentovaly hned dva modely. Slabším z nich byl Radeon HD 4350, jehož frekvence byla stanovena na 600 MHz a osazené DDR2 grafické paměti pracovaly na 500 MHz. Silnějším se pak stal Radeon HD 4550, který rovněž pracoval na 600 MHz, nesl ovšem rychlejší GDDR3 grafickou paměť taktovanou na 800 MHz.

Pro další posílení mainstream segmentu byl ke konci října 2008 uveden model Radeon HD 4830. Ten nesl "osekanou" verzi grafického čipu RV770 a jako přímého konkurenta si vzal na mušku model GF 9800 GT (přeznačený GF 8800 GT).

Osazený čip tedy obsahoval 640 z celkového počtu 800 Stream procesorů a nižší byl samozřejmě i počet texturovacích jednotek. Jeho frekvence byla stanovena na poměrně nízkých 575 MHz. Přes 256bitovou paměťovou sběrnici komunikoval s GDDR3 grafickou videopamětí, která byla taktována na 900 MHz.

Začátkem dubna roku 2009 uvedlo AMD nový model Radeon HD 4890, který nesl dosud neznámý grafický čip RV790. O tomto čipu se před uvedením hojně spekulovalo jako o úplně nové architektuře a snad i novém 40nm výrobním procesu. Pravda je ovšem taková, že RV790 je pouze mírně inovovaný čip RV770.
Model HD 4890 tedy nepřinesl z hlediska architektury nic převratného, přesto se na pár změn oproti HD 4870 dostalo, aby mohl lépe konkurovat nově vydanému zástupci GeForce GTX 275.

První a nejzajímavější změnou bylo navýšení frekvencí, k čemuž došlo díky provedeným úpravám na čipu i v napájecí kaskádě modelu. Základní takt byl tedy stanoven na 850 MHz a osazené GDDR5 grafické paměti o velikosti 1 GB dosáhly na úctyhodných 1950 MHz. Tento model byl také prvním, kde bylo možné pouze pomocí softwarových utilit, bez úprav napájení a chlazení, poměrně snadno dosáhnout magické hranice 1000 MHz (!) pro čip. Výkonem se tento model právem zařadil na vrchol jednočipové řady HD 4800.

Úpravami prošel i chladič, který konstrukčně vycházel z HD 4870, dostal ale navíc jednu heat-pipe pro lepší odvod tepla od čipu. Zvukový projev se však bohužel příliš nezměnil. Přídavné PCIe napájení opět obstaraly dva 6-pin konektory, vylepšení ale doznala spotřeba ve 2D.

Nového 40nm výrobního procesu jsme se tak dočkali až na konci dubna roku 2009 a jeho nositelem se jako první stal grafický čip RV740. Nižší výrobní proces mu zaručil menší plochu, spotřebu a teoreticky lepší potenciál k vyšším pracovním frekvencím.

RV740 byl složen z 826 miliónů tranzistorů. Nesl celkem 640 Stream procesorů, 32 texturovacích jednotek a 16 ROP, tedy stejně jako silnější RV770LE (HD 4830). Na rozdíl od něj ale využíval pouze 128bitovou paměťovou sběrnici, která nemá takový dopad na výslednou velikost čipu. Tento deficit byl ovšem kompenzován osazením rychlých GDDR5 grafických pamětí, díky čemuž se výsledná propustnost paměťového systému v podstatě vyrovnala silnějšímu modelu.
Jako první byl s novým čipem uveden model Radeon HD 4770 (RV740XT), jehož základní pracovní frekvence byla stanovena na 750 MHz. Grafické paměti pak byly taktovány na 1600 MHz. Navzdory předpokládané nižší spotřebě se ale tento model o málo nevešel do 75 W dodávaných přes PCIe slot, proto byl osazen jedním 6pinovým konektorem přídavného napájení.

Z hlediska výkonu byl tento model díky dosahovaným frekvencím schopen konkurovat i vyšším modelům a navíc zaútočil mimořádně nízkou cenou. Další jeho devizou byl fakt, že hned po uvedení začali výrobci vydávat model s alternativními chladiči, které ho dokázaly uchladit efektivně a přitom tiše.

Dalším modelem, který byl postaven na čipu RV790, byl v prosinci 2009 uvedený Radeon HD 4860. Složení čipu bylo zachováno na plnohodnotných 640 SP a jeho pracovní frekvence byla stanovena na 700 MHz. Osazená GDDR5 operační paměť dosahovala 1500 MHz a byla připojena přes 128bit sběrnici.

Samozřejmostí zůstala podpora DirectX 10.1 či CrossFireX, grafický výstup pak obstaraly DVI, HDMI a DisplayPort konektory.


U DDR2 a GDDR3 pamětí je jejich skutečná frekvence poloviční oproti té v tabulce.
U GDDR5 pamětí je jejich skutečná frekvence čtvrtinová oproti té v tabulce.