ATi Radeon X1000 - pohled na architekturu
5.10.2005, Zdeněk Kabát, článek
ATi dnes vstoupilo do další etapy své historie a představilo řadu grafických čipů nové generace Radeon X1000, které jsou postaveny na moderní architektuře a pokryjí celé cenové spektrum. Podíváme se detailně na uspořádání 3D pipeline a všechny novinky.
Kapitoly článku:
- ATi Radeon X1000 - pohled na architekturu
- Radeon X1800 - specifikace a vlastnosti
- Architektura pipeline, vertex shader
- Pixel shader engine
- Texturování, HyperZ, Render Back-Ends
- Paměťový řadič - 512-bit ring bus
- Kvalita obrazu - HDR, Adaptive AA, 3Dc+
- Avivo a CrossFire
- Mainstream: Radeon X1600 a X1300
- Výkon, srovnání s nVidií a závěr
Už bylo dlouho čekání a odkládání, magická R520 je tu! Říkám magická, protože se o nové generaci GPU ATi začalo mluvit v superlativech ještě daleko před tím, než bylo známo cokoliv podstatného a mnozí ji zařazovali na výkonnostní vrchol dlouho před vypuštěním. Původní datum kolem poloviny června se pomalu ale jistě přehouplo na 5. října, a tak si nyní můžeme povědět více o tom, co nám rodina Radeonů X1000, jak ATi tyto nové čipy nazvala, přináší. Nejdříve ale krátký úvod do historie.
Co si budeme namlouvat, grafické karty ATi do příchodu R300 za mnoho nestály. První jakýsi náznak změny přišel s Radeonem 8500 postaveným na jádře R200, který ve své době překonal výkonnostně konkurenční GeForce3, ovšem byl velmi rychle opět poslán zpět představením rodiny GeForce4 Ti.
Ovšem R300, který se stal základem Radeonu 9700 Pro, byl mezi GPU od ATi zvratem. Přišel prakticky s novou architekturou (např. FP výpočty v pipeline), která uvedla technologie překonávající GeForce4 o celou kategorii a jeho výkon byl na svou dobu famózní. Soupeřem pro něj měla být NV30 od nVidie, ovšem všichni víme, jak dopadla. "Hypovaná" GeForce FX 5800 Ultra byla debaklem - drahá, hlučná, topící, dvouslotová, nedostupná a v DX9 pomalá.
Půlgeneraci grafických čipů od ATi zastupovala R350, nebo-li Radeon 9800 Pro. Šlo zde jen o drobná vylepšení, která přinesla vyšší frekvence a vyšší výkon při zapnutém FSAA. Technologickou novinkou byl jen F-Buffer. Později vypuštěný Radeon 9800XT (R360) přišel jen s vyššími frekvencemi a technologií OverDrive.
Jako projekt Loki byl označován vývoj nového grafického čipu R420, který nahradil původní plán vypustit R400. Základem R420 (Radeon X800XT) bylo jen lehce pozměněné jádro R300, které bylo ovšem rozšířené o masivní paralelismus a místo 8 pixel pipelines jich obsahovalo hned 16. ATi zůstalo u osvědčeného 130nm výrobního procesu, ale zaměřilo se hlavně na vylepšení práce v DirectX 9, konkrétně v shaderech verze 2.0. To se nakonec ukázalo jako marketingový trumf v rukou nVidie.
Radeon X800Pro/XT byl prvním čipem ATi, který se dočkal přechodu na sběrnici PCI Express x16, jež začala od té doby postupně nahrazovat AGP. Pro PCIe byla určena nová revize čipu označená jako R423, ovšem nárůst výkonu se nekonal, jak by mohli někteří po srovnání propustnosti obou sběrnic namítat.
Ovšem Radeon X800XT byl vypuštěn až po GeForce 6800 Ultra a mnozí uzřeli, že je na tom o něco hůře. Bylo to srovnání nové architektury NV40 s nastavovanou architekturou R420, a tak byl Radeon X800 částečně zlomový, což se o pár týdnů později začalo projevovat poklesem prodejnosti.
Z hi-endu bych pak zmínil ještě čipy R430 a R480, které byly představeny současně. R430 byla 110nm předělávka R423 a na ní založené Radeony X800 a X800XL se staly poměrně podařenými kartami (až na špatné přetaktování). Naopak R480 zastupovala 130nm hi-end a přišla s vyššími frekvencemi a technologií pro omezení spotřeby. Nic převratného, ale přesto potěší. Více o všech kartách série Radeon X800/X850 se dozvíte ZDE.
Na závěr úvodní strany se musím zmínit o čipu ATi C1, který bývá také občas označován jako R500 a který je určen pro konzoli XBOX 360. V současné době se jedná o nejvyspělejší grafický procesor vůbec, protože není vázaný na softwarovou výbavu a možnosti PC, ale mohl být vyvíjen tak, aby byl co nejefektivnější. Microsoft se tomuto čipu, který nese název ATi Xenos, přizpůsobil, a tak se u XBOXu nejspíše dočkáme drtivého výkonu.
ATi Xenos obsahuje 90nm jádro s 232 miliony tranzistory a zároveň je na čipu umístěno i 10MB lokální eDRAM s integrovanými ROPs (zapisuje do frame bufferu barvy, Z/stencil hodnoty, provádí FSAA apod.). Kromě toho je C1 postavena na architektuře unifikovaných shaderů a nerozlišuje tedy vertex a pixel pipelines. Jednoduše v jádře obsahuje 48 ALU, kterým jsou zpracovávané instrukce dynamicky přidělovány. Architektura Xenosu je velmi pokroková a vydala by na samostatný článek. Dobrou zprávou je, že bude základem pro vývoj nějakého budoucího GPU ATi pro PC (R600?).
Radeon 9700 - symbol začátku nové éry
Co si budeme namlouvat, grafické karty ATi do příchodu R300 za mnoho nestály. První jakýsi náznak změny přišel s Radeonem 8500 postaveným na jádře R200, který ve své době překonal výkonnostně konkurenční GeForce3, ovšem byl velmi rychle opět poslán zpět představením rodiny GeForce4 Ti.
Ovšem R300, který se stal základem Radeonu 9700 Pro, byl mezi GPU od ATi zvratem. Přišel prakticky s novou architekturou (např. FP výpočty v pipeline), která uvedla technologie překonávající GeForce4 o celou kategorii a jeho výkon byl na svou dobu famózní. Soupeřem pro něj měla být NV30 od nVidie, ovšem všichni víme, jak dopadla. "Hypovaná" GeForce FX 5800 Ultra byla debaklem - drahá, hlučná, topící, dvouslotová, nedostupná a v DX9 pomalá.
Půlgeneraci grafických čipů od ATi zastupovala R350, nebo-li Radeon 9800 Pro. Šlo zde jen o drobná vylepšení, která přinesla vyšší frekvence a vyšší výkon při zapnutém FSAA. Technologickou novinkou byl jen F-Buffer. Později vypuštěný Radeon 9800XT (R360) přišel jen s vyššími frekvencemi a technologií OverDrive.
R420 a nová série X
Jako projekt Loki byl označován vývoj nového grafického čipu R420, který nahradil původní plán vypustit R400. Základem R420 (Radeon X800XT) bylo jen lehce pozměněné jádro R300, které bylo ovšem rozšířené o masivní paralelismus a místo 8 pixel pipelines jich obsahovalo hned 16. ATi zůstalo u osvědčeného 130nm výrobního procesu, ale zaměřilo se hlavně na vylepšení práce v DirectX 9, konkrétně v shaderech verze 2.0. To se nakonec ukázalo jako marketingový trumf v rukou nVidie.
Radeon X800Pro/XT byl prvním čipem ATi, který se dočkal přechodu na sběrnici PCI Express x16, jež začala od té doby postupně nahrazovat AGP. Pro PCIe byla určena nová revize čipu označená jako R423, ovšem nárůst výkonu se nekonal, jak by mohli někteří po srovnání propustnosti obou sběrnic namítat.
Ovšem Radeon X800XT byl vypuštěn až po GeForce 6800 Ultra a mnozí uzřeli, že je na tom o něco hůře. Bylo to srovnání nové architektury NV40 s nastavovanou architekturou R420, a tak byl Radeon X800 částečně zlomový, což se o pár týdnů později začalo projevovat poklesem prodejnosti.
Z hi-endu bych pak zmínil ještě čipy R430 a R480, které byly představeny současně. R430 byla 110nm předělávka R423 a na ní založené Radeony X800 a X800XL se staly poměrně podařenými kartami (až na špatné přetaktování). Naopak R480 zastupovala 130nm hi-end a přišla s vyššími frekvencemi a technologií pro omezení spotřeby. Nic převratného, ale přesto potěší. Více o všech kartách série Radeon X800/X850 se dozvíte ZDE.
ATi pro XBOX 360 - C1/Xenos
Na závěr úvodní strany se musím zmínit o čipu ATi C1, který bývá také občas označován jako R500 a který je určen pro konzoli XBOX 360. V současné době se jedná o nejvyspělejší grafický procesor vůbec, protože není vázaný na softwarovou výbavu a možnosti PC, ale mohl být vyvíjen tak, aby byl co nejefektivnější. Microsoft se tomuto čipu, který nese název ATi Xenos, přizpůsobil, a tak se u XBOXu nejspíše dočkáme drtivého výkonu.
ATi Xenos obsahuje 90nm jádro s 232 miliony tranzistory a zároveň je na čipu umístěno i 10MB lokální eDRAM s integrovanými ROPs (zapisuje do frame bufferu barvy, Z/stencil hodnoty, provádí FSAA apod.). Kromě toho je C1 postavena na architektuře unifikovaných shaderů a nerozlišuje tedy vertex a pixel pipelines. Jednoduše v jádře obsahuje 48 ALU, kterým jsou zpracovávané instrukce dynamicky přidělovány. Architektura Xenosu je velmi pokroková a vydala by na samostatný článek. Dobrou zprávou je, že bude základem pro vývoj nějakého budoucího GPU ATi pro PC (R600?).
