ATi Radeon X1000 - pohled na architekturu

Základní informace

Na této stránce se pokusím shrnout základní informace pro středně graficky vzdělané čtenáře. Následující strany jsou již detailnějším popisem architektury pro ty, kteří toho již o 3D pipeline vědí více. Následují ale i kapitoly opět pro laiky.

Kde začít jinde než u názvu. Zatímco kódové označení R520 znělo éterem již dlouho předem, o oficiálním názvu se jen spekulovalo a předpokládám, že ani ATi nemělo samo jasno. Nakonec je nová rodina pojmenována jako Radeon X1300, X1600 a X1800, což se někomu líbit může, ale zatím se název příliš neujal. Jedná se o logickou posloupnost - po Radeonech řady 9xxx následovaly Xxxx (římských 10) a nyní tedy přichází X1xxx. Osobně mi to přijde pro novou architekturu poněkud neadekvátní, ale přeci jen je to záležitost ATi.


Pro přehled specifikací jsem pro vás připravil tabulky se základními údaji a srovnáním s ostatními čipy. Nejdříve se podíváme na vlajkovou loď Radeon X1800XL a XT, na ostatní přijde řada později.

* - pixel shadery a texturovací jednotky R520 jsou oddělené (viz část o interní architektuře)

Jak vidíte v tabulce, ATi přešlo u R520 na 90nm výrobní proces, což je jedna z hlavních výhod série Radeon X1000. Zatím jsou čipy R520, RV530 a RV515 vyráběny u TSMC, ovšem hodně se mluví o problémech s výtěžností, které mimo jiné zapříčinily zpoždění vydání této nové generace GPU. ATi řešilo například problém s tzv. soft-ground - přehřívání jádra kvůli špatnému uzemnění. Nové respiny jsou již ovšem v pořádku. Přesto se polemizuje o výrobě čipů R521, RV531 a RV516 u UMC, ovšem zatím jde spíše o nepotvrzené spekulace.

Dále je zajímavým údajem, že R520 má 320 milionů tranzistorů, což je dokonce ještě více než G70. Jakým částem čipu připadly si ukážeme dále, ale jedná se hlavně o kompletní reorganizaci pixel pipelines, které byly rozděleny do nezávislých pixel (fragment) shaderů, texturovacích jednotek, adresovacích ALU apod. Navíc byly přidány obvody pro podporu Shader Modelu 3.0 a změn doznaly i ROPs, nyní Render Back-Ends. Své si ukouslo i implementování nové ring bus.


Co se týče frekvencí, tak zde před vypuštěním R520 taky vládla čilá debata. ATi si totiž na začátku roku 2004 licencovalo technologii Fast14 od Intrinsity, která měla dovolit na 90nm výrobním procesu postavit čip s frekvencemi v řádu GHz. Ovšem z toho velmi rychle sešlo a Fast14 se zjevně neosvědčil. Nyní může být ATi rádo, že bude (pravděpodobně v omezených počtech) dodávat Radeon X1800XT na 625MHz, zatímco dostupnější XL bude taktováno jen na 500MHz, což už samo o sobě svědčí o problémech s frekvencí.

Co je ale skvělou zprávou jsou takty pamětí. ATi samozřejmě používá GDDR3 a vzhledem k tomu, že od vydání G70 Samsung v jejich vývoji pokročil, si může dovolit je taktovat na 1,5GHz DDR! Jedná se o 1,26ns čipy s nominální frekvencí 800MHz, takže zbývá nějaký prostor pro přetaktování. Levnější X1800XL bude vybaven 500MHz čipy, které jsou běžné v současném hi-endu.


Pár slovy se zmíním o organizaci pipeline, která bude ale detailně popsána na dalších stranách. Radeon X1800 obsahuje 8 vertex pipelines, které mnoho změn oproti X800 nedoznaly a 16 "pixel pipelines". Tento pojem je ale silně zavádějící, protože součásti, které byly do dneška jako pixel pipeline označovány, jsou v R520 nezávislé. Uvnitř tak najdete 16 fragment shaderů, 16 adresovacích jednotek a 16 texturovacích jednotek (TMU). ROPs (Raster Outputs) jako takové jsou nahrazeny pojmem Render Back-Ends, ale funkce je velmi podobná. Počet RBE je u R520 také 16.

Technologie Radeonů série X1000

• Shader Model 3.0: Nebojte, jásat zde nebudu. Kdyby totiž ATi do R520 neimplementovalo podporu Pixel a Vertex Shaderů 3.0, stlouklo by si tím kříž na hrob. Ovšem je nutno říct, že SM3.0 u ATi je propracovanější než u nVidie, což se projevuje např. podporou FSAA při HDR, rychlým dynamickým větvením a plnou přesností FP32 v celé pipeline.

• Adaptive Anti-Aliasing: Pozdě ale přece. ATi do nové verze ovladačů implementovalo podporu tzv. adaptivního vyhlazování, které není nic jiného, než variace transparentního AA u nVidie. Díky tomu dokáží grafické karty vyhlazovat i alpha textury (textury s průhledností), takže např. mříže, listí stromů apod. nebudou nadále kostrbaté.

• CrossFire: Radeony X1800 a X1600 podporují novou verzi technologie CrossFire, která je vylepšením oproti té, jež byla uvedena minulý týden. Hlavní změnou je nový Compositing Engine, který zvládá již i rozlišení 2048x1536 při 70Hz a navíc umí komunikovat jen přes sběrnici PCI Express. Detaily se dozvíte dále.

• Avivo: O této technologii jste se stejně jako o CrossFire mohli dočíst před několika dny na různých internetových serverech. Jedná se o vylepšené zpracování videa, které akceleruje dekódování a používá algoritmy pro celkovou optimalizaci obrazu. Součástí je i akcelerace H.264 (MPEG-4/AVC) a VC-1, což se bude v budoucnu rozhodně hodit.

S ostatními technologiemi jste se mohli setkat již u starších karet - jedná se např. o HyperZ HD, který optimalizuje práci se Z-Bufferem a ulehčuje tak pamětem, dále SmoothVision HD pro práci s FSAA a AF, SmartShader HD, který pracuje s pixel a vertex shadery nebo VideoShader HD, jenž je nyní ale nahrazen technologií Avivo.