ATi Radeon X800 - grafická (r)evoluce
10.5.2004, Zdeněk Kabát, článek
Přibližně 3 týdny po vypuštění GeForce 6800 vrací kanadská ATi Technologies úder - Radeon X800 vyvíjený pod kódovým označením Loki je na světě. V jádru je čip sice podobný předchozím, ale přichází navíc s masivním paralelismem (až 16 pixel pipeline), novou technologií 3Dc a úpravami v paměťovém řadiči a FSAA. V článku najdete detaily o nové "tajné zbrani" ATi.
Kapitoly článku:
- ATi Radeon X800 - grafická (r)evoluce
- Jádro R420 a architektura pipeline
- Zpracování geometrie a HyperZ HD
- Pixel shader
- SmoothVision HD
- 3Dc komprese
- Grafická karta a spotřeba
- Verze Radeonu X800, závěr
Ještě před měsícem by se dal grafický trh označit zažitým souslovím „ticho před bouří“. Na trhu byly stále ony ověřené grafické čipy, ať už máme na mysli řadu NV3x od nVidie nebo R3xx a RV3xx od ATi, což jsou ale i dnes poměrně dostačující GPU. Ovšem co by to bylo za boj, kdyby se nechystala další generace „vizuálních procesorů“ (VPU), která pořádně rozčeří vody informačních technologií a přinese něco nového. GeForce 6800 byla vypuštěna před třemi týdny, ale co na to konkurence?
Podívejme se ale trochu zpět, do dob, kdy bylo ATi v desktopové grafice méně známé a nikdo by neodhadoval, že jednou předstihne i gigantickou nVidii. V době, kdy tato kalifornská společnost ještě soupeřila s 3dfx, si ATi vyvíjelo své první 3D akcelerátory rodiny Rage 128 (rok 1999). Obchodní jméno Radeon, držící se pevně až do dneška, bylo představeno společně s T&L jednotkou v roce 2000. První větší náznak soupeření ale přišel koncem roku 2001, kdy se objevily čipy Radeon 7500 a 8500. Zpočátku sice vyšší modely převyšoval řešení od nVidie, ale snaha kanadské společnosti byla záhy přerušena sérií GeForce4, kterou dala nVidia najevo, kdo je tu pánem.
Obr. 1 – Obrázek z webových stránek ATi
Pak už přišel na trh revoluční Radeon 9700 Pro s jádrem R300. Tento GPU se stal prakticky okamžitě grafickým lídrem, obsahoval plnou podporu DirectX 9, 256-bitovou paměťovou sběrnici a byl postaven na osvědčeném 0,15mikronovém procesu. Tyto tři faktory byly klíčem k úspěchu, protože nVidia na nich ztroskotala. I po doladění GeForce FX 5900 bylo ATi stále lepší ve využívání shaderů a DirectX 9 a jeho výkon předčil snad dvojnásobně předchozí čipy ATi.
O dalším vývoji se rozhodovalo až v průběhu roku 2003. ATi již začínala pracovat na čipu R400, který se měl stát generačním nástupcem Radeonů 9xxx, ale okolnosti ji přinutily plány změnit. Ukázalo se, že DirectX 9 je rozhraní dostačující na několik let, a proto ATi změnilo strategii nového produktu. Pod kódovým názvem Loki začalo vyvíjet čip R420, který klade důraz hlavně na efektivnější práci v Shaderech 2.0 a nepřináší revoluční technologie či architekturu. Přesto se tento čip vyrovnal GeForce 6800.
Radeon X800 – základní informace
První věc, která by Vás mohla zaujmout, je již jméno nového čipu. Sám jsem si pokládal otázku, jak ATi nazve další generace GPU, když je v názvosloví již u rodiny 9xxx. Výsledek je velice rafinovaný – na první místo názvu jde „X“, jakožto označení římské 10. Zároveň je tím vyřešena otázka záměny podporované verze DirectX, protože mnozí si nesprávně mysleli, že Radeony 9000, 9100 a 9200 podporují DX9.
Nejdříve se podíváme na stručné specifikace ve srovnání s dalšími čipy. Podívejte se hlavně na vzácnou shodu mezi GeForce 6800 a Radeonem X800:
V tabulce je uveden jen Radeon X800 XT, ale celkem dalo ATi k dispozici dvě různé verze. Tyto verze detailně popíši na konci tohoto preview, jen bych v tomto místě rád připomněl, že taktovací frekvence verze „XT“ nemusí být definitivní. Lišily se totiž u jednotlivých serverů až o 40MHz, takže na oficiální verzi si počkáme do doby, než přijdou grafické karty na trh.
U nVidie je pro změnu uvedena jen verze GeForce 6800 Ultra, ačkoliv ve před týdnem byly uvedeny ještě dva nové modely. Jednak se jedná o GeForce 6800 GT, která běží na 350MHz a jsou použity 500MHz paměti GDDR3 a jednak o GeForce 6800 Ultra Extreme, nebo-li 6850, která je naopak rychlejší. Tento model bude nVidia dodávat jen některým partnerům (např. Gainward) a poběží na 450MHz/550MHz GDDR3. Přijde mi, že jde jaksi o nouzovou edici.
Vraťme se ale k Radeonu X800, zde jsou jeho další základní rysy:
SmartShader HD
VideoShader HD
Jistě jste si všimli, že ATi přidalo za název každé své technologie příponu HD. To značí High Definition, takto ATi charakterizuje novou generaci (High Definition Gaming). Na stránkách ATi je připravena velice pěkná flashová prezentace s možností stažení několika demoverzí schopností Radeonu X800. Zájemci klikejte ZDE.
Podívejme se ale trochu zpět, do dob, kdy bylo ATi v desktopové grafice méně známé a nikdo by neodhadoval, že jednou předstihne i gigantickou nVidii. V době, kdy tato kalifornská společnost ještě soupeřila s 3dfx, si ATi vyvíjelo své první 3D akcelerátory rodiny Rage 128 (rok 1999). Obchodní jméno Radeon, držící se pevně až do dneška, bylo představeno společně s T&L jednotkou v roce 2000. První větší náznak soupeření ale přišel koncem roku 2001, kdy se objevily čipy Radeon 7500 a 8500. Zpočátku sice vyšší modely převyšoval řešení od nVidie, ale snaha kanadské společnosti byla záhy přerušena sérií GeForce4, kterou dala nVidia najevo, kdo je tu pánem.
Obr. 1 – Obrázek z webových stránek ATi
Pak už přišel na trh revoluční Radeon 9700 Pro s jádrem R300. Tento GPU se stal prakticky okamžitě grafickým lídrem, obsahoval plnou podporu DirectX 9, 256-bitovou paměťovou sběrnici a byl postaven na osvědčeném 0,15mikronovém procesu. Tyto tři faktory byly klíčem k úspěchu, protože nVidia na nich ztroskotala. I po doladění GeForce FX 5900 bylo ATi stále lepší ve využívání shaderů a DirectX 9 a jeho výkon předčil snad dvojnásobně předchozí čipy ATi.
O dalším vývoji se rozhodovalo až v průběhu roku 2003. ATi již začínala pracovat na čipu R400, který se měl stát generačním nástupcem Radeonů 9xxx, ale okolnosti ji přinutily plány změnit. Ukázalo se, že DirectX 9 je rozhraní dostačující na několik let, a proto ATi změnilo strategii nového produktu. Pod kódovým názvem Loki začalo vyvíjet čip R420, který klade důraz hlavně na efektivnější práci v Shaderech 2.0 a nepřináší revoluční technologie či architekturu. Přesto se tento čip vyrovnal GeForce 6800.
Radeon X800 – základní informace
První věc, která by Vás mohla zaujmout, je již jméno nového čipu. Sám jsem si pokládal otázku, jak ATi nazve další generace GPU, když je v názvosloví již u rodiny 9xxx. Výsledek je velice rafinovaný – na první místo názvu jde „X“, jakožto označení římské 10. Zároveň je tím vyřešena otázka záměny podporované verze DirectX, protože mnozí si nesprávně mysleli, že Radeony 9000, 9100 a 9200 podporují DX9.
Nejdříve se podíváme na stručné specifikace ve srovnání s dalšími čipy. Podívejte se hlavně na vzácnou shodu mezi GeForce 6800 a Radeonem X800:
 | ATi Radeon 9800XT | ATi Radeon X800 XT | nVidia GeForce 6800 Ultra |
| Grafické jádro | R360 | R420 | NV40 |
| Výrobní proces | 0,15 mikronu | 0,13 mikronu | 0,13 mikronu |
| Počet tranzistorů | 107 milionů | 160 milionů | 222 milionů |
| Frekvence jádra | 412MHz | 520MHz | 400MHz |
| Frekvence paměti | 365MHz (730MHz DDR) | 560MHz (1,12GHz DDR) | 550MHz (1,1GHz DDR) |
| Paměťová sběrnice | 256-bit DDR/2 | 256-bit GDDR3 | 256-bit GDDR3 |
| Propustnost pamětí | 23,4 GB/s | 35,8 GB/s | 35,2 GB/s |
| Pixel fillrate (singletexturing) | 3,04 Gpixel/sek. | 8,3 Gpixel/sek. | 6,4 Gpixel/s |
| Texel fillrate (multitexturing) | 3,04 Gtexel/sek. | 8,3 Gtexel/sek. | 6,4 Gtexel/s |
| Výkon při FSAA | cca 19,5 miliardy AA vzorků/sek. | cca 50 miliard AA vzorků/sek. | cca 51,2 miliardy AA vzorků/sek. |
| Transformace trojúhelníků | 412 MT/sek. | 780 MT/sek. | 600 MT/sek. |
| Počet pixel pipeline | 8 | 16 | 16x1 / 32x0* |
| Počet TMU | 8 | 16 | 16 |
| Podpora DirectX | 9.0 | 9.0b | 9.0c |
| Pixel shader | 2.0 | 2.0+ | 3.0 |
| Pixel instrukce | 160 | 1536 | nekonečno |
| Vertex enginy | 4 | 6 | 6 |
| Vertex shader | 2.0 | 2.0+ | 3.0 |
| Způsob FSAA | 6x RGMS | 6x RGMS | 4xRGMS+2xSS |
| Úspora šířky pásma | HyperZ III+ | HyperZ HD | LMA III |
| Barevná komprese | 6:1 | 6:1 | ? |
| Z-komprese | 4:1 (24:1 při 6x FSAA) | 8:1 (48:1 při 6x FSAA) | ? |
| Optimalizace obrazu | SmoothVision 2.1 | SmoothVision HD | IntelliSample 3.0 |
Tab. 1 – Základní specifikace Radeonu X800
* - GeForce 6800 dokáže vyrenderovat až 32 pixelů za takt bez barevné složky (viz preview)
* - GeForce 6800 dokáže vyrenderovat až 32 pixelů za takt bez barevné složky (viz preview)
V tabulce je uveden jen Radeon X800 XT, ale celkem dalo ATi k dispozici dvě různé verze. Tyto verze detailně popíši na konci tohoto preview, jen bych v tomto místě rád připomněl, že taktovací frekvence verze „XT“ nemusí být definitivní. Lišily se totiž u jednotlivých serverů až o 40MHz, takže na oficiální verzi si počkáme do doby, než přijdou grafické karty na trh.
U nVidie je pro změnu uvedena jen verze GeForce 6800 Ultra, ačkoliv ve před týdnem byly uvedeny ještě dva nové modely. Jednak se jedná o GeForce 6800 GT, která běží na 350MHz a jsou použity 500MHz paměti GDDR3 a jednak o GeForce 6800 Ultra Extreme, nebo-li 6850, která je naopak rychlejší. Tento model bude nVidia dodávat jen některým partnerům (např. Gainward) a poběží na 450MHz/550MHz GDDR3. Přijde mi, že jde jaksi o nouzovou edici.
Vraťme se ale k Radeonu X800, zde jsou jeho další základní rysy:
SmartShader HD
- Hardwarová podpora DirectX 9.0
- Vertex Shadery 2.0
- Až 65 280 instrukcí s řízením toku
- Trigonometrické operace během 1 cyklu
- Rozšířená podpora Pixel Shaderů 2.0
- Až 1536 instrukcí a 16 textur za průběh
- Druhá generace F-Bufferu
- 32 dočasných a pevných registrů
- Podpora 32-, 64- a 128-bit barevné hloubky
- Multiple Render Target (MRT)
- 2x/4x/6x Anti-aliasing
- Multisampling s gamma korekcí, programovatelnými vzorky a centroidním vzorkováním
- Bezztrátová barevná komprese 6:1
- Temporal Anti-aliasing
- 2x/4x/8x/16x anizotropní filtrování
- až 128-tap filtrování textur
- Adaptivní algoritmy pro bilineární a trilineární filtry
- 3Dc komprese
- Normal Map komprese 4:1
- Pracuje s dvousložkovými formáty dat
- 3-úrovňový hierarchický Z-buffer
- Bezztrátová komprese Z-bufferu
- Rychlé vyčištění Z-bufferu
VideoShader HD
- Bezproblémová integrace pixel shaderů při přehrávání videa
- Fullstream pro vyhlazování videa (včetně DivX a WMV9)
- Videosoap pro odstranění šumu
- Hardwarová akcelerace enkódování a dekódování MPEG1/2/4
- Podpora DXVA
- Kompenzace pohybu, konverze iDCT a DCT
- Adaptivní De-Interlacing a konverze snímkování
Jistě jste si všimli, že ATi přidalo za název každé své technologie příponu HD. To značí High Definition, takto ATi charakterizuje novou generaci (High Definition Gaming). Na stránkách ATi je připravena velice pěkná flashová prezentace s možností stažení několika demoverzí schopností Radeonu X800. Zájemci klikejte ZDE.
