Radeon HD 5000系列

ATI Radeon HD 5000系列，是AMD(ATI)的显示核心系列产品，研发代号Evergreen。2007年AMD公司在台湾参加台北国际电脑展览会，展会结束后，公司工程师到酒吧享乐，并提议利用酒店集团名称Evergreen作为新显示核心的代号。Evergreen正是台湾的长荣集团。整个系列的第一款产品是RV870/Cypress显示核心，采用此晶片的显示卡名为Radeon HD 5870，于2009年9月23日推出。核心拥有1600个流处理器，数量是上一代的两倍。它是AMD首个支持DirectX 11的显示核心系列。同时针对OpenCL而设计，加强显示核心的通用运算能力。此外，其ATI Eyefinity技术，可以使显示卡支援多屏幕输出。数量最多可以支持六个屏幕输出。

**DirectX 11**
随着Windows 7作业系统在2009年尾推出，新的DirectX 11亦借势推出。

**多线程处理**
DirectX 11改进了对多执行绪技术的支援，因而让应用程式可以同步新增有用资源或者管理状态，并让其可以从所有专用线程中发送提取命令，这样可以提升每一个执行绪启动游戏的效率，并且可以比DirectX 10去更好的利用CPU的核心数量不断提高所带来的潜力。

**Shader Model 5.0**
相对于旧有的Shader Model 4.0，新增了五个新的指令集。编程者可以更轻易检视和操作数据。着色引擎方面，除了4.0版本拥有的顶点着色引擎、像素着色引擎、几何着色器外，还另外增加了外壳着色器、运算着色器和域着色器。

**DirectCompute 11**
随着显示核心的性能愈来愈强劲，利用显示卡作非立体计算可以更有效发挥产品性能，使之适用范围更广泛。通用计算包括物理加速、人工智慧和光线跟踪。利用显示核心作相关计算，效能比单纯用CPU更好。近年，两大显示核心制造者－AMD和NVIDIA都大力推动通用计算。现时已有三种相关的开发接口的，分别是CUDA、Stream和OpenCL。CUDA是NVIDIA的专属接口，非NVIDIA显示核心不能支援。Stream是ATI所开发，而OpenCL则由Khronos所制定。而DirectCompute 11是DirectX 11的一部分，由微软制定。

**Tessellation**
自Radeon HD 2000系列开始，AMD的显示核心都支援Tessellation技术。到了DirectX 11时，微软正式将Tessellation技术放到DirectX标准中。而DirectX 10和11的Tessellation技术是不同的。为了配合Tessellation运算，DirectX 11增加了Hull和Domain两个着色器，所以效率和效果会有所提高。

**HDR纹理压缩**
DirectX 11的HDR纹理压缩技术中新增了对BC6以及BC7的支援。

**架构**

**Terascale 2 架构**
Cypress推出的时候，Terascale 绘图引擎架构的流核心数量、纹理单位与ROP跟上一代的 RV770 都二倍成长。此架构的流核心设计几乎没有变动，不过新增了支援 DirectX 11/DirectCompute 11 的能力。 与上一代的设计相似，每一个 SIMD 核心集成了 4 个纹理单位与 16 个流核心（每个含有5个处理单元，总共80个单元）。
而跟上一代不同的另一个地方是为了与 DirectX 11 相容，流核心能够处理单精度与双精度的 FMA (Fused Multiply Add) 指令运算，它提供的精度比 MAD (Multiply Add) 还要高，而且他也遵循 IEEE 754-2008 标准。 Evergreen原生支援SAD (Sum of Absolute Difference) 指令，在类似影音转档的应用上，执行性能可以大幅提升。

**缓冲记忆体**
每个 SIMD 核心也搭载了 32 kiB 的本地资料共享 (Local Data Share) 与 8 kiB 的 L1 快取， 而每个 SIMD 核心都能共享 64 kiB 的全域资料共享 (Global Data Share)。
每一个流核心都有两组L2缓冲记忆体，每一组的容量是128kb。纹理单元方面，是16k x 16k格式。而DirectX 11中的HDR纹理压缩技术——BC6以及BC7都可以被支持。

**记忆体控制器**
每个记忆体控制器连结着 8 组 ROP 单元，每组提供 32bit 的通道，每一单元使用 128kiB 的 L2 快取。 Redwood 则是有 4 组 64bit 通道的 ROP 单元。另外，增加了EDC效验功能。可以支援循环冗余校验，增加数据传输的可靠性。

**ROP 单元**
用作画面的后期处理，例如反锯齿功能。Evergreen核心新加了回读路径，改善抗锯齿性能。

**Eyefinity多萤幕显示技术**
大黄蜂号航空母舰 (CV-12)上采用ATI Eyefinity技术实作的SimCraft仿真赛车游戏机
显示核心的性能已经大幅提升，理论上可以支援已更高的解像度玩游戏。但受显示器技术所限，解像度提升亦有限。另外，高解像度显示器价钱高，效能却不一定好。例如显示器的更新率可能只有30Hz。所以，利用多个显示器组合成一个大显示器，可以成为一个解决方案。以往的显示卡已经可以支援双显示器输出。但是，两个显示器中间的黑边，可能阻碍进行游戏。如果可以使用三个显示器的话，就可以营造一个比较理想的视野。如果使用多于一张显示卡，去达致多显示器输出的话，就会失去立体加速。2002年的时候，Matrox就推出了幻日显示卡，可以支援三个显示器输出。不过，它的立体加速性能有限。另外，Matrox曾经推出过DualHead2Go的后续产品——TripleHead2Go。它可以将显示接口分享给三个显示器。系统误以为只一个显示器，从而解决立体加速的问题。不过，这个产品只支援单一接口输入，采用VGA输出，解像度有限。在专业显示卡方面，某些产品在一张显示卡上采用两个显示核心，从而支援四个影像输出。所以实际效果与同时插入两张显示卡无异。
为了解决上述的问题，AMD在这一代显示卡引进了ATI Eyefinity Technology的新型显示技术。每一个RV870显示核心都集成了六个显示输出控制器。每一个输出的影像解像度是2560x1600，每一个颜色通道的位元深度是10-bit。一张显示卡能够提供到最高6组萤幕同步显示，这些萤幕进一步组合成一片大型画面，让作业系统认为有一个超高解析度的单萤幕。HD 5000全系列都能够支援 Eyefinity技术，除了拥有六个DisplayPort输出介面的 Radeon HD 5870 Eyefinity Edition 以外都只支援三萤幕输出。
如果有超过两个没有提供 DisplayPort 介面的萤幕就可以使用 DisplayPort 的转接器，它能够将 DisplayPort 的讯号转换成 VGA、单路/双路 DVI 或是 HDMI，以便使用 Eyefinity 技术。 下面的表格表明了 HD 5800/5700 系列能够使用的最大组态。
不过有些没被 ATI 验证过的其他配置 (DVI + HDMI + VGA) 组合有时也是可行的。.

**多媒体能力**
在影片处理能力上，AVIVO HD 与 通用视讯解码器的搭配下这一代的显示卡还是具备着播放蓝光影片和HD DVD的硬体解码功能，而搭配 Catalyst 9.11 以后的驱动程式更能够让像是Youtube或Hulu中有使用以 H.264 为压缩基础之 Flash 格式的Full HD影片更流畅的播放。此外，显示管线支援 xvYCC 色域以及在 HDMI 介面上拥有 12-bit 的单路色彩输出，且 AVIVO HD 也支援 Windows Vista 及 Windows 7 的 DXVA 2.0 API 标准。
而在这代的另一项重要里程就是开始支援 HDMI 1.3a 标准。上一代的 Radeon R700 系列 显示晶片只支援到 LPCM 7.1 声道的音讯及无法让外部解码器位元流提供 Dolby TrueHD 及 DTS-HD Master Audio 输出支援，在这一代已经提供这些输出支援。

**其他技术**

**GDDR5**
Evergreen的显示记忆体控制器，新增支援循环冗余校验。GDDR5的Link Retraining技术，可以即时将记忆体的频率和电压转换。在2D模式时转换到立体计算模式时，此技术可以减低之间的出错机会。

**集成音效卡**
相对于上一代产品只支援HDMI 1.1输出，新的显示核心支援HDMI 1.3输出。后者的频宽更高，可以传输更高质素的影像。又或者可以传输更多讯息，包括音频讯息。而自Radeon R600开始，显示核心都集成了音效晶片。这样显示卡上的HDMI输出，可以直接包含音频和视频数据。而不需要额外的音效卡处理相关讯号，然后透过接线将音频讯息传到显示卡，再由显示核心将音效和视频讯号结合，作HDMI输出。旧有的AMD显示核心内建的音频晶片，只支援5.1声道输出。而新的Evergreen显示核心，内建音频晶片新增7.1声道输出。音频解决方案方面，Evergreen显示核心新增支援Dolby HD和DTS-HD Master Audio。数字功放可以直接将HDMI中的音频讯号解码。另外，电脑再不需要使用额外的音效卡，去输出此等音频格式讯号。

**立体显示技术**
为了回应对手NVIDIA的3D Vision技术，AMD也推出了自家的立体显示技术。不过，此技术并非AMD独家研发，而是和iZ3D公司合作。而相关技术的电路并不是集成在显示核心中，而是在显示器里。

**通用计算技术**
Evergreen支援自家的Stream标准。另外，同样支援开放的Direct Compute和OpenCL标准。浮点运算能力方面，Radeon HD 5870的理论值是2.7 TFLOPS。上一代的产品应用到天河一号的时候，产品的性能是理论值的70%左右。

**物理加速技术**
利用DirectX 11的Direct Compute和Tessellation技术，可以造到物理加速的效果。例如游戏《科林麦克雷：尘埃2》中，旗帜的飘扬和灰尘的飞扬。Havok物理引擎方面，AMD将会利用多核心中央处理器作运算。

**产品**

**Radeon HD 5900**
ATI Radeon HD 5970显示卡
Radeon HD5970于2009年11月19日正式发布，产品数日后已开始上市销售。 
与上两代Radeon HD3800/4800 X2系列类似，Radeon HD5970也是在一块PCB上安装两颗GPU，并通过一颗PLX PCI-E 2.1桥接芯片组建内部CrossFire，也支持双卡组建四路CrossFire。与上代Radeon HD 4800 X2不同的是，由于PCI-E 2.1频宽和电源管理已经非常完善，故没有采用在Radeon HD4800X2上使用过的CrossFire Sideport，而使用了类似Radeon HD3870X2的PCI-E内部桥接。PCI-E 2.1相比2.0，虽然频宽没有上升，但就加入了大量的管理技术。
Radeon HD5970由两颗RV870组成，共集成达43亿电晶体，内含高达3200个流处理器，预设频率为725MHz，相比Radeon HD5870为低，但几乎每一片Radeon HD5970都能使用原厂的超频工具返回900MHz以上的水平。预设频率下运算能力高达4.64TeraFLOPS，比上一代的HD4870X2高出70%。记忆体方面依然保持256位元总线，每颗核心皆拥有频率为4.0GHz的1GB GDDR5记忆体（即总共2GB），两颗核心共提供总共高达256GB/s的频宽。
得益于40nm制程及新电源管制技术，功耗仍能保持上代的水平，满载功耗为294W，闲置功耗相比HD4870还低，只有42W。散热器的方面，AMD在本系列首次均热板设计，配合鼓风机式风扇，最高能带走400W热量。

**Radeon HD 5800**
Radeon HD5870是首款Radeon HD5000系列的产品，于2009年9月23日发布，拥有1600个流处理器，预设频率为850MHz，记忆体方面拥有256bit频宽和4.8GHz的1GB GDDR5记忆体。公版卡全长达28cm，比Radeon HD4870X2更长。
Radeon HD 5870 Eyefinity6 Edition于2010年3月11日发布。显然卡拥有六个mini DisplayPort输出接口。核心方面仍然使用Cypress核心，拥有1600个流处理器。由于显示卡拥有六个TMDS通道，所以支援六个显示器的输出，每个显示器最高的分辨率是1080p。
Radeon HD5850同样使用RV870核心和1GB GDDR5记忆体，但只拥有1440个流处理器，而且预设频率较低。
Radeon HD5830于2010年2月25日发布。它只有1120个流处理器，核心频率是800MHz，显示记忆体方面，将会采用4.0GHz的GDDR5，频宽有256-bit。由于核心频率较HD5850为高，所以功耗较上线的HD5850更高。

**Radeon HD 5700**
ATI Radeon HD 5770显示卡
Radeon HD 5700系列于2009年10月13日发布。Radeon HD5770拥有800个流处理器、128bit记忆体频宽和1GB GDDR5记忆体，而Radeon HD5750只有720个流处理器。

**Radeon HD 5600**
Radeon HD5670于2010年1月14日发布，拥有400个流处理器、128bit记忆体频宽和1GB GDDR5记忆体。

**Radeon HD 5500**
Radeon HD 5570在2010年2月推出。规格上与Radeon HD 5670接近，拥有400个流处理器，只是核心频率较低，而且显示记忆体的规格亦较差，只支援DDR3显示记忆体。而高一级的Radeon HD 5670则支援GDDR5显示记忆体。Radeon HD 5570正式发布的核心制程是40nm，频宽是128-bit。直接对手是NVIDIA的GeForce GT 220。
Radeon HD 5550 为320个流处理器，支援DDR2显示记忆体，核心频率为550MHz。

**Radeon HD 5400**
蓝宝科技制造的ATI Radeon HD 5450显示卡
Radeon HD 5450于2010年2月4日发布，属于入门级产品。它拥有80个流处理器，核心制程是40nm。显示记忆体方面，可以支援DDR3或者DDR2以区分价格，而其频宽只有64-bit。由于核心发热量比较低，显示卡可以采用被动式散热器。集成声效卡可以支援7.1声道效果。与同系列比较高阶的核心不同，Radeon HD 5450的SIMD所拥有的流处理器数量比较少，并即是每流处理器可分享到更多的L1缓冲记忆体。

**规格表**

**桌上型图形处理器**
ATI Radeon HD 5000系列，开发代号『Evergreen』，是最后一个使用『ATI』品牌的AMD显示核心系列产品。- Radeon HD 5000系列是AMD-ATI图形处理器系列中最后一个单卡支援双类比式CRT荧幕（即内建两个RAM-DAC）特性的系列
1 统一渲染单元数量 : 纹理对映单元数量 : 渲染输出单元数量
2GDDR5显示记忆体的资料传送速率是其时钟频率的4倍，而非其它DDR记忆体的两倍
3热设计功耗（TDP）数值来源于超微官方资料。不同厂商的非公版显示卡电路板设计会使得实际TDP数值和官方资料的有所不同。
4全部显示核心支援『角度无关各向异性过滤』和『Eyefinity』特性，其中『Eyefinity』使得一块显示卡支援三荧幕显示输出，部分型号更可以支援更多的荧幕显示输出
6Radeon HD 5870 Eyefinity Edition显示卡支援最多6个mini DisplayPort显示讯号输出。

**行动型图形处理器**
ATI Mobility Radeon HD 5000系列行动型显示核心，开发代号『Manhattan』，是最后一个采用『Mobility Radeon HD XXXX』的命名方式显示核心系列，也是最后一个使用『ATI』品牌的行动显示核心系列。- 1 统一渲染单元数量 : 纹理对映单元数量 : 渲染输出单元数量- 2 GDDR5显示记忆体的资料传送速率是其时钟频率的4倍，而非其它DDR记忆体的两倍

**注释及参考资料**

**更多资讯**
 GeForce 400- ATI显示核心列表