ATI Radeon HD 2000

title: 开发.
content: 从2006年发表Radeon X1 Series的时候,据说Radeon R600图形处理器(GPU)已经在开发阶段,且会于2006年的年尾发表。但是之后R600的讯息变的非常少。一般最令人印象深刻无疑是2900XTX显卡的OEM版本。该卡长度达到了12英寸,而当时最高端的显卡亦不过是9英寸长。而在2006年的年尾,越来越多Radeon R600已达最终开发阶段的谣传在网络上出现,而其中一个网站甚至发布R600与GeForce 8800 GTX的效能测试比较,并指出R600比竞争对手的效能测试成绩大部分都多出5%至10%。但之后发现这则效能测试并不可靠,自从这个网站提供错误的显卡资讯,在2007年3月该网站就无法连结。而之后其他的谣言认为R600会于2007年第1季发表。  最后,NVIDIA于2006年年尾发布了GeForce 8系列的GeForce 8800显卡,而ATI则于半年后才发布HD2000系列显卡。对ATI而言,幸好在此期间市面上还没有一款正式发售的DirectX 10.0游戏,ATI赶得上在游戏发售前发布支援DirectX 10.0的显卡。  在2007年第1季,像是CES或是CeBIT这类的大型电脑展也拒绝展示基于R600的显卡的相关资料。官方透露出在CeBIT展之后才会发表这类显卡,而R600的发表日会延后至2007年第2季。  很快的在3月底,ATI宣布于4月23日至4月24日在非洲的突尼斯会举行一次发表活动,打算邀请约200名记者的事件,但后来知道是一件受不公开协议保护的活动,该协议限制记者不准报导每一个细节。在此同时,更有传言指最后的规格、各个性能区间、不同价格与不同路线的显卡会统一在2007年5月14日发表。  在5月初的时候,根据ATI显卡的合作伙伴HIS透露,所有的Radeon HD 2900 XT显卡会附送Valve的Half-Life 2: Episode Two, Portal和Team Fortress游戏的免费下载。这表示购买此显卡的使用者可以玩Day of Defeat:Source这款游戏。最后,Radeon HD 2000系列显卡在2007年5月14日正式发表,该产品线的高阶产品Radeon HD 2900 XT 拥有 512MB GDDR3 内存,同时发表其他不同的产品线,其中也包括行动式产品。
title: 产品线.
content: R600系列的正式名称为Radeon HD 2000 系列显卡,在此系列中提供顶级效能的是Radeon HD 2900 series,而主流效能的Radeon HD 2600 series 与Radeon HD 2400 series 在2007年第2季发表。
title: Radeon HD 2900系列.
content: 它是Radeon HD 2000 系列最高端产品线。系列中的Radeon HD 2900 XT 512MB GDDR3版本发售定价为399美元。它是针对高端游戏玩家,核心拥有320个流处理器、显示内存带宽是512-bit、支援HDMI显示输出、内置音频处理器、支援CrossFire技术。而另一个版本则是Radeon HD 2900 XT 1GB GDDR4版,即是之前的Radeon HD 2900XTX,除了核心、记忆体时脉及记忆体容量不同之外,其他则与Radeon HD 2900 XT 512MB GDDR3版本一样。  作为HD 2000 系列的高端显卡,Radeon HD 2900 XT拥有7亿多个晶体管,并采用统一渲染架构。它以较成熟的80奈米制程制造,核心面积巨大。HD 2900 XT核心拥有320个流处理器,每个流处理器都能处理顶点和像素数据,流处理器的工作频率与核心频率相同。而对手NVIDIA的GeForce 8显卡的流处理器的工作频率与核心频率并不相同,流处理器的工作频率比较高。  显示内存方面,HD 2900XT只采用了GDDR3版本,并没有采用GDDR4。原因是GDDR4内存产能不足、价格昂贵、延迟率高,造成效能不佳。这亦是HD 2900XTX延迟发布的原因。说回HD 2900XT,它的显示内存带宽是512-bit,是历史上的第一次。显示输出支援HDMI,并集成了声卡,音频和视频数据就能同时利用HDMI传输。可惜的是它不支援UVD视讯处理引擎,可能由于显示核心是在较早时间设计,赶不上集成在显示核心中。  之后ATI发布的8.381版催化剂驱动程序,可开启HD 2900的H.264高清硬件加速能力,但不支援VC-1格式。  此卡须要利用一个新的8-pin PCI Express (PCI-E)电源线提供额外的电力。这表示需要更高瓦数的电源供应器才能驱动它。公版显卡长度为9.5英寸(24厘米)。  Radeon HD 2900系列作为ATI的顶级显卡也许并不那么成功,但是其工艺改进后衍生出的RADEON HD3800系列却是ATI非常成功的中端主流显卡。
title: Radeon HD 2600系列.
content: 2007年7月公开发售,针对主流用户,分为XT和Pro两个版本。XT版本的核心频率较高,所以效能较佳。它拥有120个流处理器。特色是拥有UVD视频处理引擎,能大幅降低视频播放时的处理器资源占用率。同样支援HDMI显示输出,并内置音频处理器,支援CrossFire技术。  值得注意的是HD 2600 XT能支援GDDR4内存。
title: Radeon HD 2400系列.
content: 2007年7月公开发售,针对入门用户。它拥有40个流处理器。功能与HD 2600系列显卡相若,只是效能较差,但仍比集成显卡好得多。
title: 行动式产品.
content: 除了台式电脑产品,亦有行动式产品。Mobility Radeon HD 2300在一些网站上出现,某些款式的华硕笔记型电脑有使用此产品,其中一款A8JR采用的是Radeon HD 2300的显示芯片,但是此显示芯片是由原来的Mobility Radeon X1000系列更名而来的,所以它只支援到DirectX 9.0c与POWERPLAY 6.0版省电技术。至于Mobility Radeon HD 2600第一次是出现在CES中的两台微星笔记型电脑。  最后于NVIDIA发布GeForce 8M系列显卡一周后,ATI正式发布ATI Mobility Radeon HD 2000系列显卡。此时发布五个型号,Radeon HD2300、2400、2400XT、2600和2600XT,恰好与NVIDIA的GeForce 8M显卡对应。
title: 核心架构.
content: R600的核心设计与Xbox 360的GPU "Xenos"相似,差别在于DirectX 10的支援度。但是R600并没有提供10MB内嵌的缓冲内存,因为AMD强调R600是第二代整合式着色器架构。根据ATI的说明,R600的核心是为了支援Windows Vista与DirectX 10.0而设计的。不过它也能够支援使用OpenGL 2.0的Linux与Mac OS X,还有DirectX 9.0c的Windows XP。  与GeForce 8一样,R600采用统一着色器架构。传统显示核心的架构分为顶点着色引擎和像素着色引擎。当顶点着色引擎负荷很重时,像素着色引擎可能闲置著,反之亦然。这造成显示核心运算能力不能被充分发挥、浪费资源。DirectX 10将顶点着色、几何着色和像素着色合并成一个渲染流程。所以每一个统一流处理器都能处理顶点、几何和像素数据,不会有闲置问题,效率显著提升。  而R600的核心架构主要分为数个部分:
title: 指令处理器和装备引擎.
content: 它主要用来发送指令和收集待处理的信息。其后,数据会传送至超线程分派处理器。
title: 超线程分派处理器.
content: 从装备引擎取得数据后,就会透过超线程分派处理器分配数据,将顶点数据、像素数据和几何数据分配给流处理器作处理。这个部分如果处理不当,数据分配得不均衡,就会造成效率低下,不能发挥流处理器的能力。  超线程分派处理器会先将顶点数据、像素数据和几何数据分类,再将数据分为数据流。而仲裁器会将数据流以最短时间,将数据流传送到流处理器作运算。  除了将数据传送到流处理器外,一些数据会直接传送到顶点和材质单元。这样该种数据无需再经过流处理器,增加效率。  超线程分派处理器有专属的着色缓存,可以快速调用数据。
title: 流处理器.
content: 流处理器之后会从超线程分派处理器取得待处理数据。R600有64个Vec5流处理单元,每个流处理单元都有一个处理超越数的单位,总共有64个单位可以处理像是正弦、余弦、指数、对数与更多像是Multiple-Add(MADD)各类的超越数。此外,每个流处理单元都有一个分支执行单元,负责流控制和条件运算。而精度能达到32bit。 而每个流处理单元有五个超标量体系结构流处理器,总数量320个流处理器,每个流处理器均能处理顶点数据、像素数据和几何数据。
title: 纹理单元和缓存.
content: ATI始终认为在立体运算当中,像素渲染单元的重要性较高。所以从Radeon X1 Series开始,像素渲染单元的数量渐渐超越纹理渲染单元。在R580核心中,像素渲染单元和纹理渲染单元的数量比例是3:1。R600核心中,比例进一步拉大。NVIDIA方面,纵使意识到像素渲染单元的重要性,但在G80中,比例仍维持在2:1(即是有128个流处理器,64个纹理单元)。  ATI认为纹理操作对硬件运算能力要求不高,反而取决于显示内存的带宽和容量。而渲染处理则讲求硬件运算能力,所以ATI将像素渲染单元的数量提高。  R600有4个纹理单元,每个单元有8个纹理寻址处理器,20个FP32纹理采样器和4个FP32纹理过滤单元。  R600支援全速浮点纹理过滤,支援全速64-bit HDR纹理双线性过滤(比上一代快7倍),半速128-bit浮点纹理过滤,和所有格式的三线性和各向异性过滤。高质量模式成为默认模式,改善了对问题纹理的处理。  GPU也加入了32-bit HDR的共享式幂纹理格式,也支援高达8192x8192的高分辨率纹理材质。GPU也提供可压缩几何资料的可程序棋盘形单位。
title: 内存读取/写入缓存和流输出缓冲.
content: 上一代,ATI引入了全新的环形总线显示内存架构。它的内存带宽是256Bit,但内部架构却是512Bit。它能减少内存的延迟,增加Hyper-Z的效能。在高分辨率和开启AA及AF效果下,效能会有明显改善。它其实是由两个256Bit环型管道、四个Ring Stop及8组32Bit的Memory Client所组成。每一个Ring Stop会负责2颗32Bit的内存颗粒,而资料的储存会通过Ring Stop直至到达指定内存。由于两个环的走向是相对的,多数通过一个Ring Stop就能到达指定内存,数据传输就能提高。  而R600的环形总线显示内存架构是第2代。第1代时,显示核心能与环形总线直接进行数据交换,可以跳过Ring Stop。到了第2代,所有数据都必须通过环形总线传输,亦不可以跳过Ring Stop,显示核心不能与环形总线直接进行数据交换。而R600的外部内存带宽是512Bit。  传统的显示内存架构中,每当提升显示内存容量和带宽或更换显示核心时,就需要重新设计显示内存总线。一旦需要更多的数据通道,总线的复杂度就会大幅提升。而环形总线方面,只需加大环的宽度,数据通道变相提升,总线的复杂度却不会提升。而且,厂商可以利用较慢的显示内存,就能达到带宽的提升,成本亦较易控制。值得注意,环形总线显示内存架构是可编程的,通过升级驱动程序,效率可以更高。  R600的L1与L2向量快取是R520的8倍大。
title: 着色输出.
content: R600新增了Re-Z技术。它可以在像素着色之前和之后检查Z缓存。无用的像素将不会被渲染,提升显示核心的运算效率。
title: 渲染器后端.
content: ATI亦为R600核心增强了纹理压缩。在标准模式中,压缩比例最高可达到16:1。而上一代显示核心最高只能达到8:1。当纹理的大小愈来愈大,再大的显示内存都不能满足需求,增加压缩比例是可行的解决方法。而且,纹理压缩是无损的压缩方式。R600可以单独压缩Z缓存和模板数据,效率得以提升。
title: 反锯齿.
content: R600新增支援8倍多采样反锯齿和最高24倍的自定义过滤器反锯齿 (CFAA)。R600进一步增多采样点的数量,甚至延伸到附近的像素去。它是可编程的,通过升级驱动程序,效率可以更高。而旧有的反锯齿技术R600也一一保留。  R600新加入了边缘侦测过滤器,用来侦测已渲染完成图像的边缘。这样,图像的边缘像素就可利用高质量的过滤器和更多采样点进行反锯齿处理。而其他像素就可利用较低质量的过滤器和较少的采样点进行反锯齿处理。这样边缘可以更平滑并且保留图像的细节,因为可以省去非必要的柔化处理,性能可以提高。
title: AVIVO HD.
content: 视频播放在个人电脑中显得愈来愈重要。有鉴于此,NVIDIA在GeForce 6显卡中加入了PureVideo技术;ATI在Radeon X1 Series显卡中加入了AVIVO技术。如今,个人电脑需要播放高清视频,处理器资源占用率愈来愈高。在播放更复杂算法的H.264视频时,旧系统更难以胜任。所以ATI升级了AVIVO技术,成为AVIVO HD。  The Rage Theater芯片被数码式的Rage Theater 200芯片取代,它提供了VIVO支援。R600的显卡能提供2个HDCP的DVI输出,而且提供一个特殊的DVI转HDMI转接器,这样该HDMI线路就能同时传输视频和音频。  在HQV测试中,新的AVIVO HD取得了130分满分,比NVIDIA所创的纪录还高2分。
title: UVD.
content: 中文译成通用视讯解码器。只有HD 2600和HD 2400系列集成了这个解码器。高端的HD 2900XT反而没有集成,由于显示核心是在较早时间设计,来不及集成在显示核心中。虽然如此,根据ATI的解释,HD 2900XT在视频解码中,会利用到着色器来运算,效率依然比上一代显示卡高。再者,HD 2900XT依然支援HDMI显示输出和HDCP,并集成了声卡。  利用UVD引擎,显卡就能完全硬件解码H.264和VC-1格式的高清影片,分别为Blu-ray Disc和HD-DVD的编码。而对手NVIDIA只能完全硬件解码H.264格式的影片,VC-1格式只能部分硬件解码。
title: 集成声卡.
content: HD 2000系列的全部显卡都集成了一个HD音频的处理器,可以直接解码高清视频中的音频,并透过HDMI接口输出至其他视讯装置,例如高清晰度电视。传统显卡的HDMI输出并不包括音效输出,需要透过额外的音效线来传送音频数据,这会造成失真现象,亦偏离HDMI输出的原意。  其后显卡能透过S/PDIF音效线,从系统的音效输出装置(例如:声卡)接收音频数据,再将音效和视频数据整合,最后透过HDMI输出数据。但仍然解决不掉失真现象。  HD 2000系列的音频处理器支援AC3(5.1)规范的Dolby Digital和DTS编码格式,32kHz、44.1kHz、48kHz的16-bit音频流,Windows Vista和Windows XP都能够使用该功能。
title: AVP.
content: 除了UVD引擎外,HD 2000系列显卡亦集成AVP引擎。它的作用是优化视频的品质,能降低视频的锯齿和波纹、自动调整影像的亮度及对比度、去除视频的噪音。
title: HDCP.
content: HDCP芯片已集成在显示核心中。而不是另加芯片或储存在BIOS中。显示卡厂商不用再在产品包装上列明该产品是否支援HDCP功能,因为全HD 2000系列的显卡都支援HDCP,同时省下一笔可观的认证费。
title: 受支援的驱动程序.
content: 最早支援的驱动程序版本是Catalyst 7.5。但是此版本的驱动程序只支援HDMI立体声输出而不支援5.1声道输出,在CrossFire的模式上也未提供12x与24x CFAA的功能。而 Catalyst 7.10 支援 HD 2600 与 HD 2400 的软件 CrossFire,而且此版本在所有 Radeon HD 2000 系列显卡上无论是单卡或是CrossFire都有一系列的效能增进。
title: 产品线表格.
title: 移动型显示核心.
content: 顶点着色器数量 : 像素着色器数量 : 纹理映射单元数量 : 渲染输出单元数量
title: 效能测试.
content: 根据Dailytech效能测试的网页,在一些绘图吃重的游戏,Radeon HD 2900 XT的平均页面速度比nVidia GeForce 8800 GTS多出10~15%。  搭载1024MB GDDR4内存的Radeon HD 2900 XTX,相对的没有比Radeon HD 2900XT更优秀的测试结果,这是根据DailyTech的测试样品。另一个评论网站表示HD 2900 XT比8800 GTS 640MiB的效能更优良。  有关负面报导,根据权威的电脑硬件网页HardOCP,R600 HD2900XT is a letdown, and puts out a lot of heat and sub-par performance given how late to market it is. Not to mention the excessive power it uses to produce questionable performance, given its tardyness to market. Competing products from Nvidia (8800GTS 320 + 640MB versions) can found considerably cheaper, and is readily available at many online E-Tailers. They are as fast or faster, and consume far less power, and put out much less heat. [H]ardOCP concentrates on real world testing,and not synthetic benchmarks (3DMark, among others) that most other sites use.

Summary: ATI Radeon HD 2000系列,核心代号Radeon R600系列,是由AMD-ATI开发的一个显示核心产品线。全系列都支援DirectX 10.0,并采用统一渲染架构。对比上一代,ATI增强了其视频播放能力,并可输出音效讯号。系列首张高阶显卡HD 2900XT在2007年5月14日发表,它拥有 512MB GDDR3 内存。代号为RV630与RV610的中阶与低阶产品在2007年7月推出,并以65奈米制程制造。