라데온 9000 시리즈

2002년 8월에 출시되고 ATI 테크놀로지스에서 개발한 R300 GPU는 라데온 그래픽 카드에 사용된 세 번째 세대 GPU이다. 이 GPU는 Direct3D 9.0 및 OpenGL 2.0을 기반으로 한 3D 가속 기능을 제공하며, 이전 R200 디자인에 비해 기능과 성능이 크게 향상되었다. R300은 최초의 완전한 Direct3D 9 지원 소비자 그래픽 칩이었다. 프로세서에는 2D GUI 가속, 비디오 가속 및 다중 디스플레이 출력이 포함된다.

R300을 사용한 최초의 그래픽 카드는 라데온 9700이었다. ATI가 GPU를 비주얼 프로세싱 유닛(VPU)으로 마케팅한 것은 이번이 처음이었다. R300과 그 파생 제품들은 3년 이상 ATI의 소비자 및 전문가 제품 라인의 기반을 형성했다.

 라데온 기능 매트릭스 

라데온 R200 (9xxx) 시리즈

AGP (9xxx 시리즈)

 모든 모델은 150nm 제조 공정으로 생산된다
 모든 모델은 DirectX 8.1 및 OpenGL 1.4를 지원한다

 1 픽셀 셰이더 : 정점 셰이더 : 텍스처 매핑 유닛 : 렌더 출력 장치

IGP (9xxx 시리즈)

 모든 모델은 150nm 제조 공정으로 생산된다
 모든 모델은 DirectX 8.1 및 OpenGL 1.4를 지원한다
 라데온 9200 기반

 1 픽셀 셰이더 : 정점 셰이더 : 텍스처 매핑 유닛 : 렌더 출력 장치

라데온 R300 시리즈

AGP (9xxx 시리즈)

 모든 모델은 DirectX 9.0 및 OpenGL 2.0을 지원한다

 1 픽셀 셰이더 : 정점 셰이더 : 텍스처 매핑 유닛 : 렌더 출력 장치
 2 타사 드라이버 수정으로 8개의 픽셀 파이프라인으로 잠금 해제된 9800 SE 256비트 버전은 전체 9800 프로와 거의 동일하게 작동해야 한다.

개발

ATI는 라데온 8500으로 한동안 선두를 달렸지만, 엔비디아는 지포스 4 Ti 라인 출시와 함께 성능 우위를 되찾았다. 새로운 고급형 리프레시 부품인 8500XT(R250)가 개발 중이었고, 엔비디아의 고급 제품, 특히 최고 사양 Ti 4600과 경쟁할 준비가 되어 있었다. 출시 전 정보에는 R250 칩의 300 MHz 코어 및 램 클럭 속도가 기재되어 있었다. ATI는 아마도 3dfx가 Rampage 프로세서에 집중하지 않았을 때 어떤 일이 일어났는지 알고 있었을 것이고, 다음 세대 R300 카드 출시를 위해 Rampage 프로세서를 포기했다. 이는 ATI가 엔비디아에 뒤처지지 않고 처음으로 개발을 선도할 수 있게 해준 현명한 결정으로 입증되었다. 차세대 아키텍처로 전례 없는 기능과 성능을 제공하는 R300은 어떤 R250 리프레시보다 우수했을 것이다.

R3xx 칩은 ATI의 서부 해안 팀(구 ArtX Inc.)이 설계했으며, 이를 사용한 첫 번째 제품은 2002년 8월에 출시된 라데온 9700 PRO(내부 ATI 코드명: R300; 내부 ArtX 코드명: 칸)였다. R300의 아키텍처는 이전 제품인 라데온 8500(R200)과 거의 모든 면에서 상당히 달랐다. 9700 PRO의 코어는 라데온 8500과 유사하게 150nm 칩 제조 공정으로 생산되었다. 그러나 정교한 설계 및 제조 기술로 트랜지스터 수가 두 배로 늘어나고 클럭 속도가 크게 향상되었다.

코어 제조의 주요 변화 중 하나는 플립칩 패키징의 사용이었는데, 이는 이전에 비디오 카드에 사용된 적이 없는 기술이었다. 플립칩 패키징은 칩을 뒤집어 냉각 솔루션에 직접 노출시켜 다이의 냉각을 훨씬 더 좋게 한다. 따라서 ATI는 더 높은 클럭 속도를 달성할 수 있었다. 라데온 9700 PRO는 원래 예상했던 300MHz보다 빠른 325MHz로 출시되었다. 1억 1천만 개의 트랜지스터 수를 자랑하는 이 제품은 당시 가장 크고 복잡한 GPU였다. 몇 달 후에는 더 낮은 코어 및 메모리 속도만 다른 더 느린 칩인 9700이 출시되었다. 그럼에도 불구하고 라데온 9700 PRO는 R300이 출시되기 불과 몇 달 전에 출시되었고 그래픽 칩 제조의 정점(220MHz에서 8천만 트랜지스터)으로 여겨졌던 매트록스 파헬리아 512보다 훨씬 더 높은 클럭을 가졌다.

아키텍처
섬네일|left|300px|ATI R300 GPU
이 칩은 각각 1개의 텍스처 매핑 유닛을 가진 8개의 픽셀 파이프라인으로 구성된 아키텍처(8x1 디자인)를 채택했다. 이는 파이프라인당 2개(또는 오리지널 라데온의 경우 3개)의 텍스처 유닛을 사용하는 구형 칩과는 달랐지만, R300이 구형 칩만큼 효율적으로 멀티텍스처링을 수행할 수 없다는 의미는 아니었다. 텍스처 유닛은 새로운 루프백 작업을 수행하여 기하학적 패스당 최대 16개의 텍스처를 샘플링할 수 있었다. 텍스처는 이중선형, 삼중선형 또는 비등방성 필터링을 사용하여 1, 2, 3차원의 어떤 조합도 가능하다. 이는 새로운 다이렉트X 9 사양의 일부였으며, 더욱 유연한 부동소수점 기반의 셰이더 모델 2.0+ 픽셀 셰이더 및 정점 셰이더와 함께 제공되었다. 4개의 정점 셰이더 유닛을 갖춘 R300은 다이렉트X 8 셰이더에 비해 더 큰 기능 세트를 제공하는 것 외에도 이전 라데온 8500 및 지포스 4 Ti 4600의 기하학적 처리 능력의 두 배 이상을 보유했다.

ATI는 자연광으로 렌더링 데모를 통해 픽셀 셰이더 PS2.0의 일부 기능을 시연했다. 이 데모는 폴 드베벡의 고동적범위 렌더링에 대한 논문을 실시간으로 구현한 것이었다. 주목할 만한 한계는 R300 세대 칩은 모두 다이렉트X 9의 최대 128비트 FP32 대신 최대 96비트 또는 FP24의 부동소수점 정밀도로 설계되었다는 점이다. 다이렉트X 9.0은 전체 정밀도 사양을 준수하기 위한 최소 수준으로 FP24를 지정했다. 정밀도에서의 이러한 타협은 당시의 제조 공정에 대해 트랜지스터 사용과 이미지 품질의 최상의 조합을 제공했다. 이는 무거운 블렌딩을 수행할 때 일반적으로 시각적으로 감지할 수 없는 품질 손실을 초래했다. ATI의 라데온 칩은 R520까지 FP24를 넘지 않았다.

R300은 256비트 메모리 버스를 실제로 활용한 최초의 보드였다. 매트록스는 몇 달 전에 파헬리아 512를 출시했지만, 이 보드는 256비트 버스로 큰 이점을 보여주지 못했다. 그러나 ATI는 버스를 256비트로 두 배 늘렸을 뿐만 아니라 엔비디아의 메모리 기술과 다소 유사한 고급 크로스바 메모리 컨트롤러를 통합했다. 4개의 개별 부하 분산 64비트 메모리 컨트롤러를 활용하여 ATI의 메모리 구현은 메모리 트랜잭션의 적절한 세분성을 유지하고 메모리 지연 시간 제한을 해결함으로써 높은 대역폭 효율성을 달성할 수 있었다. "R300"에는 ATI의 혁신적인 HyperZ 메모리 대역폭 및 필레이트 절약 기술인 HyperZ III의 최신 개선 사항도 적용되었다. 8x1 아키텍처는 두 배의 텍스처 및 픽셀 필레이트로 인해 이전 세대의 128비트 버스 설계보다 더 많은 대역폭을 요구했다.

라데온 9700은 ATI의 다중 샘플 감마 보정 안티앨리어싱 방식을 도입했다. 이 칩은 2배, 4배, 6배를 포함한 모드에서 희소 샘플링을 제공했다. 다중 샘플링은 구형 라데온의 슈퍼샘플링 방식보다 훨씬 우수한 성능을 제공했으며, 당시 엔비디아 제품보다 우수한 이미지 품질을 제공했다. 안티앨리어싱은 처음으로 당시의 가장 최신이고 요구가 많은 게임에서도 완전히 사용할 수 있는 옵션이었다. R300은 또한 지포스 4 및 다른 경쟁사 카드들의 비등방성 솔루션보다 훨씬 적은 성능 저하를 일으키는 고급 비등방성 필터링을 제공했으며, 각도 의존성이 높은 라데온 8500의 비등방성 필터링 구현보다 훨씬 향상된 품질을 제공했다.

2008년 3월 14일, AMD는 R3xx용 3D 레지스터 레퍼런스를 출시했다.

성능
라데온 9700의 고급 아키텍처는 매우 효율적이었고, 물론 2002년의 이전 제품들보다 더 강력했다. 일반적인 조건에서 이전 최고급 카드인 지포스 4 Ti 4600을 15~20% 앞섰다. 그러나 안티앨리어싱(AA) 및 비등방성 필터링(AF)을 활성화하면 Ti 4600을 40~100% 앞섰다. 당시 이것은 상당히 놀라운 일이었고, AA와 AF가 중요하고 실제로 사용할 수 있는 기능으로 널리 받아들여지게 되었다.

고급 아키텍처 외에도 비평가들은 ATI의 전략 변화에도 주목했다. 9700은 ATI가 모든 그래픽 카드를 생산하는 대신 타사 제조업체에 배송되는 ATI 칩 중 두 번째(8500 이후)가 될 것이지만, ATI는 여전히 최고급 칩으로 카드를 생산할 것이다. 이는 드라이버 개선에 투입될 엔지니어링 자원을 확보했으며, 이로 인해 9700은 출시 당시 경이로운 성능을 발휘했다. 이드 소프트웨어 기술 이사인 존 D. 카맥은 E3 둠 3 시연을 라데온 9700으로 실행했다.

R300 GPU가 제공하는 성능 및 품질 향상은 지포스 256 및 부두 그래픽스의 성과와 함께 3D 그래픽 역사상 가장 위대한 것 중 하나로 여겨진다. 또한, 지포스 FX 5800 형태의 엔비디아의 대응은 시장 출시가 늦었을 뿐만 아니라, 특히 픽셀 셰이딩이 사용될 때 다소 인상적이지 않았다. R300은 출시 후 최소 3년 동안 새로운 게임에서 플레이 가능한 성능을 제공하여 역사상 가장 긴 유용한 수명을 가진 GPU 중 하나가 될 것이다.

추가 출시
몇 달 후, 9500과 9500 PRO가 출시되었다. 9500 PRO는 9700 PRO의 메모리 버스 너비의 절반이었고, 9500은 픽셀 처리 장치의 절반과 계층적 Z-버퍼 최적화 장치(HyperZ III의 일부)가 비활성화(누락)되었다. 완전한 8개의 파이프라인과 효율적인 아키텍처 덕분에 9500 PRO는 엔비디아의 모든 제품(Ti 4600 제외)을 능가했다. 한편, 9500은 훨씬 더 강력한 9700으로 개조될 수 있었기 때문에 인기를 얻었다. ATI는 9500 시리즈가 9600 출시 전 2002년 크리스마스 시즌의 공백을 채우기 위한 임시 솔루션으로만 의도했다. 모든 R300 칩이 동일한 물리적 다이를 기반으로 했기 때문에 9500 제품에 대한 ATI의 마진은 낮았다. 라데온 9500은 ATI의 제품 중 수명이 가장 짧은 제품 중 하나였으며, 나중에 라데온 9600 시리즈로 대체되었다. 9500의 로고와 상자 패키지는 2004년에 관련이 없는 느린 라데온 9550(9600의 파생 제품)을 마케팅하기 위해 부활했다.

개선됨
2003년 초, 9700 카드는 9800(또는 R350)으로 대체되었다. 이들은 클럭 속도가 더 높고 셰이더 유닛과 메모리 컨트롤러가 개선되어 안티앨리어싱 성능이 향상된 R300이었다. 이들은 최근 출시된 지포스 FX 5800 울트라보다 성능 우위를 유지하기 위해 설계되었으며, 어려움 없이 이를 해냈다. 9800은 주로 (그리고 크게) 무거운 SM2.0 픽셀 셰이딩을 포함하는 작업에서 개정된 FX 5900에 맞서 여전히 경쟁력을 유지했다. 9800의 또 다른 판매 강점은 FX 5800 및 FX 5900의 이중 슬롯 요구 사항에 비해 여전히 단일 슬롯 카드였다는 점이다. 나중에 256 MiB 메모리를 탑재한 9800 Pro 버전은 GDDR2를 사용했다. 다른 두 가지 변형은 단순히 클럭 속도가 낮은 9800 Pro인 9800과 픽셀 처리 장치 중 절반이 비활성화된 (때로는 다시 활성화될 수 있는) 9800 SE였다. 공식 ATI 사양은 9800 SE에 256비트 메모리 버스를 규정했지만, 대부분의 제조업체는 128비트 버스를 사용했다. 일반적으로 256비트 메모리 버스를 가진 9800 SE는 "9800 SE 울트라" 또는 "9800 SE 골든 버전"이라고 불렸다.

9800과 함께 9600(일명 RV350) 시리즈는 2003년 초에 출시되었고, 9600 PRO는 대체될 예정이었던 9500 PRO를 능가하지 못했지만, 130nm 공정(7500/8500 이후 모든 ATI 카드는 150nm였다)과 간소화된 디자인으로 ATI가 훨씬 더 경제적으로 생산할 수 있었다. 라데온 9600의 RV350 코어는 기본적으로 9800 Pro를 반으로 자른 것으로, 동일한 기능 유닛의 절반을 정확히 가지고 있어 2개의 정점 셰이더를 가진 4x1 아키텍처였다. 또한 라데온 9500과 동일하게 계층적 Z-버퍼 최적화 유닛이 제거되면서 HyperZ III의 일부를 잃었다. 130nm 공정을 사용하는 것은 코어 클럭 속도를 높이는 데에도 좋았다. 높은 기본 클럭을 가진 9600 시리즈는 오버클러커에 의해 상당히 많은 여유 공간을 가지고 있는 것으로 나타났다(프로 모델에서 400MHz에서 500MHz 이상 달성). 9600 시리즈는 대체한 9500 및 9500 Pro보다 성능이 낮았지만, 엔비디아의 지포스 FX 5600 울트라에 대한 9500의 우위를 대체로 유지했으며, 오래된 주류 성능 보드인 지포스 4 Ti 4200에 대한 ATI의 비용 효율적인 답변이었다.

2003년 여름, RV350 코어를 기반으로 한 모빌리티 라데온 9600이 출시되었다. 다이렉트X 9.0 셰이더를 제공하는 최초의 노트북 칩으로, 이전 모빌리티 라데온과 동일한 성공을 거두었다. 모빌리티 라데온 9600은 원래 GDDR2-M이라는 RAM 기술을 사용할 예정이었다. 해당 메모리를 개발하는 회사는 파산했고 RAM은 출시되지 않았으므로 ATI는 일반 DDR SDRAM을 사용할 수밖에 없었다. 의심할 여지 없이 GDDR2-M으로 전력 사용 절감과 성능 향상이 있었을 것이다. 2004년 가을, 약간 더 빠른 변형인 모빌리티 라데온 9700이 출시되었다(이름의 유사성에도 불구하고 데스크톱 라데온 9700의 오래된 R300이 아닌 RV350을 기반으로 했다).

2003년 후반에는 9800 XT(R360), 9600 XT(RV360), 9600 SE(RV350)의 세 가지 새로운 카드가 출시되었다. 9800 XT는 9800 PRO보다 약간 빨랐고, 9600 XT는 새로 출시된 지포스 FX 5700 울트라와 잘 경쟁했다. 9600 XT의 RV360 칩은 Low-K 칩 제조를 활용한 ATI의 첫 번째 그래픽 칩으로, 9600 코어의 클럭 속도를 더욱 높일 수 있었다(기본 500MHz). 9600 SE는 엔비디아의 지포스 FX 5200 울트라에 대한 ATI의 답변으로, 5200을 능가하면서도 더 저렴했다. 또 다른 "RV350" 보드는 2004년 초에 라데온 9550으로 출시되었는데, 이는 코어 클럭은 낮지만(메모리 클럭 및 버스 너비는 동일) 라데온 9600이었다.

R300 기반 세대에 관해 주목할 만한 점은 전체 라인업이 단일 슬롯 냉각 솔루션을 활용했다는 것이다. ATI가 공식적으로 이중 슬롯 냉각 설계를 채택한 것은 2004년 12월 R420 세대의 라데온 X850 XT 플래티넘 에디션까지였다.

모델
섬네일|ATI 라데온 9800XXL

 같이 보기 
 AMD 그래픽 처리 장치 목록
 자유-오픈 소스 장치 드라이버: 그래픽#ATI/AMD

 각주 

 외부 링크 
 AMD의 놀랍도록 작지만 엄청나게 강력한, 라데온 R9 나노 8월 출시
 3D 칩 및 보드 차트, Beyond3D, 2006년 1월 10일 검색
 ATI의 라데온 9700 (R300) – 새로운 왕의 등극, Anand Lal Shimpi, Anandtech, 2002년 7월 18일, 2006년 1월 10일 검색
 ATI 라데온 9700 PRO 리뷰 , Dave Baumann, Beyond3D, 2002년 8월 19일, 2006년 1월 10일 검색
 Matrox의 Parhelia - 성능 역설, Anand Lal Shimpi, Anandtech, 2002년 6월 25일, 2006년 1월 10일 검색
 ALDI 그래픽 카드 라데온 9800 XXL 정보 (독일어), ALDI 그래픽 카드 라데온 9800 XXL 정보, 2006년 11월 21일 검색
 AMD 라데온 R3xx 3D 레지스터 레퍼런스 가이드
 techPowerUp! GPU 데이터베이스

분류:그래픽 카드
분류:ATI 테크놀로지스 제품